物聯網技術在滅火救援通信保障中的應用

舟山消防救援支隊 陳建君

物聯網是發源于互聯網的一種新信息技術，其自身具有明顯的技術特征和完整的技術架構，并形成了相對成熟的應用模式，伴隨通訊網絡和信息技術的發展，中國物聯網很快將進入高速發展期間，對各行各業的滲透越來越深發展前景十分廣闊物聯網在消防隊伍救援偵察監測、修建消防設施遠程監控、裝備物資配備和人員管理等方面的應用，將大幅度提高消防救援隊伍各項業務的發展水平，為消防工作的發展帶來革命性改變。

現如今，隨著社會經濟科技的迅速發展，消防工作一直是人們關注和研究的話題。火災發生往往會造成重大人員傷亡、財產損失與環境污染等問題，給人民群眾帶來巨大壓力甚至威脅到生命安全。滅火救援通信保障系統作為一種有效手段能夠快速準確地將危險情況傳遞出去，以最大限度減少災害所產生的危害程度及經濟損失，這對于提高人們生活質量和社會經濟發展具有重要意義。人民生活水平不斷提高，人們對各種場所、各類物品都有了更高層次的要求，在這種情況下火災報警器和消防人員迅速成為重要力量。而我國現階段所使用的是傳統有線電話技術，由于其通信線路短且不穩定等問題嚴重影響著滅火救援工作效率與質量，同時因為受到布線困難以及后期維護成本高等因素制約，因此對物聯網技術在滅火救援通信保障中的應用進行分析和探討。

1 物聯網技術概述

所謂的物聯網技術是指通過互聯網、無線通信網和射頻識別系統等，利用網絡設備連接，實現對物品信息進行采集，并利用智能化工具來完成遠程監控與管理，在消防控制中心中應用了RFID技術。該方法能夠實時獲取周圍環境溫度變化以及煙霧濃度值，一旦發生火情就可以及時通知給附近的救援人員發出警報并且采取相應處理措施將火勢撲滅，同時也能通過無線網絡對周邊建筑進行定位。這種新型網絡系統以射頻識別、傳感網以及互聯網為基礎，其中一個概念即無線傳輸。它主要用于實現遠距離通訊與遠程控制之間的有效結合，其次就是通過各種傳感器采集數據并對其分析處理后再發送給終端設備或主機來完成信息交互和通信任務，最后是利用物聯網技術進行多節點協同工作，使整個網絡系統具有高可靠性。

物聯網技術是將各種傳感器、射頻識別裝置和通信網絡以及互聯網連接起來，形成一個具有完整連接功能的智能系統。它可以應用于很多領域，如：自動控制、工業自動化等。目前我國對火災報警消防救援通訊設備主要有三種類型即有線電話線(無線)與光纖線路，其中以無線方式為多，而在火情發生時也會通過傳統的有線呼叫器來通知滅火人員前往現場進行救助或者直接撥打119求救信息到指揮中心接處警。因此，物聯網技術大幅度提高消防隊伍各項業務的發展水平，為消防工作的發展帶來革命性改變，對滅火救援工作帶來了很大的便利。

2 物聯網技術在滅火救援通信保障中的意義

滅火救援中，通信保障的應用是非常重要的，它可以在很大程度上降低人員傷亡和財產損失。而當火災發生時如果沒有及時有效地進行報警則會造成很大范圍內事故擴大，因此要做好火情監控工作、防止火勢蔓延及控制火勢等方面工作，同時還應將信息采集系統應用于消防指揮中心或控制中心以便于第一時間了解情況并做出相應的對策。為了能夠有效地解決這些問題并使其更快發展壯大，便需要將物聯網技術引入到消防救援過程之中來。實現對滅火救災的目的和效率提高以及降低事故損失等一系列救援活動順利進行，在火災發生之前通過利用現代通信手段可以及時準確地向周圍環境發出報警信息。

3 滅火救援通信保障系統的應用分析

3.1 滅火救援通信保障系統的功能

火災報警系統是由傳感器、控制器和通信網絡兩大部分組成，在滅火救援過程中，當探測器探測到火情時，將產生相應的電信號。通過無線傳輸模塊傳送到通訊中心進行數據信息傳遞處理，同時接收并反饋至消防監控室或消防指揮中心后發出指令控制各警點及疏散路線向其他區域人員發送和呼叫相關信息給調度員或者通知人員撤離、救助等工作任務完成，火災報警系統可以在發生險情之后第一時間啟動救災通信。火災報警系統的功能，在滅火救援通信保障中，通過使用物聯網技術，將消防人員、火情探測裝置等設備安裝到報警器上，當發生火災時可以及時發出警醒信號，同時可根據不同情況進行自動警報。例如：當煙霧濃度過高時會導致燃燒或爆炸，煙霧超標會產生光亮現象或者是紅外傳感溫度過低則可能造成誤報和漏傳信息等問題的出現，該問題也需要完善，以更好地保障滅火救援工作[1]。

（1）無線信號采集模塊，火災報警信息通過該模塊向指揮中心發送，并在消防控制中心進行數據傳輸，實現對現場狀態的實時監控。（2）自動噴水和排風裝置、煙霧傳感器等設備功能及參數設置與手動觸發按鈕相匹配，同時可根據情況設定預案。（3）無線型通訊模式，利用無線電技術作為傳輸手段來傳送火災發生時現場人員所散發出煙氣或有毒氣體等相關情報，同時也為報警系統提供相應數據、指令及信號源。

3.2 滅火救援通信保障系統的實現

消防救援通信保障系統的實現主要是以通訊網絡為基礎，通過對火災自動報警、視頻監控等設備進行實時監測和數據采集，并將這些信息上傳至指揮中心，在火情發生時及時向值班人員發布滅火通知，當現場情況與預設相符合。同時也要加強對火源的動態控制及報警功能，保證整個救援過程不間斷運行。在火情高發的地區，通信保障部門會及時向消防指揮中心進行報警，同時通過物聯網技術對該區域內的所有建筑物都實現信息監控、定位和管理。當火災發生時就可以利用現有設備將其撲滅，在滅火救援工作中要注意幾點：（1）必須保證整個系統處于正常運行狀態；（2）需要確保每個探測器能夠接收到火情信號并迅速作出處理措施；（3）要保障通信模塊具有良好的抗干擾能力。

3.3 滅火救援通信保障系統的維護

（1）通訊保障設施和監控設備的日常保養，在滅火救援通信保障中，其主要功能是對報警信息進行收集并傳遞，同時通過無線傳輸模塊將報警信號傳輸給火情中心控制中心，消防部門可以根據實際情況采取相應措施。首先要確保火災現場人員能夠及時了解到相關消息，其次需要注意的是對于通信通道與控制室之間的連接問題以及相關通訊線路是否有損壞等問題都必須嚴格按照要求做好檢查工作[2]。（2）監控中心與各消防聯動站之間要相互聯系，并保證其獨立運行，在滅火救援過程中進行實時監測及預警工作，在火情發生時及時向調度指揮部門報告情況并且通知采取相應措施來控制火勢蔓延范圍內撲滅火災所帶來的災害，同時也可以利用物聯網技術對消防控制中心實現遠程操作和智能化管理。（3）消防監控設備的維修與保養，為了保證報警信息能快速準確地傳輸至指揮中心，就必須對其進行定期檢查和檢修工作并做好記錄以便日后查找原因及處理情況。同時還應加強對通信系統的維護管理力度，確保在火災發生時能第一時間將通訊線路傳送到滅火救援指揮中心或調度人員手中[3]。（4）消防應急廣播和視頻通訊，當火情發生時可通過無線方式向指揮員匯報情況，若是由于人為因素導致火勢繼續蔓延則需立即啟動緊急預案并采取必要的措施來控制事態發展擴大或停止運行，而火災事故后需要盡快進行現場救援時，則由指揮中心將信息傳遞給前方滅火救援人員。

3.4 滅火救援通信保障系統的運行

消防應急通信保障系統的運行主要包括：火災探測、監控報警裝置和無線網絡三個部分，首先是火源監測。該功能是用于對火災發生時，各救援單位的人員狀態進行實時檢測，并通過視頻傳輸至指揮中心，同時將其傳回給消防指揮中心，當煙霧濃度超標時會自動開啟緊急廣播或電話等控制信息設備向消防中心報告情況。其次是監控警報。根據物聯網技術在滅火救援中的應用，火災自動報警系統主要是通過現場煙霧傳感器、溫度控制器和無線通訊模塊實現對火情信息采集及傳輸。火災自動報警系統運行狀態監測方面；當檢測到室內發生燃燒時，蜂鳴器發出警報，同時啟動消防泵進行噴水滅火。手動式監控設備方面；可根據火勢等級設置不同參數值來控制設備的開啟與關閉等操作方式來達到有效預警、防止事故蔓延和減少損失的目的。

4 物聯網技術在滅火救援通信保障的系統設計

4.1 系統總體方案設計

火災報警系統分為自動探測、手動報警和無線監控三個部分。在自動偵測階段，火情信息被觸發，煙霧濃度超過警戒值時發出警報。當探測器檢測到的煙霧濃度大于設定值范圍或超出預警閾度后蜂鳴器會啟動聲光警示燈閃爍滅火救援人員，同時將現場數據通過GSM模塊發送到消防中心控制中心室進行處理分析判斷是否繼續實施火災預防措施、報警時間間隔等情況并在系統中顯示出來，以便及時采取應急疏散和防火控制方案[4]。系統總體方案設計的主要內容包括：消防控制中心無線網絡布局，火災報警中心采用了“M”型結構。即由一個節點和兩個分支點組成，每個防火控制室都有多個獨立的主干線，在整個火情等級劃分中具有重要作用的是其與火源監控中心、事故現場通訊等子系統之間能夠進行通信聯系，而其他子系統則是通過中繼器將各分支線連接起來形成一條完整線路鏈條系統來實現火災報警救援工作。

4.2 硬件電路

（1）滅火救援通信保障系統中，無線數據傳輸部分是該功能實現的核心，其工作原理如下：在火災發生后，通過煙霧傳感節點接收到信號之后會立即向消防控制中心發送指令并啟動報警裝置。當探測到周圍是否存在煙霧時就發出警報，同時可利用蜂鳴器對報警信息進行監測，若檢測出有火情則將信息發回地面中心控制室處理。（2）探測器方面，感溫式煙霧傳感器用于探測環境中存在于空氣中會對其造成影響的可燃性氣體或粉塵，熱敏電阻在溫度變化時將阻值發生變化，從而使敏感元件失去工作而產生電信號(即電壓)并輸出低頻電流脈沖以實現火災報警功能，光電耦合器是一種能檢測非接觸、無損轉換過程和光導型半導體，它可以通過控制電路來調節傳感器內部煙霧濃度[5]。

4.3 軟件部分

火災報警器的軟件部分主要是對系統進行監控、處理，實現自動滅火。在火情發生時，及時將警鈴聲關閉，同時也可以通過GPS定位模塊實時跟蹤到當前位置。通過GIS網絡傳輸至各消防控制中心后可直接訪問報警裝置和視頻顯示器等設備并顯示現場情況，并根據不同探測器的探測距離設置相應區域范圍內的閾值。消防人員在進行滅火救援通信保障工作時，必須要使用通用的軟件，比如GPS定位系統、報警系統等。這些功能模塊能夠為公安指揮中心提供準確可靠地信息，例如可以通過對火情預警實現自動火災警報和手動控制，也可利用視頻監控實現遠程遙控操作以及實時監測報警功能等。而目前市場上所應用到的消防應急救援通信技術主要是以GPRS作為基本傳輸方式，即在發生火情時由火警現場傳送到滅火控制中心進行處理。

4.4 系統調試

在火災發生時，可以通過報警系統發出警報，控制室值班人員及時通知火情救援工作。火情預警的實現主要依靠兩個方面：(1)根據現場情況進行實時監控并將數據信息傳遞給指揮中心；(2)對相關設備、傳感器等進行綜合管理和控制，這些就要求所應用的系統能高效實時的對火災情況做出反應。

5 結語

總之，在火災救援中，通信保障是一項重要的工作，發揮著非常重要的作用。而目前火災情況復雜、人員眾多且通訊方式正在初期階段。為了有效解決這些問題，使其發展更快，需要將物聯網技術引入消防救援過程之中，以提高消防救災的目的和效率，減少事故損失。在火災發生時，通過利用現代通信手段可以及時準確地向周圍環境發出報警信息，以便于盡快采取措施防止火勢蔓延擴大、人員疏散路線受阻等。