安科瑞王璐月

摘 要：為了提升建筑物電氣火災(zāi)消防系統(tǒng)效能，設(shè)計了一體化的智慧消防系統(tǒng)。融合消防業(yè)務(wù)，利用 LDAP 提供統(tǒng)一入口進行系統(tǒng)集成；利用 Web API 技術(shù)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(luò)感知、數(shù)據(jù)監(jiān)管、輔助實戰(zhàn)指揮等智慧應(yīng)用；將公眾納入消防救援體系，建立公眾服務(wù)智慧消防系統(tǒng)，多方面地服務(wù)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(yīng)用程度不高、效能發(fā)揮不足的局面。

關(guān)鍵詞：智慧消防 ；電氣火災(zāi)；

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(shù)投入使用，起火因素日漸增多，火災(zāi)形勢日趨嚴峻。據(jù)統(tǒng)計，2018 年我國共接報火災(zāi) 23.7 萬起，電氣火災(zāi)仍居各類火災(zāi)。

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(shù)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(shè)計一個有效防控電氣火災(zāi)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(zāi)防控信息化現(xiàn)狀分析

目前，我國大部分城市消防設(shè)施完備，針對不同建筑應(yīng)配套的消防裝備、火災(zāi)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(zāi)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(wù)服務(wù)信息化程度低，服務(wù)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(yīng)急科普偏差導致火災(zāi)事故緊急應(yīng)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(shè)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(wù)應(yīng)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(wù)，整合基礎(chǔ)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(wù)系統(tǒng) ，并且通過Web API 服務(wù)來完成不同系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)整合，設(shè)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(wù)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(wù)，尤其是加強消防科普的力度，提高公眾的緊急應(yīng)對能力；三是延伸網(wǎng)絡(luò)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(shè)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(yīng)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(yīng)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(yīng)用場景。

Web API 是一種應(yīng)用接口框架，能夠構(gòu)建 HTTP 服務(wù)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(shè)備終端以及傳統(tǒng)的桌面應(yīng)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(yīng)用提供實時的數(shù)據(jù)接口服務(wù)，解決遠程的數(shù)據(jù)實時傳輸和交互。技術(shù)原理如圖 2 所示。

 圖2 Web API 技術(shù)原理

電氣消防業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)主要有電氣實時數(shù)據(jù)，消防設(shè)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(yīng)用等平臺。在這些應(yīng)用服務(wù)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(yīng)用層的數(shù)據(jù)一致性。再通過業(yè)務(wù)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(yīng)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(wù)提供統(tǒng)一入口進行系統(tǒng)集成，使用 Web API 技術(shù)實現(xiàn)各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互，支持智慧應(yīng)用，如圖 3 所示。

圖 3 LDAP 目錄

該目錄的根節(jié)點是 LDAP 服務(wù)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(wù)器組成、智慧應(yīng)用和公眾服務(wù)。

為解決應(yīng)用多樣化的服務(wù)效率問題，服務(wù)器集群按功能劃分各司其職，包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、Web 服務(wù)器、移動信息服務(wù)器、公有/私有服務(wù)器、實時通信服務(wù)器、智能應(yīng)用服務(wù)器等，總體實現(xiàn)感知網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)覆蓋應(yīng)急救援、火災(zāi)防控、隊伍管理、公眾服務(wù)、應(yīng)急通信等多個領(lǐng)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(wù)，進行消防設(shè)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(shè)施狀態(tài)感知與監(jiān)管。通過實時采集消防設(shè)施運行狀態(tài)，實現(xiàn)智能預警、區(qū)域火災(zāi)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(shè)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(zāi)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(shù)，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(zāi)情研判結(jié)論，通過圖像識別和語音識別技術(shù)為各級指揮員提供決策支持。

(4) 消防辦公。利用網(wǎng)絡(luò)感知技術(shù)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(yīng)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(wù)。為公眾提供火災(zāi)隱患舉報、火災(zāi)警示、業(yè)務(wù)辦理 、信息查詢和消防宣傳等一站式便捷的服務(wù)。

2.2 公眾服務(wù)智慧消防系統(tǒng)

人是建筑物電氣火災(zāi)應(yīng)急救援任務(wù)中的弱勢群體。隨著消防知識的普及，人工智能和 5G 網(wǎng)絡(luò)時代的到來，受災(zāi)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(zāi)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(zāi)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(wù)節(jié)點下設(shè)計一個專門的公眾應(yīng)急智慧消防系統(tǒng)，包含提升公眾應(yīng)急反應(yīng)能力的全部信息，即消防知識普及、消防基礎(chǔ)設(shè)施、簡單易懂的火災(zāi)自救模擬以及災(zāi)情發(fā)生時的實時智慧逃生路線，有助于提高公眾的應(yīng)急反應(yīng)能力，進而提升應(yīng)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(chǔ)設(shè)施查詢。可以查詢消防發(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(zāi)自救模擬。以簡易動畫形式展示消防發(fā)布的模擬火災(zāi)，針對火災(zāi)的大小和位置，為當前位置生成應(yīng)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(zāi)發(fā)生時，針對火災(zāi)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(yīng)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(zāi)預防知識、火災(zāi)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(shù)，將分散的火災(zāi)自動警示設(shè)備、電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備、智慧煙感探測器、智慧消防用水等設(shè)備連接形成網(wǎng)絡(luò)，并對這些設(shè)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(zāi)、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(yīng)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(zāi)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(shè)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(guān)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(guān)人員。同時，通過自動消防滅火控制裝置啟動自動滅火設(shè)備和消防聯(lián)動控制設(shè)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(shè)備狀態(tài)、設(shè)備分類、設(shè)備警示信息、警示分類、警示統(tǒng)計、設(shè)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(zāi)、故障電弧、電氣火災(zāi)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(guān)消防系統(tǒng)設(shè)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(shè)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(guān)工單任務(wù)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(shè)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(shè)備信息以及對應(yīng)的操作時間等；分析報告包括總體概況和設(shè)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(shù)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(shè)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(zāi)監(jiān)控探測器

4結(jié)束語

基于建筑物電氣火災(zāi)的智慧消防系統(tǒng)，基于 LDAP 架 構(gòu)，集成原有業(yè)務(wù)系統(tǒng)，實現(xiàn)多種用戶多個應(yīng)用統(tǒng)一身份認證，方便賬號的統(tǒng)一管理。通過 Web API 服務(wù)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(shè)施、受災(zāi)公眾與消防設(shè)施等方面的“信息孤島"。面向網(wǎng)絡(luò)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(zāi)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(yīng)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(zāi)一體化智慧消防系統(tǒng)設(shè)計 .

[2] 許傳升. 公眾消防應(yīng)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(shù)服務(wù)中的應(yīng)用探討[J]. 消防科學與技術(shù)，2017，36(7):1018-10

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