安科瑞王璐月

摘 要：為了提升建筑物電氣火災消防系統(tǒng)效能，設計了一體化的智慧消防系統(tǒng)。融合消防業(yè)務，利用 LDAP 提供統(tǒng)一入口進行系統(tǒng)集成；利用 Web API 技術實現(xiàn)不同系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)整合，消除“信息孤島"，支持網(wǎng)絡感知、數(shù)據(jù)監(jiān)管、輔助實戰(zhàn)指揮等智慧應用；將公眾納入消防救援體系，建立公眾服務智慧消防系統(tǒng)，多方面地服務公眾，充分發(fā)揮公眾的主觀能動性，提升救援效果和效率。該系統(tǒng)可以改善以往消防系統(tǒng)共享水平不高、應用程度不高、效能發(fā)揮不足的局面。

關鍵詞：智慧消防 ；電氣火災；

0 引言

隨著城市現(xiàn)代化程度的提高，生產(chǎn)、生活電氣化，燃料的多樣化，人口和物質(zhì)的高度集中，各種新材料、新能源、新工藝、新技術投入使用，起火因素日漸增多，火災形勢日趨嚴峻。據(jù)統(tǒng)計，2018 年我國共接報火災 23.7 萬起，電氣火災仍居各類火災。

消防狀況是衡量一個國家及城市現(xiàn)代文明程度的標志之一。隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等技術的不斷發(fā)展，“智慧消防"為消防事業(yè)創(chuàng)新發(fā)展注入新的活力。設計一個有效防控電氣火災的智慧消防系統(tǒng)，對于促進社會進步具有重要意義。

1 建筑物電氣火災防控信息化現(xiàn)狀分析

目前，我國大部分城市消防設施完備，針對不同建筑應配套的消防裝備、火災警示、自動滅火、防火與疏散、通用與防煙排煙、消防供水等也都有明確的標準，存在的主要問題是信息化支撐能力不足。一是電氣使用源頭監(jiān)管手段匱乏、范圍有限，火災風險智能分析和隱患動態(tài)監(jiān)測預警水平較低，如不能隨時掌握電氣狀態(tài)、不能及時處理消防通道被堵塞、自動噴水滅火系統(tǒng)故障等。二是政務服務信息化程度低，服務公眾的方法手段單一，公眾消防意識淡薄和用電知識匱乏，消防應急科普偏差導致火災事故緊急應對能力低下，如學生在老舊宿舍長時間使用大功率電器，使用絕緣線老化的電器；公眾使用消防設備自救能力不足；火源阻擋了熟知的逃生出口，或者因為濃煙而無法辨別逃生方向。三是采集匯聚信息的準確性和時效性有待提高，輔助指揮決策的效能不佳。如實施內(nèi)攻過程中，一方面消防員時刻面臨濃煙、物體打擊、高處墜落以及電泄漏等多種危險和困難;另一方面,指揮無法及時掌握現(xiàn)場情況，給出救援方案。

由于業(yè)務應用單一和平臺多樣化，使得數(shù)據(jù)資源碎片化，形成“信息孤島"，導致消防物資不能物盡其用。開發(fā)統(tǒng)一的門戶系統(tǒng)，融合消防業(yè)務，整合基礎數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)共享程度，有助于消除“信息孤島"。

筆者基于輕量目錄訪問協(xié)議(Lightweight DirectoryAccess Protocol，LDAP)，集成原有業(yè)務系統(tǒng) ，并且通過Web API 服務來完成不同系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)整合，設計了一體化的智慧化消防系統(tǒng)，便于統(tǒng)一資源管理及訪問控制。系統(tǒng)以業(yè)務問題為導向，一是加強了電氣使用源頭的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)管能力；二是為公眾提供多樣化立體化的服務，尤其是加強消防科普的力度，提高公眾的緊急應對能力；三是延伸網(wǎng)絡感知觸角，提升數(shù)據(jù)采集自動化水平和程度，進而輔助消防救援決策，打造運行的“智慧大腦"，提高信息化支撐能力。

2 智慧消防系統(tǒng)的設計

2.1 LDAP 的系統(tǒng)架構(gòu)

LDAP 是一個開放、中立、工業(yè)標準的應用協(xié)議，通過IP 協(xié)議提供訪問控制和維護分布式信息，是一種集中賬號管理架構(gòu)的實現(xiàn)協(xié)議，易配置，易管理，其統(tǒng)一身份認證過程如圖 1 所示。

圖 1 統(tǒng)一身份認證過程

基于 LDAP 可以實現(xiàn)多應用系統(tǒng)共存場景下單點登錄(SSO)和統(tǒng)一身份認證，并且實現(xiàn)賬戶管理與訪問控制管理的分離，為大數(shù)據(jù)平臺的訪問管理和配置帶來了便捷性。從數(shù)據(jù)訪問角度來看，LDAP 也是一種使用樹形結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，特別適用于一次寫入數(shù)據(jù)，多次查詢搜索的應用場景。

Web API 是一種應用接口框架，能夠構(gòu)建 HTTP 服務以支撐更廣泛的客戶端如瀏覽器、手機和平板電腦等移動設備終端以及傳統(tǒng)的桌面應用程序等框架。構(gòu)建統(tǒng)一規(guī)范接口的 Web API，無需修改基層數(shù)據(jù)就可為各應用提供實時的數(shù)據(jù)接口服務，解決遠程的數(shù)據(jù)實時傳輸和交互。技術原理如圖 2 所示。

 圖2 Web API 技術原理

電氣消防業(yè)務數(shù)據(jù)主要有電氣實時數(shù)據(jù)，消防設施信息，建筑信息、實時交通、水利、氣象等協(xié)同辦公數(shù)據(jù)、實時現(xiàn)場感知數(shù)據(jù)、各類感知、預警、分析和輔助決策等數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)主要用于 Web 網(wǎng)站、微信、各種移動終端、桌面應用等平臺。在這些應用服務下層，構(gòu)建 Web API 層作為數(shù)據(jù)的公共接口層，可以保證接口提供給應用層的數(shù)據(jù)一致性。再通過業(yè)務邏輯層整合數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)訪問層，調(diào)用不同數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)。這樣構(gòu)建的 Web API 的接口層就能快捷靈活地為所有接入的應用提供豐富的數(shù)據(jù)接口。

綜上所述并基于 LDAP，為建筑物電氣消防業(yè)務提供統(tǒng)一入口進行系統(tǒng)集成，使用 Web API 技術實現(xiàn)各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互，支持智慧應用，如圖 3 所示。

圖 3 LDAP 目錄

該目錄的根節(jié)點是 LDAP 服務器集群，分為 7 個子節(jié)點，分別是隱患數(shù)據(jù)感知、監(jiān)管和現(xiàn)場數(shù)據(jù)感知、消防辦公、協(xié)同辦公、服務器組成、智慧應用和公眾服務。

為解決應用多樣化的服務效率問題，服務器集群按功能劃分各司其職，包括數(shù)據(jù)庫服務器、Web 服務器、移動信息服務器、公有/私有服務器、實時通信服務器、智能應用服務器等，總體實現(xiàn)感知網(wǎng)絡數(shù)據(jù)覆蓋應急救援、火災防控、隊伍管理、公眾服務、應急通信等多個領域。并以數(shù)據(jù)為驅(qū)動，綜合運用云計算、大數(shù)據(jù)和人工智能，智慧化調(diào)控調(diào)配公共資源和公共服務，進行消防設施狀態(tài)監(jiān)管，用電感知預警及風險研判，作戰(zhàn)指揮智能輔助。

(1) 消防設施狀態(tài)感知與監(jiān)管。通過實時采集消防設施運行狀態(tài)，實現(xiàn)智能預警、區(qū)域火災風險動態(tài)評估等。

(2) 用電感知預警及風險研判。通過物聯(lián)網(wǎng)傳感終端，將供電側(cè)和用電側(cè)電氣線路、電氣設備和周邊環(huán)境等數(shù)據(jù)實時傳送至云平臺，進行實時監(jiān)控和自動警示，支持移動端信息交互，定期進行總體評價，指導用戶對隱患進行排查和整改。有效解決電氣線路老化、肉眼無法直觀實時排查電氣隱患、隱蔽工程等問題。

(3) 作戰(zhàn)指揮智能輔助。根據(jù)火災發(fā)生時的電氣狀態(tài)，5G 單兵通信裝備、消防機器人和其他執(zhí)法終端的現(xiàn)場視頻、有毒氣體、空氣壓力、生命體征等感知數(shù)據(jù)，運用大數(shù)據(jù)和深度學習技術，實現(xiàn)二維和三維數(shù)據(jù)可視化，發(fā)揮位置和感知信息支撐實戰(zhàn)指揮的作用，自動生成作戰(zhàn)方案、處置要點、風險預警及災情研判結(jié)論，通過圖像識別和語音識別技術為各級指揮員提供決策支持。

(4) 消防辦公。利用網(wǎng)絡感知技術自動化、智能化地采集與管理人、車、裝備等救援資源，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享并應用于作戰(zhàn)指揮全過程，充分發(fā)揮系統(tǒng)和數(shù)據(jù)效能。

(5) 公眾服務。為公眾提供火災隱患舉報、火災警示、業(yè)務辦理 、信息查詢和消防宣傳等一站式便捷的服務。

2.2 公眾服務智慧消防系統(tǒng)

人是建筑物電氣火災應急救援任務中的弱勢群體。隨著消防知識的普及，人工智能和 5G 網(wǎng)絡時代的到來，受災公眾有時間和能力根據(jù)智慧系統(tǒng)發(fā)出的作戰(zhàn)指令，發(fā)揮主觀能動性，進行緊急逃生甚至是救援作戰(zhàn)。因此，提出受災公眾是消防救援體系中的新生力量，是系統(tǒng)監(jiān)

管、人員排查、自動滅火系統(tǒng)失靈，火災發(fā)生而消防救援隊未到達現(xiàn)場時的作戰(zhàn)部隊，其地位如圖 4 所示。

圖 4 消防救援體系結(jié)構(gòu)圖

在公眾服務節(jié)點下設計一個專門的公眾應急智慧消防系統(tǒng)，包含提升公眾應急反應能力的全部信息，即消防知識普及、消防基礎設施、簡單易懂的火災自救模擬以及災情發(fā)生時的實時智慧逃生路線，有助于提高公眾的應急反應能力，進而提升應急救援系統(tǒng)的整體效能。具體如圖5 所示。

圖 5 大眾版智慧消防系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

(1) 基礎設施查詢?？梢圆樵兿腊l(fā)布的建筑內(nèi)的滅火器位置、消火栓位置、避難場所、水源所在地、出口和逃生路線圖等。

(2) 火災自救模擬。以簡易動畫形式展示消防發(fā)布的模擬火災，針對火災的大小和位置，為當前位置生成應急預案及展示逃生路線、并標注背離火源的避難場所和水源地。

(3) 智慧逃生路線查詢。當火災發(fā)生時，針對火災與用戶的相對位置，以簡易動畫形式展示消防為當前位置生成的應急預案及逃生路線，并標注背離火源的避難場所和水源地。

(4) 消防知識普及。展示消防發(fā)布的各類消防知識，包括消防法律法規(guī)、用電和火災預防知識、火災撲救、人員疏散逃生和自救互救知識等。

3 安科瑞智慧消防監(jiān)控云平臺介紹與選型

3.1 平臺簡介

安科瑞智慧消防綜合管理云平臺基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等現(xiàn)代信息技術，將分散的火災自動警示設備、電氣火災監(jiān)控設備、智慧煙感探測器、智慧消防用水等設備連接形成網(wǎng)絡，并對這些設備的狀態(tài)進行智能化感知、識別、定位，實時動態(tài)采集消防信息，通過云平臺進行數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析，幫助實現(xiàn)科學預警火災、網(wǎng)格化管理、落實多元責任監(jiān)管等目標。原先針對“九小場所"和?；飞a(chǎn)企業(yè)無法有效監(jiān)控的空白，適應于所有公建和民建，實現(xiàn)了無人化值守智慧消防，實現(xiàn)智慧消防“自動化"、“智能化"、“系統(tǒng)化"、用電管理的實際需求。

從火災預防，到火情警示，再到控制聯(lián)動，在統(tǒng)一的系統(tǒng)大平臺內(nèi)運行，用戶、安保人員、監(jiān)管單位都能夠通過平臺直觀地看到每一棟建筑物中各類消防設備和傳感器的運行狀況，并能夠在出現(xiàn)細節(jié)隱患、發(fā)生火情等緊急和非緊急情況下，在幾秒時間內(nèi)，相關警示和事件信息通過手機短信、語音電話、郵件提醒和APP推送等手段，就迅速能夠迅速通知到達相關人員。同時，通過自動消防滅火控制裝置啟動自動滅火設備和消防聯(lián)動控制設備，有效解決用電單位電氣線纜老舊，小微企業(yè)無專業(yè)電工、肉眼無法直觀系統(tǒng)即時排查電氣隱患、隱蔽工程隱患檢查難等難題，及時排除安全隱患，安科瑞智慧消防監(jiān)控云平臺結(jié)構(gòu)如下圖所示：

3.2 平臺功能

(1)  平臺登陸

用戶登錄成功之后進入首頁，如圖所示。主要展示的內(nèi)容有：項目概況、設備狀態(tài)、設備分類、設備警示信息、警示分類、警示統(tǒng)計、設備臺賬信息等。其中地圖可以選配成BIM建筑模型，任何傳感器警示時可以在BIM模型中預警顯示。

(2) 實時監(jiān)控

智慧用電子系統(tǒng)可接入電氣火災、故障電弧、電氣火災主機、滅弧式保護器探測和母排無線測溫探測等等各類子系統(tǒng)，實現(xiàn)對相關消防系統(tǒng)設備的信息實時監(jiān)控，一且發(fā)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)劇超過風險閾值，APP、電話警示統(tǒng)統(tǒng)上陣，通過設備的標簽、地理位置定位，快速通知，快速處置

(3) 隱患管理

隱患管理包括隱患巡查、隱患處理、和隱患記錄，隱患巡查的目的是為了系統(tǒng)在產(chǎn)生警示或隱患后，系統(tǒng)可以針對工程人員派發(fā)工單，處理完以后工程人員能夠在系統(tǒng)中填寫相關工單任務記錄，以供歷史查詢。隱患統(tǒng)計支持對項目進行日、月、季、年的維度查詢，并能夠自定義時間查詢，將項目下隱患以曲線，圖表的形式展現(xiàn)

(4) 統(tǒng)計分析

統(tǒng)計分析包括數(shù)據(jù)匯總和分析報告，數(shù)據(jù)匯總以曲線和表格形式顯示各個月份的警示和故障記錄，同時顯示控制日志，支持按照控制類和參數(shù)設置類分別顯示，也可以按照操作是否成功分別顯示，包括此次控制的操作情況，項目名稱，設備信息以及對應的操作時間等；分析報告包括總體概況和設備回路特征分析。

(5) 運運維管理

根據(jù)運維調(diào)度管理的需要，智能調(diào)度技術人員可以分為不同角色，系統(tǒng)支持巡檢計劃和巡檢日歷，可支持巡檢人員使用手機NFC芯片巡檢打卡的功能。

(6) 手機APP功能

手機APP軟件具有IOS版本和安卓版本，并與電腦終端系統(tǒng)的數(shù)據(jù)同步，能展示剩余電流、溫度、電壓、電流等電氣安全參數(shù)的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線、歷史數(shù)據(jù)與變化曲線；短路、斷線、漏電、超溫、過壓、欠壓、過流等電氣故障實時警示數(shù)據(jù)等；能實時顯示項目地理位置、未排除隱患數(shù)、未處理巡檢數(shù)等；通過APP消息推送的方式提醒用戶實時警示信息；可以實現(xiàn)遠程復位、遠程分閘功能；可以對所有現(xiàn)場探測器進行遠程參數(shù)設定及修改；可以對所有現(xiàn)場探測器的遠程控制記錄進行查詢；

3.3 產(chǎn)品選型

電氣火災監(jiān)控探測器

4結(jié)束語

基于建筑物電氣火災的智慧消防系統(tǒng)，基于 LDAP 架 構(gòu)，集成原有業(yè)務系統(tǒng)，實現(xiàn)多種用戶多個應用統(tǒng)一身份認證，方便賬號的統(tǒng)一管理。通過 Web API 服務來完成不同系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)整合，消除消防中心與電氣狀態(tài)、公眾與消防科普知識、消防中心與消防設施、受災公眾與消防設施等方面的“信息孤島"。面向網(wǎng)絡感知，以數(shù)據(jù)為驅(qū)動，具有智能研判、精準指揮、智能輔助等特性。優(yōu)化消防救援體系結(jié)構(gòu)，積極調(diào)動受災公眾的主觀能動性，使得信息化紅利提高，改善以往共享水平不高、應用程度不高、效能發(fā)揮不足的局面。

參考文獻

[1] 王偉麗，郭 歌.建筑物電氣火災一體化智慧消防系統(tǒng)設計 .

[2] 許傳升. 公眾消防應急科普隊伍存在的問題及改進建議[J]. 安全，2018，39(12):61-62+66.

[3] 祁祖興. 信息化在消防技術服務中的應用探討[J]. 消防科學與技術，2017，36(7):1018-10

[4] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊，2020.06 版.