安科瑞王璐月

摘 要：為了提升建筑物電氣火災消防系統效能，設計了一體化的智慧消防系統。融合消防業務，利用 LDAP 提供統一入口進行系統集成；利用 Web API 技術實現不同系統數據庫之間的數據整合，消除“信息孤島"，支持網絡感知、數據監管、輔助實戰指揮等智慧應用；將公眾納入消防救援體系，建立公眾服務智慧消防系統，多方面地服務公眾，充分發揮公眾的主觀能動性，提升救援效果和效率。該系統可以改善以往消防系統共享水平不高、應用程度不高、效能發揮不足的局面。

關鍵詞：智慧消防 ；電氣火災；

0 引言

隨著城市現代化程度的提高，生產、生活電氣化，燃料的多樣化，人口和物質的高度集中，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。據統計，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代文明程度的標志之一。隨著物聯網、大數據、云計算等技術的不斷發展，“智慧消防"為消防事業創新發展注入新的活力。設計一個有效防控電氣火災的智慧消防系統，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管手段匱乏、范圍有限，火災風險智能分析和隱患動態監測預警水平較低，如不能隨時掌握電氣狀態、不能及時處理消防通道被堵塞、自動噴水滅火系統故障等。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場情況，給出救援方案。

由于業務應用單一和平臺多樣化，使得數據資源碎片化，形成“信息孤島"，導致消防物資不能物盡其用。開發統一的門戶系統，融合消防業務，整合基礎數據，提高數據共享程度，有助于消除“信息孤島"。

筆者基于輕量目錄訪問協議(Lightweight DirectoryAccess Protocol，LDAP)，集成原有業務系統 ，并且通過Web API 服務來完成不同系統數據庫之間的數據整合，設計了一體化的智慧化消防系統，便于統一資源管理及訪問控制。系統以業務問題為導向，一是加強了電氣使用源頭的數據采集與監管能力；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；三是延伸網絡感知觸角，提升數據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 智慧消防系統的設計

2.1 LDAP 的系統架構

LDAP 是一個開放、中立、工業標準的應用協議，通過IP 協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的實現協議，易配置，易管理，其統一身份認證過程如圖 1 所示。

圖 1 統一身份認證過程

基于 LDAP 可以實現多應用系統共存場景下單點登錄(SSO)和統一身份認證，并且實現賬戶管理與訪問控制管理的分離，為大數據平臺的訪問管理和配置帶來了便捷性。從數據訪問角度來看，LDAP 也是一種使用樹形結構的數據庫系統，特別適用于一次寫入數據，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的桌面應用程序等框架。構建統一規范接口的 Web API，無需修改基層數據就可為各應用提供實時的數據接口服務，解決遠程的數據實時傳輸和交互。技術原理如圖 2 所示。

 圖2 Web API 技術原理

電氣消防業務數據主要有電氣實時數據，消防設施信息，建筑信息、實時交通、水利、氣象等協同辦公數據、實時現場感知數據、各類感知、預警、分析和輔助決策等數據，這些數據主要用于 Web 網站、微信、各種移動終端、桌面應用等平臺。在這些應用服務下層，構建 Web API 層作為數據的公共接口層，可以保證接口提供給應用層的數據一致性。再通過業務邏輯層整合數據存儲和數據訪問層，調用不同數據庫的數據。這樣構建的 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據接口。

綜上所述并基于 LDAP，為建筑物電氣消防業務提供統一入口進行系統集成，使用 Web API 技術實現各系統的數據交互，支持智慧應用，如圖 3 所示。

圖 3 LDAP 目錄

該目錄的根節點是 LDAP 服務器集群，分為 7 個子節點，分別是隱患數據感知、監管和現場數據感知、消防辦公、協同辦公、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，包括數據庫服務器、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，總體實現感知網絡數據覆蓋應急救援、火災防控、隊伍管理、公眾服務、應急通信等多個領域。并以數據為驅動，綜合運用云計算、大數據和人工智能，智慧化調控調配公共資源和公共服務，進行消防設施狀態監管，用電感知預警及風險研判，作戰指揮智能輔助。

(1) 消防設施狀態感知與監管。通過實時采集消防設施運行狀態，實現智能預警、區域火災風險動態評估等。

(2) 用電感知預警及風險研判。通過物聯網傳感終端，將供電側和用電側電氣線路、電氣設備和周邊環境等數據實時傳送至云平臺，進行實時監控和自動警示，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) 作戰指揮智能輔助。根據火災發生時的電氣狀態，5G 單兵通信裝備、消防機器人和其他執法終端的現場視頻、有毒氣體、空氣壓力、生命體征等感知數據，運用大數據和深度學習技術，實現二維和三維數據可視化，發揮位置和感知信息支撐實戰指揮的作用，自動生成作戰方案、處置要點、風險預警及災情研判結論，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，實現數據共享并應用于作戰指揮全過程，充分發揮系統和數據效能。

(5) 公眾服務。為公眾提供火災隱患舉報、火災警示、業務辦理 、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

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 網絡時代的到來，受災公眾有時間和能力根據智慧系統發出的作戰指令，發揮主觀能動性，進行緊急逃生甚至是救援作戰。因此，提出受災公眾是消防救援體系中的新生力量，是系統監

管、人員排查、自動滅火系統失靈，火災發生而消防救援隊未到達現場時的作戰部隊，其地位如圖 4 所示。

圖 4 消防救援體系結構圖

在公眾服務節點下設計一個專門的公眾應急智慧消防系統，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的整體效能。具體如圖5 所示。

圖 5 大眾版智慧消防系統功能結構圖

(1) 基礎設施查詢。可以查詢消防發布的建筑內的滅火器位置、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。展示消防發布的各類消防知識，包括消防法律法規、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網、大數據、云計算等現代信息技術，將分散的火災自動警示設備、電氣火災監控設備、智慧煙感探測器、智慧消防用水等設備連接形成網絡，并對這些設備的狀態進行智能化感知、識別、定位，實時動態采集消防信息，通過云平臺進行數據分析、挖掘和趨勢分析，幫助實現科學預警火災、網格化管理、落實多元責任監管等目標。原先針對“九小場所"和危化品生產企業無法有效監控的空白，適應于所有公建和民建，實現了無人化值守智慧消防，實現智慧消防“自動化"、“智能化"、“系統化"、用電管理的實際需求。

從火災預防，到火情警示，再到控制聯動，在統一的系統大平臺內運行，用戶、安保人員、監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，并能夠在出現細節隱患、發生火情等緊急和非緊急情況下，在幾秒時間內，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動控制設備，有效解決用電單位電氣線纜老舊，小微企業無專業電工、肉眼無法直觀系統即時排查電氣隱患、隱蔽工程隱患檢查難等難題，及時排除安全隱患，安科瑞智慧消防監控云平臺結構如下圖所示：

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。主要展示的內容有：項目概況、設備狀態、設備分類、設備警示信息、警示分類、警示統計、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) 實時監控

智慧用電子系統可接入電氣火災、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，實現對相關消防系統設備的信息實時監控，一且發現監測數劇超過風險閾值，APP、電話警示統統上陣，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在產生警示或隱患后，系統可以針對工程人員派發工單，處理完以后工程人員能夠在系統中填寫相關工單任務記錄，以供歷史查詢。隱患統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

(4) 統計分析

統計分析包括數據匯總和分析報告，數據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

根據運維調度管理的需要，智能調度技術人員可以分為不同角色，系統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，并與電腦終端系統的數據同步，能展示剩余電流、溫度、電壓、電流等電氣安全參數的實時監測數據及變化曲線、歷史數據與變化曲線；短路、斷線、漏電、超溫、過壓、欠壓、過流等電氣故障實時警示數據等；能實時顯示項目地理位置、未排除隱患數、未處理巡檢數等；通過APP消息推送的方式提醒用戶實時警示信息；可以實現遠程復位、遠程分閘功能；可以對所有現場探測器進行遠程參數設定及修改；可以對所有現場探測器的遠程控制記錄進行查詢；

3.3 產品選型

電氣火災監控探測器

4結束語

基于建筑物電氣火災的智慧消防系統，基于 LDAP 架 構，集成原有業務系統，實現多種用戶多個應用統一身份認證，方便賬號的統一管理。通過 Web API 服務來完成不同系統數據庫之間的數據整合，消除消防中心與電氣狀態、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"。面向網絡感知，以數據為驅動，具有智能研判、精準指揮、智能輔助等特性。優化消防救援體系結構，積極調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、效能發揮不足的局面。

參考文獻

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