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消防物联网技术助力企业消防安全动态管理
文章字数：2672
在当今高度集约化的工业生产和城市建设背景下，企业消防安全管理正面临着前所未有的结构性压力。随着建筑体量的巨型化、功能分区的复杂化、新型化工材料的广泛应用，火灾风险表现出隐蔽性强、突发性高、蔓延速度快的特点。新一代信息技术迅猛发展，尤其是物联网、云计算、大数据技术的深度渗透，给摆脱上述困境提供了技术契机。智慧消防的概念出现，代表消防治理正经历从经验主导向数据主导的深刻变革。通过数字化的方式把物理世界中消防要素映射到数字空间中，形成全天候、全方位的感知网络已经成为行业发展的必然趋势。这不仅是技术层面的升级换代，更是安全管理理念的根本性转变。在这一宏观背景下，怎样利用先进的技术手段来弥补传统管理中的漏洞，构建起具有自我感知、自我诊断和智能预警功能的动态防控体系，成为当前公共安全领域亟待解决的关键问题。
一、消防物联网动态感知网络构建
（一）多源智能传感终端部署实现全维环境监测
构建全维度的环境监测体系是实现消防安全动态管理的前提，而多源智能传感终端的科学部署和深度应用则是核心。多源智能传感终端部署不是传统烟感探头的简单叠加，而是利用压力传感器、液位变送器、电气火灾监控探测器、可燃气体传感器等多元化感知设备，对物理空间内消防要素进行数字化解析。在复杂的工业环境中，对消防管网水压微小波动的监测、电气线路剩余电流毫安级的捕捉、关键设备表面温度热成像分析，可以发现火灾发生前的早期物理化学征兆。异构传感器就像植入企业肌体的神经末梢一样，冲破了传统监测只依靠烟雾浓度一个指标的局限，把环境参数从宏观状态到微观变化全部包含在内。经过边缘计算能力的植入之后，前端设备就具备了初步的数据清洗和特征提取的能力，即使在复杂的电磁环境以及恶劣的工况之下，依然可以准确地采集到底层的数据，为之后态势感知打下了良好的物理基础。
（二）泛在连接技术支撑下数据传输通道
泛在连接技术的发展，给海量感知数据的实时回传创建起高可靠的传输通道，冲破了传统有线网络布设繁杂、信号覆盖盲区的技术障碍。依靠窄带物联网、5G切片技术，可以创建起地下管廊、高层仓库、屏蔽车间等复杂场景的异构通信网络。混合组网模式不但具备低功耗、广覆盖的特点，可以实现大量终端的同时接入，而且最重要的是它能给数据链路提供高稳定性的保障。在数据传输时使用专用的加密协议、信道编码技术，很好地防止了工业环境中的频谱干扰和恶意入侵，保证报警信号、状态数据的完整性、时效性。尤其对于火灾发生时容易造成的基础通信设施损坏的情况，自组网技术可以使得传感节点在没有中心节点的情况下完成多跳传输，保持关键信息的生命线，从物理连接上保证了从感知末端到控制中枢的信息流永远不中断，实现了数据传输的零延迟、全在线。
（三）云端大数据平台赋能火灾风险智能研判
云端大数据平台作为消防物联网的大脑，它的核心价值就是用算力算法对海量的碎片化的数据做深度清洗、关联分析、智能研判。不同于传统的监控中心只做数据展示，云平台利用建立起来的多维度火灾风险评价模型，对分散的水、电、气、风等监测数据进行时空维度的综合计算。用机器学习算法来分析历史报警数据、设备运行曲线以及环境参数等数据，平台可以发现隐藏的风险趋势，如分析电气线路负载的周期性波动和温度升高的关系，预测短路或者过载等风险。另外，利用数字孪生技术，云端可以建立企业的消防设施的虚拟模型，对火灾蔓延途径、烟气扩散规律进行推演。由算法驱动的研判机制把孤立的报警信号转化为可视化风险图谱，使管理者从整体上观察安全态势，实现从事后追溯到事前预测的认知升维。
二、消防物联网驱动下企业安全管理效能提升
（一）设施运行状态实时监控保障系统完好率
实时监控设施运行状态，能保证消防系统完好率，彻底克服了过去依靠人工定期巡检而造成空窗期的风险。在消防水泵、风机控制柜、防火卷帘、喷淋末端等处安装运行状态监测装置，可以实现对设备启停状态、电源工况、机械故障信号等不间断地采集。消防管网水压小于临界值或者高位水箱液位异常下降时，系统就会立即发出警报并找到故障节点，指引维修人员进行准确修理。把传统上坏了就修、定期大修的维护方式，转变为基于状态的预防性维护，从而有效地避免由于阀门误关闭、水泵生锈、备用电源失效等常见故障造成的系统瘫痪。
（二）智能预警秒级响应机制强化风险防控力
智能预警秒级响应机制的建立，大大提高了企业初期火灾风险防控和处置的能力，大幅缩短了从险情发现到力量调度的反应时间。当感知前端检测到烟雾浓度超标或者火焰光谱信号的时候，物联网系统不再经过层层的人工汇报的冗长过程，而是按照预先设定的联动逻辑直接触发多级响应。一方面，系统会自动向消控中心弹窗报警，并推送现场视频画面，利用图像识别技术进行二次复核，剔除误报干扰；另一方面，将警情信息、事故位置和疏散路线瞬间推送到最近的安全员移动终端，实现点对点的指令下达。扁平化的指挥体系消除了传统科层制信息传递的障碍，在火灾发展的黄金三分钟内，应急处置力量可以迅速集结并展开扑救。系统可以联动切断非消防电源、开启排烟设施、释放门禁权限，用技防手段和人防力量的无缝对接，把事故隐患控制在萌芽状态或者局部范围内，最大限度地降低灾害损失。
（三）数字化巡查体系优化日常安全管理流程
数字化巡查体系的应用是对企业日常安全管理流程的深度优化，从根本上解决了传统人工巡查存在的假巡、漏巡和记录不规范等问题。使用NFC（Near Field Communication，近场通信）电子标签或者RFID（Radio FrequencyIdentification）射频识别技术对每一个消防点位进行数字化确权，建立一物一码的身份档案。巡查人员作业时必须手持终端近距离扫描标签并录入检查结果，系统自动记录巡查轨迹、时间戳和人员信息，保证巡查行为的真实性以及在位率。强制性的数字化留痕机制，使安全管理流程透明可溯，消除掉突击补填记录的形式主义弊病。深层次的价值就是后台系统对长期积累的巡查数据进行统计分析，自动生成隐患整改单并追踪闭环情况，还可以对巡查人员的绩效进行量化考核。数据流带动业务流，企业创建起了一套标准化、规范化并且具有自我纠错能力的日常管理机制，明显提升了安全管理的精细化水平。
三、结论
消防物联网技术深度应用给企业创建起一道由数据编织的安全防线，从根本上改变了消防安全管理的形态和效能。依靠底层感知网络全面覆盖、云端智慧大脑协同联动，企业实现了隐患排查、风险预警、应急处置全链条闭环管控。该项技术变革一方面解决了传统管理模式下信息滞后、设施监管失控的结构性难题，另一方面依靠数据的实时流动、智能分析，使安全治理朝着精细化、科学化、主动化的方向发展。
作者单位：中国辐射防护研究院
一、消防物联网动态感知网络构建
（一）多源智能传感终端部署实现全维环境监测
构建全维度的环境监测体系是实现消防安全动态管理的前提，而多源智能传感终端的科学部署和深度应用则是核心。多源智能传感终端部署不是传统烟感探头的简单叠加，而是利用压力传感器、液位变送器、电气火灾监控探测器、可燃气体传感器等多元化感知设备，对物理空间内消防要素进行数字化解析。在复杂的工业环境中，对消防管网水压微小波动的监测、电气线路剩余电流毫安级的捕捉、关键设备表面温度热成像分析，可以发现火灾发生前的早期物理化学征兆。异构传感器就像植入企业肌体的神经末梢一样，冲破了传统监测只依靠烟雾浓度一个指标的局限，把环境参数从宏观状态到微观变化全部包含在内。经过边缘计算能力的植入之后，前端设备就具备了初步的数据清洗和特征提取的能力，即使在复杂的电磁环境以及恶劣的工况之下，依然可以准确地采集到底层的数据，为之后态势感知打下了良好的物理基础。
（二）泛在连接技术支撑下数据传输通道
泛在连接技术的发展，给海量感知数据的实时回传创建起高可靠的传输通道，冲破了传统有线网络布设繁杂、信号覆盖盲区的技术障碍。依靠窄带物联网、5G切片技术，可以创建起地下管廊、高层仓库、屏蔽车间等复杂场景的异构通信网络。混合组网模式不但具备低功耗、广覆盖的特点，可以实现大量终端的同时接入，而且最重要的是它能给数据链路提供高稳定性的保障。在数据传输时使用专用的加密协议、信道编码技术，很好地防止了工业环境中的频谱干扰和恶意入侵，保证报警信号、状态数据的完整性、时效性。尤其对于火灾发生时容易造成的基础通信设施损坏的情况，自组网技术可以使得传感节点在没有中心节点的情况下完成多跳传输，保持关键信息的生命线，从物理连接上保证了从感知末端到控制中枢的信息流永远不中断，实现了数据传输的零延迟、全在线。
（三）云端大数据平台赋能火灾风险智能研判
云端大数据平台作为消防物联网的大脑，它的核心价值就是用算力算法对海量的碎片化的数据做深度清洗、关联分析、智能研判。不同于传统的监控中心只做数据展示，云平台利用建立起来的多维度火灾风险评价模型，对分散的水、电、气、风等监测数据进行时空维度的综合计算。用机器学习算法来分析历史报警数据、设备运行曲线以及环境参数等数据，平台可以发现隐藏的风险趋势，如分析电气线路负载的周期性波动和温度升高的关系，预测短路或者过载等风险。另外，利用数字孪生技术，云端可以建立企业的消防设施的虚拟模型，对火灾蔓延途径、烟气扩散规律进行推演。由算法驱动的研判机制把孤立的报警信号转化为可视化风险图谱，使管理者从整体上观察安全态势，实现从事后追溯到事前预测的认知升维。
二、消防物联网驱动下企业安全管理效能提升
（一）设施运行状态实时监控保障系统完好率
实时监控设施运行状态，能保证消防系统完好率，彻底克服了过去依靠人工定期巡检而造成空窗期的风险。在消防水泵、风机控制柜、防火卷帘、喷淋末端等处安装运行状态监测装置，可以实现对设备启停状态、电源工况、机械故障信号等不间断地采集。消防管网水压小于临界值或者高位水箱液位异常下降时，系统就会立即发出警报并找到故障节点，指引维修人员进行准确修理。把传统上坏了就修、定期大修的维护方式，转变为基于状态的预防性维护，从而有效地避免由于阀门误关闭、水泵生锈、备用电源失效等常见故障造成的系统瘫痪。
（二）智能预警秒级响应机制强化风险防控力
智能预警秒级响应机制的建立，大大提高了企业初期火灾风险防控和处置的能力，大幅缩短了从险情发现到力量调度的反应时间。当感知前端检测到烟雾浓度超标或者火焰光谱信号的时候，物联网系统不再经过层层的人工汇报的冗长过程，而是按照预先设定的联动逻辑直接触发多级响应。一方面，系统会自动向消控中心弹窗报警，并推送现场视频画面，利用图像识别技术进行二次复核，剔除误报干扰；另一方面，将警情信息、事故位置和疏散路线瞬间推送到最近的安全员移动终端，实现点对点的指令下达。扁平化的指挥体系消除了传统科层制信息传递的障碍，在火灾发展的黄金三分钟内，应急处置力量可以迅速集结并展开扑救。系统可以联动切断非消防电源、开启排烟设施、释放门禁权限，用技防手段和人防力量的无缝对接，把事故隐患控制在萌芽状态或者局部范围内，最大限度地降低灾害损失。
（三）数字化巡查体系优化日常安全管理流程
数字化巡查体系的应用是对企业日常安全管理流程的深度优化，从根本上解决了传统人工巡查存在的假巡、漏巡和记录不规范等问题。使用NFC（Near Field Communication，近场通信）电子标签或者RFID（Radio FrequencyIdentification）射频识别技术对每一个消防点位进行数字化确权，建立一物一码的身份档案。巡查人员作业时必须手持终端近距离扫描标签并录入检查结果，系统自动记录巡查轨迹、时间戳和人员信息，保证巡查行为的真实性以及在位率。强制性的数字化留痕机制，使安全管理流程透明可溯，消除掉突击补填记录的形式主义弊病。深层次的价值就是后台系统对长期积累的巡查数据进行统计分析，自动生成隐患整改单并追踪闭环情况，还可以对巡查人员的绩效进行量化考核。数据流带动业务流，企业创建起了一套标准化、规范化并且具有自我纠错能力的日常管理机制，明显提升了安全管理的精细化水平。
三、结论
消防物联网技术深度应用给企业创建起一道由数据编织的安全防线，从根本上改变了消防安全管理的形态和效能。依靠底层感知网络全面覆盖、云端智慧大脑协同联动，企业实现了隐患排查、风险预警、应急处置全链条闭环管控。该项技术变革一方面解决了传统管理模式下信息滞后、设施监管失控的结构性难题，另一方面依靠数据的实时流动、智能分析，使安全治理朝着精细化、科学化、主动化的方向发展。
作者单位：中国辐射防护研究院