基于5G技術(shù)下的智慧消防現(xiàn)狀與應(yīng)用
李茫茫
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘 要：隨著中國經(jīng)濟的快速發(fā)展，社會日益趨于城市化，“智慧城市”的腳步不斷加快，城市領(lǐng)域的工程———“智慧消防”鋪開。“十三五”期間，是適應(yīng)經(jīng)濟新常態(tài)、加快轉(zhuǎn)型發(fā)展的關(guān)鍵時期，生產(chǎn)工作面臨著良好的發(fā)展機遇。同時，影響生產(chǎn)的因素更加復(fù)雜多變，生產(chǎn)面臨巨大挑戰(zhàn)。消防工作面臨著由社會消防管理向社會消防治理轉(zhuǎn)變，迫切需要信息化提供更強有力的支撐和服務(wù)。而隨著工信部 5G 商用牌照的正式發(fā)放，提升了數(shù)據(jù)的傳輸速度和帶寬的 5G 技術(shù)，為未來萬物互聯(lián)的應(yīng)用場景打開了想象空間，5G 技術(shù)無疑將給智慧消防提供強有力的技術(shù)支持，成為保障全社會全行業(yè)消防的重要技術(shù)手段。
關(guān)鍵詞：5G 技術(shù)；智慧消防；應(yīng)用
0 引言
國家綜合性消防救援隊伍作為救援的主要力量，承擔著預(yù)防和化解重大隱患、處理各種災(zāi)害事故的關(guān)鍵性職責。按照底線思維，憂患意識的指導(dǎo)意見，大應(yīng)急要求消防工作從單一災(zāi)種到多災(zāi)種的改變，從事后救援往事前預(yù)防預(yù)測轉(zhuǎn)變。在整體大形勢下， 采用物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)和云計算等新興技術(shù)， 建立一套多維度的智慧消防物聯(lián)監(jiān)管體系，保障全社會全行業(yè)消防技術(shù)手段落地顯得非常必要。因為5G 技術(shù)的誕生使萬物互聯(lián)將可能成為現(xiàn)實，也將實現(xiàn)智慧消防，5G 會促進推智慧消防產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，為人民的消防提供更智慧化的保障。
1 5G 通信技術(shù)的特點
20 世紀 80 年代模擬通信問世， 實現(xiàn)了語音電話，90 年代開始的數(shù)字通信，相繼實現(xiàn)了可發(fā)短信、可上網(wǎng)等功能，到 2020 年的第五代移動通信技術(shù)（5G），智能社會將進入嶄新的時代。與2G、3G、4G 只為人提供通信服務(wù)有所不同，5G 在設(shè)計之初就將人之間、 物之間以及人與物之間的連通考慮了進去。全球電信聯(lián)盟認可的 5G 指標中，除了基站峰值速率的要求，還提出了7 項指標：用戶體驗速率、頻譜效率、網(wǎng)絡(luò)與移動交通、流量空間容量、連接密度及時延。5G 就是為用戶提供無限的信息接入，并能使所有的人與物間不受時空的限制而共享數(shù)據(jù)，使個體、公司和社會受益。大寬帶、大規(guī)模連接、連續(xù)廣域覆蓋、低時延可靠性等特點的 5G 技術(shù)將在物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能及機器人等物理空間和信息空間有著不可估量的作用，將推動智慧交通、智慧醫(yī)療、自動駕駛、工業(yè)自動化等行業(yè)應(yīng)用的發(fā)展。同樣 5G 技術(shù)也將在以智能化泛在終端為背景的智慧消防中帶來突破性的飛越。
2 智慧消防系統(tǒng)的現(xiàn)狀
智慧消防系統(tǒng)是將 GPS（全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)）、 GIS（地理信 息系統(tǒng)）、GSM（無線移動通信系統(tǒng)） 和計算機、 網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代高新技術(shù)集于一體的智能消防無線報警網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)。 現(xiàn)代智能化建筑或環(huán)境有著大量的消防設(shè)備， 如消防水系統(tǒng)、 消火栓、 火災(zāi)報警、 應(yīng)急照明和配電系統(tǒng)等， 這一系列設(shè)備多且較為分散。 多，是指量多，測量與監(jiān)控對象多，規(guī)模超過千點； 散， 是指這一系列設(shè)備分布在不同樓層或角落。 這些問題導(dǎo)致傳統(tǒng)消防系統(tǒng)具有安保人力有限、 分工不明確、 防范 力度薄弱、 責任不到位、 管理不夠便捷、 檢查繁瑣、 工作量大等特點。 而消防數(shù)據(jù)準確性、 可靠性要求又非常高。 比 如： 室外供水管網(wǎng)因為使用年限過久， 很多管道閥門以及管道嚴重腐蝕， 存在大量的漏水點， 導(dǎo)致各建筑消防供水與設(shè)計要求相距甚遠， 更有甚者在建筑的某些部位完全沒有 “供水”， 假如工作人員未做好巡查工作， 如果發(fā)生火災(zāi)， 消防管網(wǎng)無水會導(dǎo)致難以想象的后果。 而智慧消防通過前端物聯(lián)網(wǎng)煙感/溫感、 水壓/液位等探測器、 火災(zāi)報警主機、 用戶信息傳輸裝置等， 與部位的視頻監(jiān)控、 圖像型火災(zāi)探測器視頻聯(lián)動產(chǎn)品相連， 并將此接入智慧消防物聯(lián)網(wǎng)平臺中， 對各個建筑物、 各個樓層的消防現(xiàn)狀進行統(tǒng)一監(jiān)管， 及時探測現(xiàn)場的煙霧、火焰、 剩余電流、 電壓等。 并將消防系統(tǒng)日常維保、 故障報修/反饋、 事件分發(fā)處理、 防火巡查等， 將準確的消防數(shù)據(jù)， 包括建筑物、 消防設(shè)施基本數(shù)據(jù)與分布數(shù)據(jù)、 故障數(shù)據(jù)和維護數(shù)據(jù)等分發(fā)到各個職能部門負責人手機上， 異常情況及時推送并完整顯示在管理平臺上， 使得維保及時有效， 實現(xiàn)遠程監(jiān)管，網(wǎng)上全過程監(jiān)督。 形成建筑物、 樓層到設(shè)施的對應(yīng)式管理， 查詢統(tǒng)計到位， 完整記錄整個消防工作流程中的每一處環(huán)節(jié)， 異常點位形成報警推送派發(fā)， 并及時將處理結(jié)果反饋， 完成閉環(huán)管理。
隨著通信技術(shù)的發(fā)展， 物聯(lián)網(wǎng)、 大數(shù)據(jù)、 云計算、現(xiàn)代通信技術(shù)等眾多學(xué)科技術(shù)在消防領(lǐng)域獲得了很大的創(chuàng)新應(yīng)用， 智慧消防將 GPS、 GIS、 物聯(lián)網(wǎng)和計算機等現(xiàn)代高新技術(shù)集于一體， 有效解決了建筑、 交通、 供電、 電信等公共設(shè)施建設(shè)協(xié)調(diào)發(fā)展的問題。 然而市場中由于現(xiàn)有局域物聯(lián)網(wǎng)存在的一些實際問題以及人們的傳統(tǒng)觀念， 使得物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧消防領(lǐng)域中并沒有從單點技術(shù)到消防行業(yè)深耕。 所以目前市場上絕大部分智慧消防系統(tǒng)仍采用的是具有施工復(fù)雜、 適應(yīng)性弱、 擴展性差、 維護難度大等特點的有線傳輸模式。
3 5G 技術(shù)在智慧消防中的具體應(yīng)用
“智慧消防” 建設(shè)基礎(chǔ)是廣泛的信息感知網(wǎng)絡(luò)， 要及時地掌握不同屬性、 不同形態(tài)、 不同密 度的信息， 以滿足對火災(zāi)態(tài)勢、 故障、 水壓、 設(shè)施等的透徹感知。 需要將現(xiàn)場信息和后臺系統(tǒng)有效連接， 實現(xiàn)信息的互聯(lián)互通， 形成統(tǒng)一的資源體系。 而消防數(shù)據(jù)完全區(qū)別于其他行業(yè)的數(shù)據(jù)， 要將數(shù)據(jù)要在時間采集， 要應(yīng)用設(shè)備的心跳感應(yīng)機制對設(shè)備運行狀態(tài)加以實時感知，一旦發(fā)出報警， 系統(tǒng)要能夠立刻收到報警信息， 并發(fā)送到相關(guān)負責人員處。 數(shù)據(jù)的實時采集能夠確保迅速的處理故障和警情。 而 5G 技術(shù)恰好具有增強寬帶、 海量鏈接和高速可靠的優(yōu)勢特征， 為物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)提供了一個平臺， 為智慧消防應(yīng)用開發(fā)提供支撐。
隨著5G 技術(shù)的應(yīng)用， 其可以承載大量前端感知設(shè)備， 從而使管理人員可以及時了解各處環(huán)境數(shù)據(jù)， 能解決設(shè)備遠程監(jiān)測， 即時獲知、 消防遠程監(jiān)管等問題。 使整個智慧消防系統(tǒng)從前端采集至數(shù)據(jù)處理， 均基于高實時性考量， 實時采集數(shù)據(jù)、 實時分析、 實時預(yù)警。 比如： 前端帶有 5G 物聯(lián)網(wǎng)模塊的煙感、 視頻隱患探測、 煤氣探測器等監(jiān)測到異常， 產(chǎn)生火警信息， 系統(tǒng)將通過高傳輸速率的 5G 通信網(wǎng)絡(luò)， 高速啟動滅火設(shè)備； 或自動推送到巡查人員， 巡查人員進行現(xiàn)場核查； 或通過 5G 網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)消防火災(zāi)自動報警系統(tǒng)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)并有效聯(lián)動， 自動調(diào)出對應(yīng)的一路視頻， 確認火警情況， 火警信息得到確認之后， 通知單位全部人員進行疏散撤離， 也可聯(lián)動調(diào)度微型消防站快速形成一支滅火力量， 同時通知指揮出警救援， 確?；馂?zāi)的快速有效處置。 實現(xiàn)信息化智能聯(lián)動， 打破傳統(tǒng)的消防信息孤島， 把火災(zāi)消滅在萌芽狀態(tài)， 為人民和社會的人身及財產(chǎn)提供更有力的保障。
除此之外， 5G 技術(shù)的應(yīng)用還能實現(xiàn) VR 頭顯、 單兵作戰(zhàn)系統(tǒng)等， 這些不僅能夠為消防滅火工作提供有力的支持與幫助， 而且還可以作為消防訓(xùn)練以及消防知識學(xué)習(xí)的輔助工具。 例如， 應(yīng)用 5G 技術(shù)能夠消除消防智能可穿戴設(shè)備的很多固有限制， 構(gòu)建同時具有高速運算能力和數(shù)據(jù)采集能力的智能可穿戴設(shè)備， 并且在5G技術(shù)的支持下， 可以實現(xiàn)即時互聯(lián)， 在消防訓(xùn)練中， 可以通過 VR技術(shù)模擬出更加真實的場景， 提升消防訓(xùn)練的真是性和訓(xùn)練效果。 5G 技術(shù)的應(yīng)用， 還可以提升無人機在消防中的作用。 目前， 對無人機的應(yīng)用十分廣泛，無人機在各種自然災(zāi)害的救援中得到了十分廣泛的應(yīng)用， 并且其應(yīng)用效果十分顯著， 在火災(zāi)搶險救援工作中也得到了廣泛的應(yīng)用， 但受傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)延遲高問題的影響， 導(dǎo)致應(yīng)用無人機搶險救援的反應(yīng)較慢， 很容易錯過搶救時機。 而對5G技術(shù)的應(yīng)用， 能 夠有效改善網(wǎng)絡(luò)延遲問題， 將會在很大程度上提升無人機的應(yīng)用效率， 使其發(fā)揮出更大的作用， 挽救更多的生命與財產(chǎn)。5G 具有低時延、 高帶寬以及穩(wěn)定性與可靠性高的特點， 對 5G 技術(shù)的應(yīng)用， 能夠有效降低消防建設(shè)成本， 并且有助于提升消防建設(shè)的效率。 對5G技術(shù)的應(yīng)用， 能夠使消防應(yīng)急能力得到顯著的提升，同時推動智慧消防的發(fā)展， 使其更加智能化、 更加標準化。
4 安科瑞智慧消防監(jiān)控云平臺介紹與選型
4.1 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)自動報警設(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(xué)預(yù)警火災(zāi)、網(wǎng)格化管理、落實多元責任監(jiān)管等目標。填補了原先針對“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“精細化”的實際需求。
從火災(zāi)預(yù)防，到火情報警，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)報警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：
4.2 平臺功能
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)備報警信息、報警分類、報警統(tǒng)計、設(shè)備臺賬信息等。其中百度地圖可以選配成BIM建筑模型，任何傳感器報警時可以在BIM模型中預(yù)警顯示。
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(fēng)險閾值，APP、電話報警統(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
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)生報警或隱患后，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)
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報警和故障記錄，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。
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)支持指定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。
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報警數(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報警信息；可以實現(xiàn)遠程復(fù)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；
4.3 產(chǎn)品選型
電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器
5 結(jié)束語
智基于 5G 應(yīng)用下的智慧消防，應(yīng)用5G技術(shù)、大數(shù)據(jù)與云計算等新興技術(shù)， 有效感知、識別、定位及實時跟蹤消防設(shè)施、器材和人員等狀態(tài)，實現(xiàn)實時、動態(tài)化的信息采集、傳輸及處理，通過信息處理、深挖數(shù)據(jù)和分析預(yù)判，從而有力支撐防火監(jiān)督管理和救援工作， 提升整體的消防監(jiān)督與管理水平。 促進消防工作模式從傳統(tǒng)向現(xiàn)代，從被動向主動， 從人工到智能的發(fā)展， 5G 技術(shù)將在智慧消防應(yīng)用中開啟全新的發(fā)展時代。
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