遼寧智慧消防管理系統(tǒng)(物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在消防管理中的應用)
摘 要:在消防工作中引入射頻、傳感等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)強化人防、物防和技防措施的落實,保障規(guī)章制度和設(shè)施設(shè)備發(fā)揮實效,對提升單位自我管理能力,降低火災風險,提高行政監(jiān)管和滅火指揮的效能,實現(xiàn)火災形勢的根本性好轉(zhuǎn)具有重要意義。以遼寧智慧消防管理系統(tǒng)為例,介紹物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在消防管理中的應用。
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng) 智慧消防 數(shù)據(jù)挖掘 信息化指揮
一、消防工作中存在的問題
消防工作事關(guān)人民生命財產(chǎn)安全,受到黨和國家的高度重視,盡管如此,我國社會火災防控基礎(chǔ)薄弱,隱患大量存在,火災高發(fā)的現(xiàn)實依然存在,消防安全形勢不容樂觀。一方面社會單位是消防安全的責任主體,但是消防管理畢竟屬于較為專業(yè)的工作,民眾消防安全意識不強,單位缺乏有效的管理手段,不會管、管不好等問題依然存在;另一方面社會單位數(shù)量較多,消防行政監(jiān)管警力不足,想管好、管不了的矛盾突出,行政監(jiān)管缺乏針對性,監(jiān)管措施落后,監(jiān)管效率不高的現(xiàn)狀依然存在??陀^現(xiàn)實的突出矛盾決定了提高單位自我管理能力,提升行政監(jiān)管效能的問題迫在眉睫。自2011年以來,公安部消防局就開始部署“依法治火,科技強警”的發(fā)展戰(zhàn)略,拉開了向科學技術(shù)要戰(zhàn)斗力的序幕。
隨著信息化技術(shù)的發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應用有效破解了消防發(fā)展的瓶頸問題,通過引入射頻通訊、傳感器、信息通訊等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),把隱形的消防問題直觀真實地展現(xiàn)在面前,使問題透明。單位一旦發(fā)生火災,消防救援選擇什么通行道路,周邊有哪些水源可以有效利用,火場環(huán)境參數(shù)以及參戰(zhàn)人員體能等信息都可提供信息化科學指揮。為消防行政監(jiān)管提供及時的信息,可以對單位進行針對性的指導,幫助單位解決火災隱患,避免警力不足、失控漏管、人為干擾等因素。
二、遼寧智慧消防管理系統(tǒng)具體方案解讀
遼寧智慧消防針對全面分析了消防具體工作任務(wù),梳理了單位法定履行的工作職責、行政監(jiān)管的職能任務(wù)和滅火指揮信息化體系建設(shè)等存在的系列問題和其它需要改進的地方,綜合引入射頻技術(shù)、移動通訊、物聯(lián)網(wǎng)、視頻識別、大數(shù)據(jù)等技術(shù),以推動社會單位自身工作主動性、提高行政監(jiān)管效能為目標,構(gòu)建信息化指揮體系探索出此套通過技防措施強化監(jiān)管效能的有效方法。
(一)整體架構(gòu)
1. 總體方案
在總體架構(gòu)設(shè)計上,遼寧智慧消防管理系統(tǒng)按照“一個中心、兩個平臺、八類應用”建設(shè)思路,即利用一個指揮中心綜合顯示指揮調(diào)度,構(gòu)建消防監(jiān)管平臺和滅火指揮平臺,面向普通民眾、社會單位、行政監(jiān)管、滅火指揮、數(shù)據(jù)中心五類終端應用。平臺設(shè)計如圖1所示。
以“智慧消防”為目標,結(jié)合人防、物防、技防的三防體系,形成以單位信息、市政資源為基礎(chǔ)數(shù)據(jù),集人員、信息、設(shè)備、機構(gòu)有機結(jié)合的四位一體,實現(xiàn)信息化支撐、科學化指揮的防消一體化的城市消防安全管理體系。
2. 系統(tǒng)架構(gòu)
(1)展現(xiàn)層
主要負責與用戶和外部系統(tǒng)交互,具體提供系統(tǒng)可操作Web功能、數(shù)據(jù)交換程序或數(shù)據(jù)接口,并滿足不同的場景使用。Web Layer主要用html5、css3、angularjs1.6技術(shù)實現(xiàn);Data Exchange根據(jù)需求實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換程序;Data Interface主要基于http1.1協(xié)議,用restful 風格API技術(shù)實現(xiàn)。
(2)應用層
主要負責系統(tǒng)邏輯計算的實現(xiàn),提供服務(wù)接口給表現(xiàn)層使用。此兩層之間通信基于http1.1協(xié)議,以提高數(shù)據(jù)傳輸效率。根據(jù)應用服務(wù)職責不同分為兩大類,分別為業(yè)務(wù)應用服務(wù)和基礎(chǔ)應用服務(wù)。本系統(tǒng)應用服務(wù)一般使用java平臺的通信框架SpringMVC技術(shù)實現(xiàn),個別其它組件除外,Redis緩存組件。
(3)服務(wù)層
對于本系統(tǒng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)多樣化、數(shù)據(jù)量較大,同時系統(tǒng)面對高并發(fā)的訪問,采取了緩存的機制提升性能,選用Redis緩存組件實現(xiàn)數(shù)據(jù)緩存存儲。對于非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲,比如文檔、圖片等數(shù)據(jù),本系統(tǒng)基于linux平臺ext3文件系統(tǒng)實現(xiàn)文檔存儲和讀寫功能。
(4)數(shù)據(jù)層
主要負責系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲、同步、緩存和備份管理。本系統(tǒng)數(shù)據(jù)分為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。對于結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)使用mysql5.7以上數(shù)據(jù)庫存儲,基于MySQL復制同步的機制,可以進行數(shù)據(jù)讀寫分離的實現(xiàn),提升數(shù)據(jù)層面的優(yōu)化。
(二)主要技術(shù)創(chuàng)新點
1. 射頻技術(shù)強化人防措施落實
針對基層單位日常巡查工作不落實、弄虛作假的現(xiàn)象,我們引入射頻通訊技術(shù)(RFID,Radio Frequency Identification),通過在單位重點部位設(shè)置集成在宣傳板內(nèi)的射頻芯片,與移動終端app進行巡查信息的數(shù)據(jù)交互,按照預先設(shè)定的頻次,漏查提醒的功能,促進單位巡查人員到達重點部位檢查,倒逼單位巡查人員定點、定時、定位地履行巡查職責,及時發(fā)現(xiàn)隱患,消除致災因素,通過技防手段強化人防措施的落實。
2. 設(shè)備物聯(lián)強化物防措施的完好程度
系統(tǒng)通過遠程監(jiān)控設(shè)備采集火災自動報警系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息,通過在消防水系統(tǒng)設(shè)置壓力、液位傳感器,在消防設(shè)施設(shè)備上設(shè)置電流傳感器,通過數(shù)據(jù)傳輸裝置傳送到平臺,實現(xiàn)了對消防設(shè)施設(shè)備的有效物聯(lián),消防設(shè)備一旦出現(xiàn)異常問題,平臺會即時發(fā)出預警提示,并把異常信息發(fā)送給單位管理人員和維保人員,相關(guān)人員根據(jù)各自不同的職責第一時間予以處理,及時排除隱患。
3. 數(shù)據(jù)分析提高管理針對性
在數(shù)據(jù)傳輸方面,系統(tǒng)采用無線傳輸方式,通過自行部署的lora低功耗專用數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)傳輸物聯(lián)數(shù)據(jù),大大降低了消防物聯(lián)設(shè)備的信息傳輸成本,實現(xiàn)了日常使用費用幾乎為零的目標,為本系統(tǒng)的公益性推廣奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。
大數(shù)據(jù)的驅(qū)動力正在引領(lǐng)以政府為主導的公共管理領(lǐng)域的革命性變化。系統(tǒng)對收集的數(shù)據(jù)信息按照設(shè)定的數(shù)據(jù)模型進行信息分析,并與危險數(shù)據(jù)模型進行比對,挖掘潛在規(guī)律性特征,對單位危險源、火災風險、抗風險能力等進行綜合分析研判,幫助單位找出安全管理工作的短板,通過培訓指導,提升整體綜合管理水平,實現(xiàn)對火災風險和安全形勢的超前預判和精確預測。行政管理部門可根據(jù)區(qū)域內(nèi)單位的總體情況,找出共性特點,發(fā)出預警信息,開展有針對性的專項整治、專業(yè)培訓、宣傳演練等措施,可有效構(gòu)建單位管點、行業(yè)管線、政府管面的立體化防控體系和消防社會化工作,結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖5所示。
4. 救援信息采集提高滅火指揮科學性
系統(tǒng)采集了市政消防水源的地理信息和水壓環(huán)境信息,采集了消防員的體能信息、車輛信息,當建筑發(fā)生火災后,系統(tǒng)依據(jù)相關(guān)預案調(diào)配警力,指揮行車路線,指導就近的可利用水源,避免道路擁擠、水源失效、消防員體能下降等因素影響救援時間和效率,為滅火指揮決策提供數(shù)據(jù)支撐,實現(xiàn)信息化科學指揮。
三、系統(tǒng)實施應用情況
遼寧屬于經(jīng)濟不發(fā)達省份,同時也是老工業(yè)基地,冬季長隱患多,火災形勢嚴峻。該系統(tǒng)立足小投入,解決大問題,強化人防、物防、技防相結(jié)合的方式扭轉(zhuǎn)火災多發(fā)的現(xiàn)狀,自2015年部署至今,在本溪、大連、營口、阜新、朝陽、丹東等市近千家重點單位聯(lián)網(wǎng)運行,每天接收巡查信息萬余條,處理消防問題近千項,充分發(fā)揮了系統(tǒng)的信息化優(yōu)勢作用,提高了單位人員的安全意識和履職狀況,地區(qū)平均年度火災起數(shù)下降了23%以上,行政監(jiān)管和滅火指揮效能得到大幅提升。
本系統(tǒng)榮獲遼寧公安改革創(chuàng)新獎、遼寧公安科技進步獎、公安部消防局科技進步二等獎,公安部“雙微”大賽銀獎等獎項,系統(tǒng)設(shè)計理念、采用的技術(shù)措施和具體的實施方案得到了專家、市場和用戶的充分認可。
四、消防物聯(lián)網(wǎng)的未來展望
(一)“物”聯(lián)范圍需要進一步擴大
消防工作涉及到建筑設(shè)施、軟件管理、人員素質(zhì)、社會聯(lián)動等方面,如果單純滿足一個或者幾個方面的“物”聯(lián),對管理工作和風險管控不會產(chǎn)生根本性的改變,所以物聯(lián)的概念要有所擴展,通過頂層設(shè)計和現(xiàn)代技術(shù)把制度的落實情況、單位消防從業(yè)人員的能力和素質(zhì)、社會消防救援力量及裝備等信息綜合部署,形成綜合合力,實現(xiàn)平臺化管理運營,充分發(fā)揮數(shù)據(jù)資源的積極作用,是消防物聯(lián)網(wǎng)的根本和發(fā)展方向。
(二)硬件設(shè)備需要進一步融合
火災是小概率事件,單純?yōu)榱讼拦ぷ鞫鴮ο牢锫?lián)網(wǎng)進行大量人員和資金的投入在一定程度上制約其落地應用,這也是目前很多消防物聯(lián)網(wǎng)公司技術(shù)產(chǎn)品推廣難度較大的主要原因。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是一個互聯(lián)互通的概念,在消防方面也是這樣,能夠與智能家居、智慧水務(wù)、智慧城市等進行融合融通,借助其它系統(tǒng)的推行擴展消防物聯(lián)網(wǎng)的應用范圍,避免數(shù)據(jù)孤島,實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享,是擴大消防物聯(lián)網(wǎng)應用范圍,推動相關(guān)行業(yè)共同發(fā)展,真正實現(xiàn)萬物互聯(lián)、數(shù)據(jù)共享、互融互動的重要途徑。
(三)遠程控制功能需要進一步完善
目前,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要聚焦在數(shù)據(jù)采集,處于數(shù)據(jù)單向傳輸?shù)膶用?,消防安全具有突發(fā)性和快速反映的特點,在緊急狀況下尚需對特定設(shè)備的工況控制,使設(shè)備立即發(fā)揮作用,這才是物聯(lián)的最終目的。例如王先生家要安裝智能燃氣報警器。如果燃氣泄漏,感應器立即感應到異常,把信息發(fā)送給王先生,這不是王先生的最終目的,王先生需要的是通過物聯(lián)設(shè)備自動關(guān)閉煤氣閥,打開通風系統(tǒng),并向物業(yè)、煤氣公司等專業(yè)部門報警,分析問題,找出癥結(jié),采取措施,避免同類隱患再次發(fā)生。這就要求在當前物聯(lián)的狀況下實現(xiàn)遠程控制的雙向通訊控制。
(四)瓶頸問題需要進一步解決
消防物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,供應需求廣泛,潛在市場規(guī)模巨大,吸引了眾多科研機構(gòu)和技術(shù)公司的參與,但目前尚處于發(fā)展階段,存在諸如缺乏核心技術(shù),通訊芯片、RFID標簽等核心元器件依靠國外進口;缺乏規(guī)范標準和統(tǒng)籌規(guī)劃,通訊協(xié)議封閉,行業(yè)系統(tǒng)形成數(shù)據(jù)孤島,資源利用率較低、無序重復建設(shè)現(xiàn)象嚴重等諸多產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)實問題需要進一步解決。
五、結(jié)語
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具有廣闊的應用前景,在火災預防和滅火指揮中具有廣泛的應用價值,甚至帶來監(jiān)管模式的巨大變革。我國的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和應用尚處于發(fā)展階段,技術(shù)的不確定性和替代性風險依然存在,需要科研機構(gòu)和科技公司在實踐中探索和完善,就像互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)改變了我們的生活一樣,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)同樣也會改變我們的生活,其明顯的優(yōu)勢決定了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在消防工作中的應用勢不可擋。
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