智慧化消防電子設備的研究與應用趨勢分析

尹春雷　劉吉斯

摘要：隨著人們對安全的要求不斷提高，消防領域不斷發展，電子技術在此領域得到了廣泛應用。傳統的消防設備已經無法滿足人們對安全的需求和不斷增長的地下空間和高層建筑等特殊建筑物消防需求。同時，消防設備失效和缺陷容易造成不可挽回的損失。因此，如何提高消防設備的智慧化水平、減少消防災害影響，已成為了人們關注的焦點。通過對智慧化消防電子設備的研究，基于模型訓練的人工智能等新技術在消防領域中得到廣泛應用，能夠提高消防系統的性能和工作效率，同時也能夠解決傳統消防技術所面臨的挑戰，有效提高消防系統的感知、控制、保護和管理能力，更好保障公共安全。

關鍵詞：

智慧化；消防；電子設備；感知；安全

引言

當前消防電子設備的獨立性使得消防聯動性無法滿足新的需求。同時，消防管理方面嚴重依賴于消防值班人員的技術水平，消防設備之間的信息共享性一般。因此，智慧化消防電子設備的研究與開發在新型信息技術應用與新需求推動下逐步發展起來[1]。隨著人工智能、大數據、物聯網、云計算等技術的發展，消防設備和系統的智能化、自動化和自我診斷、維護能力的需求日益凸顯。消防安全在現代城市建設中具有重要地位，但由于火災的突發性和復雜性，強烈需要依賴高科技手段，以此提高消防設備和系統的安全性、可靠性和效率。新型智慧化技術的應用也促進了智慧化消防電子設備的發展[2]。例如，人工智能技術實現自動識別、聲音識別、圖像分析等功能，大數據技術實現數據挖掘和可視化展示，物聯網實現設備互聯和信息傳遞，云計算實現云端管理和應急處置。通過對智慧化消防電子設備的應用與推廣，實現真正的智慧化和自動化，使其更快、更準、更智能地識別、預測和解決消防安全問題，保障公共安全和人民生命財產安全[3]。

一、智慧消防電子設備

（一）智慧化消防設備的定義和特點

智慧化消防設備是基于現代信息技術、自動控制技術、傳感技術、通訊技術等，結合消防領域的應用，開發出的一種全新智慧消防電子設備。該技術能夠自動感應災害現場變化，實現自動警報、監測、控制、數據處理、分析與決策，極大提高消防行業的效率和精確性[4]。

智慧化消防設備的特點有以下幾個方面。自動化程度高：智慧化消防設備能夠智能感知并自動進行控制、自動待命、自動維護，避免了人工操作不當和誤操作的可能性，大大提高安全性和減少救援時間。傳感器技術應用廣泛：智慧化消防設備可以使用多種傳感器對溫度、煙霧、氣體濃度等數據進行實時監測和控制，降低了誤報率，提高了檢測精度。數據處理和分析能力強：智慧化消防設備集成了計算機、自動控制、通訊信息交互等技術為一體，能夠對采集的數據進行實時處理和分析，提供有價值的實時信息來進行決策。可編程性和可擴展性：根據用戶需求對其進行深度定制和優化，實現更加精準的控制和管理。多功能性和全集成化：智慧化消防設備具有涵蓋火情、報警、監測、演習、教育、保養與日常管理等方面的集成性功能，能夠反映災害發生、響應和后續管理等全過程。信息化與互聯化水平高：智慧化消防設備可以與其他信息化系統集成，實現大數據監測和分析，同時能夠通過云計算等技術，實現設備的信息互聯互通，實現遠程監控和管理。

（二）智能傳感器技術在消防中的應用

智能傳感器技術在消防中的應用是智能化消防設備的重要組成部分。智能化消防設備中的傳感器技術應用廣泛，能夠感知和反饋各種重要信息和數據，提供給消防員更準確的決策和實時控制。智能傳感器技術的主要應用有氣體傳感器、溫度傳感器、智能攝像頭、消防液位傳感器以及消防門禁感應器等，其應用場景如圖1所示。其中消防門禁感應器能夠感測走廊和通道中人員和物品的運動狀態，并配合消防布線控制門禁訪問，以便消防員迅速到達火災現場，提高消防應急處置效率[5]。

（三）消防設備的智慧自診斷與自修復技術

消防設備的智慧自診斷與自修復技術是指利用計算機和自動化技術，使消防設備具有自我檢測和修復的智慧化能力，可以自主檢測、排除故障，并及時報警、提醒維護人員進行維修和保養。消防設備智能自診斷與自修復技術可以顯著提高設備的效率和可靠性，使設備管理和維保工作更加智能、高效和安全[6]。該技術的主要應用范圍如下：消防設備自動檢測技術：利用傳感器技術，監測設備運行狀態、狀況和性能，診斷設備故障狀態和原因，判斷是否需要維護和保養。消防設備自動預警技術：智能化消防設備通過檢測溫度、濕度、氣體濃度等參數，提前發現潛在故障現象，并在必要時發出預警信號，提醒系統運行狀況或預防隱患發生[7]。消防設備自適應控制技術：通過智能算法和控制系統的結合，對設備控制、調節、維修和保養進行智能化，對實際工作條件進行自適應，提高消防設備的工作效率和長期穩定性。消防設備自動維修技術：智慧化消防設備能夠通過自動診斷分析故障的類型、程度和根本原因，對設備進行自動修復或部分替換，有效降低設備維護成本和停機時間。基于模型訓練和持續自我優化：系統基于現代技術和數據分析手段，將大量的消防數據以及經驗知識進行整合，生成預測性算法模型，并通過對系統進行不斷的自我學習和持續優化，不斷提高該系統的診斷能力和響應速度，改善預測的準確性和針對性以及應對未知情況的能力。幫助人們更好了解消防系統的運行情況，為消防工作決策提供有力依據[8]。

二、消防電子設備的未來發展應用趨勢

（一）全自動化控制技術在消防領域中的應用

全自動化控制技術在消防領域中發展趨勢是利用自動化、傳感器、控制器、數據通信、計算機等技術手段，實現消防設備和系統的智慧化、自動化運行和管理。主要體現在自學習、系統持續改進、提供輔助決策以及由智能化向智慧化演進等方面。

自學習是通過機器學習和深度學習等算法，讓系統能夠自動適應新的環境和情況，提高系統的自動化和智能化水平，從而實現更高效、更精準的災情處理和消防控制。系統持續改進是對系統進行定期的優化和更新，以滿足不斷變化的消防需求和技術要求。提供輔助決策是讓機器通過學習和分析各種數據，為決策者提供專業、科學、可靠的建議和指導，提高決策的準確性和效率。由智能向智慧演進是將人工智能和機器學習等技術應用到消防領域中，實現對火情的自動感知、判斷、處理和控制，提高消防工作的效率和準確性。而智慧化則是在此基礎上，進一步實現系統的智慧化，通過大數據、云計算、物聯網等技術，實現全面、深入的聯網化和智能化。

（二）人工智能技術在消防中的應用

人工智能技術在消防領域具有廣闊的應用前景，可以提升消防領域的安全效率和智能互聯化，使消防設備、系統和技術更加先進和可靠。人工智能技術在消防領域的應用主要體現在以下幾個方面。大數據分析預警：利用人工智能技術，對消防監控數據進行深度學習和算法處理，從而準確分析火情、煙霧、溫度等情況，及時精準報警，減少誤報。語音和手勢控制：智慧消防設備也可以通過語音和手勢控制的方式，實現消防系統的開關控制、溫度調節、消防警報的開啟與關閉等。智能化消防平臺建設：借助人工智能技術，實現預警、報警、救援輔助決策、火災過程分析等功能。

三、智慧化消防設備在行業內的應用案例

智能化消防電子設備在消防領域的應用豐富多彩，實現自動化、智能化和普及化，可以大大提高監測、控制、預警和應急處置的效率和精確性，減少災害損失。例如，智能火災檢測報警系統：該系統可以通過智能傳感器監測空氣質量和溫度變化，準確檢測火勢和報警信號。智能電子設備自動化采集數據并通過網絡傳輸至監測控制中心，提高消防系統反應速度和實時處理能力。智能電氣火災預警系統：該系統可以通過監測設備動態數據和靜態數據，發現設備異常，并進行故障排除和預警，提高電氣火災安全性。智能家居消防系統：該系統可以實現懸掛式、繞流式消防。系統內置壓力傳感器、視聽模組，可實現聲與聲、圖片與圖片之間的監視，使消防部門能第一時間得知火情動態。智能消防救援機器人：該機器人可以自主完成滅火、搜索、救援等任務，利用傳感器實時監測環境變化，配備專業消防救援工具和物資，提高了災害救援效率和水平。智能自助消防滅火器：該設備內嵌智能電子芯片，能夠自動檢測液面、溫度、報警等信息，及時提示液位低和溫度高的情況，同時還可以通過面板界面進行人機交互式操作。

結語

智能消防向智慧消防的演進過程主要有智能化階段、互聯化階段、智慧化階段等三個階段。其中，智能化階段是消防系統采用各種機器學習、人工智能等技術，實現對火情的感知、判斷和控制，從而提高消防工作的自動化和智能化水平，解決了傳統消防設備能力不足的問題。互聯化階段，是在智能化階段的基礎上，消防系統進一步采用云計算、大數據等技術，實現了消防設備之間的聯網互通，數據共享和信息交流，從而進一步提高消防系統對火情的全面監測和精準感知能力。最后是智慧化階段，在互聯化階段的基礎上，全自動化控制技術還可以采用物聯網、人工智能、機器學習以及大數據等技術，進一步實現消防系統的智慧化和預測性，調整和優化系統工作，提高消防系統的靈活性和適應性，使其能夠更好應對不斷變化的火情需求和技術要求。

參考文獻

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作者簡介：尹春雷（1979- ），男，漢族，吉林長春人， 本科，中級工程師，研究方向：消防電子、智慧消防物聯網。