基于物聯網的智慧消防在高校平安校園中的應用研究

康秀謙　郭承湘　陳景霞

摘要：針對高校規模擴大、多校區辦學、新建樓宇等復雜的消防安全形勢，依托云計算、物聯網和5G等新技術構建高校智慧消防平臺體系，解決傳統消防管理中運維效率低、運行成本高、處置速度慢、缺乏有效聯動等問題，實現校園消防智慧監控、集中管理。

關鍵詞：智慧消防;平安校園;物聯網

公安部消防局于2017年發布《關于全面推進“智慧消防”建設指導意見》指出消防建設應綜合運用物聯網、云計算、大數據、移動互聯等新興信息技術，加快推進“智慧消防建設”。在新技術、新要求和新服務模式應用條件下，高校應創建新型消防安全管理服務體系，貫穿消防管理工作全過程，形成火災風險常態化防控能力，保證校園火災風險始終維持在較低水平。

一、高校傳統消防系統面臨的問題

目前，國內高校均按照消防要求安裝了諸多消防監控設備，如消防水滅火系統、煙感探測器、電氣火災監控報警系統等諸多設備[1]。在傳統消防系統中，各類消防設備一般是通過通信總線連接至各樓宇消防中控室的主機，消防設備將告警信息傳送至中控主機，告警的處理主要依靠現場值班人員，各消防中控室主機相互獨立，缺乏有效聯動。隨著高校規模擴大、多校區辦學、新建樓宇、貴重實驗設備、建筑物老化及使用功能變更等動態變化，傳統消防工作方式的不足之處日漸顯露[2]。

各高校消防系統突出問題主要有：消防維保效率、及時性不足，過度依賴人工排查消防設施故障，在隱患排查的廣度和專業性上有所欠缺;消防安全管理缺乏有效技術工具和可視化監控平臺，值班人員只能在消防控制室查看和處置各類告警;消防監管缺位，日常監管長期依賴人工巡查，消防盲區大[3];各樓宇消防中控室主機缺乏聯動，每個消防中控室都相互獨立，散落在校園各樓宇中，沒有將點聯結成面，每個孤立點都需安排專人值守，運行成本高。

二、我校智慧消防平臺體系構建

（一）智慧消防平臺建設思路

依托云計算、物聯網和4/5G等新技術，將分散的消防設施（火災報警系統、電氣火災監控系統、消防水系統、防火門監控系統、消防電源系統、氣體滅火系統、物聯網終端探測設備等）接入“智慧消防”平臺，以“智慧消防”平臺為核心，將火災報警、消防水監測、電氣火災、消防設備電源、氣體滅火、可燃氣體探測、消防應急照明和疏散指示、消防聯動等消防子系統與物聯網和5G等新技術深度融合。從設備、人、操作行為、消防系統環境入手，加強既有消防設施管理，補足消防監測盲區，規范學校建筑消防運維管理，創新消防管理模式，再造消防管理流程，進一步提高學校消防管理服務水平和管理服務效率。

針對我校樓宇多、消防設施復雜的情況，對相鄰留學生樓安防監控室距離不超過100米的明秀校區圖書館采取將消防主機物理搬遷的形式整合，通過路面開挖重新布線將消防通信總線部署至留學生樓安防監控室；對距離超過100米的仙葫校區圖書館、科學實驗中心、動物實驗樓采用物聯網和4/5G技術整合，消防信息統一匯聚到“智慧消防”平臺。

（二）智慧消防平臺系統架構

針對傳統消防系統面臨的痛點問題，建立我校智慧消防云，將散落在校園各樓宇中的消防中控室由點聯結成面。通過物聯網和4/5G等技術獲取分散在校園內各建筑樓宇的消防安全基礎信息，包括消防設施運行狀態信息、消防日常管理信息、火災告警信息、隱患信息、消防水信息等，形成消防大數據，為消防安全管理提供整體監控預警平臺和輔助決策數據支撐，實時了解消防安全狀況、形成聯動處置機制。智慧消防平臺系統架構如下圖所示：

（三）智慧消防平臺的構建

基于物聯網的消防移動數據網絡是智慧消防系統能順利建設起來的基礎，通過利用各類智能終端設備和大數據技術將消防信息內容進行收集和分析，以此對各樓宇的消防情況進行實時監控和感知[4]。相鄰距離較遠的仙葫校區圖書館、科學實驗中心、動物實驗樓，采用加裝信息傳輸裝置實時采集消防主機中的各類告警信息，解決消防主機與智慧消防平臺適配問題。消防監控盲區如圖書館天面水箱、留學生樓消防水箱、泵房水箱、泵房噴淋泵、泵房室內消火栓等加裝物聯網消防傳感器，通過校內5G網絡直接接入智慧消防平臺。智慧消防云平臺管理界面如下圖所示：

1.消防控制室整合。消防控制室分散在學校各樓宇中，需安排專人24小時值班，這造成了資源和成本的極大浪費，同時各消防控制室主機相互獨立，無法形成相互聯動機制。通過智慧消防平臺可有效整合消防控制室，充分利用現有消防基礎設施，在分散在各樓宇中的消防主機上安裝用戶信息傳輸裝置，實時采集主機中的各類告警信息，實現消防傳感器的遠程無線接入和各站點之間的互連通信[5]。通過建立全校統一的消防監控中心，把學校分散在各樓宇火災自動報警系統數據傳輸到云數據中心，實行統一監控和管理。出現火情告警時，在消防監控中心統一調度附近的值班人員現場處置，各消防控制室形成有效的聯動機制。

2.消防水源監測系統。消防水源是火情發生后有效處置火情最重要的設施，對水泵、水位的巡查尤為重要。傳統的人工巡檢費時費力，采用定時巡檢方式無法實時掌握消防水源是否正常，存較大安全隱患。建立消防水源監測系統能夠實時監測每個水泵、水箱的水壓、水位情況。在每個校區的消防水泵房加裝物聯網水位/水壓傳感器，第一是監測消防栓水泵進出水管的實時壓力以及室內室外消火栓各管網最不利點的實時壓力，第二是監測消防水池與高位水箱的水位。當水壓、水位超出設定閾值或設備發生故障時自動報警、跟蹤位置并通過消息分發告知相關責任人。

3.消防設備實時監測。煙感、溫感等消防設備存在數量多、分布廣的特點，設備損壞后常常難以排查和發現。通過物聯網技術可以很好解決消防設備維護難問題。一是通過物聯網收集各樓宇的煙感、溫感等火情探測設備告警，統一將告警信息傳輸到“智慧消防”平臺。當設備發生網絡故障、硬件故障及時發送故障提醒信息給管理人員，方便管理人員或維保人員及時排查及維修。二是對火災自動報警系統告警信息實時監測，采取手機APP+消防中控室大屏結合，一旦出現火災報警信息，消防中控室大屏立即發現彈出醒目信息并發出警報，同時通過APP發送信息至手機上通過鈴聲和振動并彈出紅色告警提醒值班人員立即赴現場處置。

4.運行數據庫創建與建模分析。數據的分析可以為學校消防安全決策和管理提供數據支撐。將運行狀態數據完成數據化整理，打通數據信息收集通道，完成消防數據庫創建。充分利匯集來的數據，進行大數據分析，并通過條形圖、餅圖、柱狀圖等方式完成直觀呈現。按月或年生成安全評估報告，為學校消防安全管理及決策提供依據。

5.消防管理人員素質提升?；谛乱淮锫摼W、5G技術的智慧消防平臺深度應用需要管理人員具有較高的信息素養，否則再好的系統也會成為擺設。一是通過系統上線前反復的現場演示、培訓，讓每位消防管理人員都能掌握使用方法，并且能夠熟練獨立操作。二是制定相應的操作流程上墻，讓每位值班人員都清楚知道如何處置各類告警。三是程序界面設計盡量簡潔明了，一鍵式開啟系統，一鍵式處置告警，方便系統推廣使用。

（四）我校智慧消防平臺運行情況及存在問題

通過對兩個校區4個消防泵房、明秀校區2個消防控制室、仙葫校區3個消防控制室進行整合，初步建成了我校的智慧消防云平臺。采用消防安全集中管理、協作聯動模式，可省減消防管理人員18人，一年可節支60多萬元。

智慧消防云平臺提高了學校消防管理服務水平和管理服務效率，但在使用過程中還是存在諸多問題。一是傳感器通過電池供電，需同時考慮并解決系統須長時間待機、能源消耗以及在惡劣環境下系統斷電的問題[6]；二是水泵房一般設置在負一層，4/5G信號較弱，部分設備存在信號卡頓或掉線情況；三是部分樓宇消防設施尚未接入智慧消防平臺，還未實現全校統管[7]。

結語

高校消防安全涉及廣大師生的生命財產安全，智慧消防平臺建設可以有效提高消防管理服務水平和效率，同時要加強和落實消防制度建設，通過“人防”+“技防”有效保障平安校園環境。

參考文獻

[1]徐星辰，鄭世超.高校智慧消防平臺的設計分析及實現[J].宜賓學院學報，2021，21（06）： 51-56.

[2]胡長玉，王愛義.建設高校智慧消防提升安全治理能力——基于高校消防安全治理能力的多層次技術建構芻議[J].消防界（電子版），2021，7（09），68-70.

[3]陳靜，向建軍，李疊俊.探討智慧消防安全預警系統在普通高校的應用[J].智庫時代，2019（36）.

[4]劉妍君.智慧消防在防火監督業務中的應用現狀與前景[J].消防界（電子版），2021.

[5]袁珍.基于物聯網技術的消防聯動智能報警系統設計與實現[J].通化師范學院學報，2021.

[6]趙世浩，劉枳麟，崔盟威，等.基于物聯網的多用途水位監測與應急處理系統[J].中國新技術新產品，2021（05）.

[7]劉晴.“智慧消防”建設過程中物聯網技術的有效運用[J].消防界（電子版），2021（20）.

作者簡介：康秀謙（1982- ），男，漢族，廣西靈川人，本科，高級工程師，研究方向：高校信息化建設。

基金項目：基于物聯網和人工智能技術的平安校園應用研究（項目編號：2022XXH0003）。