物聯網技術在數字化消防建設中的應用

方 杰

（寧波市消防救援支隊，浙江寧波 315000）

1 物聯網技術

1.1 概念

物聯網技術旨在通過互聯網連接和互相通信的各種物理設備、傳感器和對象，使其能夠實現數據的采集、交換和分析。物聯網的核心思想是將各種設備和物品連接到互聯網，從而使其能夠相互交流信息，這不僅限于傳統的計算機和智能手機，還包括家用電器、車輛、工業機器和城市基礎設施。這些物品可以與其他物品交換數據，以實現更智能化、高效的功能，如智能家居、智能交通系統、遠程健康監測、智慧煙感系統等。物聯網的核心價值在于其能夠為人們的生活和工作帶來更多便捷、智能和高效的解決方案。

1.2 體系架構

物聯網技術體系架構如圖1所示。

圖1 物聯網技術體系架構

（1）應用層。應用層是物聯網技術體系架構的頂層，它包括各種應用和服務，這些應用是基于物聯網數據的實際解決方案。在應用層，數據被用于滿足各種需求，解決各種問題。例如，智能家居、智能城市、工業自動化、健康監測和火災防控等都是應用層的示例。應用層的目標是使數據有意義，將其轉化為用戶可用的信息，從而提供智能化的解決方案。

（2）網絡層。網絡層是位于應用層和感知層之間的中間層，提供了數據在物聯網中傳輸的通道。這一層包括各種通信協議和技術，如Wi-Fi、藍牙、LoRa、NB-IoT 等。網絡層的設計決定了物聯網的聯通性和效率。其確保設備之間能夠互相通信，以及與云端系統或其他設備連接。

（3）感知層。感知層是物聯網技術體系架構的基礎，包括各種傳感器和設備，用于監測和感知物理世界中的數據。如傳感器可以用來測量溫度、濕度、壓力、運動、聲音等各種參數，以及監測火警、運動或聲音等特定事件。感知層的數據是物聯網系統的起點，其在現場采集數據，并將數據傳輸到網絡層，以供進一步處理和分析。

2 數字化消防建設中應用物聯網技術的可行性和必要性

2.1 可行性

物聯網技術已經取得了巨大的進展，其硬件和軟件組件變得更加成熟和可靠。傳感器技術的不斷創新使得我們能夠實時監測溫度、煙霧、氣體濃度等環境參數，同時能夠更好地識別煙霧、明火、高溫及其他異常情況。這種先進的感知技術為數字化消防提供了堅實的基礎，有助于提前發現火災風險，增強火災預防和先期處置的能力。云計算和大數據分析的發展為物聯網技術提供了強大的數據存儲和處理能力。這意味著云端可以存儲大量的消防相關數據，并對其進行實時分析。通過分析這些數據，可以發現趨勢、建立火災模型、預測火災風險，并提供更有效的火災響應策略。此外，基于物聯網技術打造的數字化消防平臺還支持遠程監控和應用程序訪問，使消防管理者可以隨時遠程監視設備狀態，從而提高響應速度并減少火災損失。

物聯網技術還提供了更好的設備自動化和遠程控制功能。通過物聯網，消防設備可以自主執行任務，如自動啟動滅火系統或關閉通風系統以減少火勢蔓延。此外，遠程的實時監控功能有助于實現及時的精準干預，例如遠程打開對應的噴淋系統、應急廣播等服務。總的來說，物聯網技術在數字化消防建設中的應用具有高度的可行性，因為其整合了感知、通信、云計算及自動化功能，提高了火災監測、預防及應對的效率，同時也提供了成本效益。

2.2 必要性

必要性體現在其能夠提高火災預警的精確性和及時性。物聯網傳感器可以實時監測環境參數。一旦發現異常情況，系統可以立即發出警報，而不必依賴人工巡檢。這意味著可以更早地偵測到火警，減少了火災初期的蔓延風險，提高了火災的防控效能。數字化消防通過智能化決策支持系統，為消防管理者提供了更多信息，幫助其制訂更有效的應對策略。大數據分析可以基于歷史數據和實時監測結果，為火災風險評估提供支持。這有助于分析潛在的火災爆發趨勢，優化資源分配，提前采取行動，從而降低火災風險和減少火災損失。

物聯網技術的必要性還體現在其能夠提高火災現場的決策支持。消防救援人員可以通過遠程監控實時了解火災現場的情況，獲取數據支持，制訂最佳的滅火策略。遠程控制也有助于在緊急情況下迅速采取行動，及時啟動災害發生區域的固定消防設施。物聯網技術在數字化消防中的應用還能夠凸顯災害預防及設備維保的功能。物聯網技術可以監測設備狀態，并提前發現潛在的問題，這降低了設備故障的風險，確保了消防設備的可靠性，同時減少了維修和更換成本。必要性還反映在其能夠最大限度地減少“人”的風險。通過遠程監測和自動化控制實現以“物”代“人”，可以降低人員在火災現場的風險，從而提高了消防管理人員和救援人員的安全性。

3 物聯網技術在數字化消防建設中的具體應用

3.1 應用于火災防控預警

物聯網技術在火災防控預警領域發揮著關鍵作用，其以無縫的數字化方式增強了火災早期預警能力。這一技術的實施通過廣泛的傳感器網絡，監測各類潛在火災風險點，如工廠、倉庫、住宅區等，為火災防控提供了有效支持。

在這個智能化的系統中，物聯網傳感器發揮著關鍵的作用，包括溫度傳感器、煙霧傳感器、氣體濃度傳感器等。這些傳感器以連續、實時的方式監測環境參數，不僅可以感知火災的直接跡象，還可以捕捉潛在火災風險的早期信號。舉例而言，溫度傳感器可以監測環境溫度的變化，而煙霧傳感器可以檢測到煙霧的存在，氣體濃度傳感器則可探測可燃氣體或有毒氣體的濃度，壓力傳感器可以監測管網水壓等。這一多傳感器的結合使得系統能夠全面、多角度地評估環境的安全狀況。

一旦這些傳感器探測到異常情況，比如溫度急劇升高、煙霧濃度急劇增加或特定氣體濃度超出安全閾值，相關數據將被傳輸到中央監控系統。這個系統擁有復雜的數據分析算法，能夠即時識別并評估傳感器數據中的異常情況。這種數據分析是高度智能化的，經過精心設計以降低誤報率，確?；鹁挠|發是準確的。一旦火警被觸發，系統立即啟動警報程序。這包括聲音和光閃爍的警報設備，用來通知建筑內的人員和周圍的社區。同時，系統也能夠通過網絡自動通知相關機構，如消防救援隊伍、建筑物管理員及附近的居民。這樣，火警可以在最短時間內傳達給需要知曉的人們，讓其采取及早的逃生或撲救火源的措施。

3.2 應用于滅火救援指揮

物聯網技術在滅火救援指揮領域的應用可以為應對火災處置提供更為智能和高效的方法。物聯網技術的應用可以為數字化消防建設帶來顯著的進步，加強火災應急響應的能力。利用智能裝備和實時數據傳輸，可以提高火災現場的救援工作，提供更準確的信息，確保救援工作的高效率和安全性。

在火災處置中，消防救援人員可以佩戴和應用物聯網智能化裝備，這些裝備充分利用物聯網技術，能夠實時傳輸各種關鍵數據，包括但不限于火勢、煙霧密度、氣體濃度及救援隊員的位置信息等。比如，智能頭盔可配備攝像頭、溫度傳感器、氣體傳感器等，以實時監測救援隊員所處的環境狀況。比如無人機則可通過不同的掛載，在提供從空中俯瞰的視角同時，還可以監測火場情況、搜索失蹤人員、感知火場溫度和傳遞必要的物資等。這些實時數據通過物聯網技術傳輸到現場指揮部及后方指揮中心，使現場及后方的消防指戰員能夠更全面地了解火災現場的情況。這為快速做出決策、有效地分配資源和協調救援行動提供了關鍵信息。后方指戰員也可以依托物聯網掌握災害現場的實時情況，了解現場的火災態勢，掌握煙霧密度和有毒氣體的分布，以及救援隊員的位置。這使得滅火救援現場和滅火救援行動進一步“透明化”，能夠根據最新信息做出相應的決策，進一步提升滅火救援的效率和安全性。

此外，物聯網技術還有助于加強不同救援機構之間的實時協作。在火災現場，消防救援人員通常需要與醫療急救、警察和其他救援力量協同工作。物聯網技術可以將各個機構的數據整合到一個統一的指揮協作平臺，以促進信息共享和協同行動。這意味著不同救援力量之間可以更好地協作，更有效地處理緊急情況，提高了應急響應的協同性。總之，物聯網技術可以通過實時數據傳輸、智能裝備和協同協作，為滅火救援指揮提供強大的支撐，確保資源的高效分配，增加救援工作的協調性和安全性，從而更好地保護生命和財產安全。

3.3 應用于消防資源管理

物聯網技術可以為消防資源管理方面提供全面而精確的解決方案，從消防車輛和設備到消防隊員的實時監測，這一應用領域通過實時數據傳輸、傳感器網絡及定位等技術，可以實現消防資源的高效管理和監控。

（1）通過在消防車輛上安裝定位設備和傳感器，管理人員可以隨時追蹤消防車輛的位置。這使得指揮中心能夠精確了解車輛的實時位置，以便在火災事件發生時，能夠迅速調派最近的消防車輛。此外，傳感器還可以監測車輛的健康狀態，包括燃料水平、車輛速度、引擎溫度等。這有助于確保消防車輛處于良好工作狀態，隨時待命，以應對緊急情況。

（2）物聯網技術還可以擴展到消防救援人員本身。救援人員可以佩戴也可穿戴物聯網設備。這些設備可配備各種傳感器，可以監測其生理狀態，包括體溫、心率、呼吸等生命體征。通過實時傳輸這些數據，指揮中心可以遠程監測救援人員的健康狀況。如果一個救援人員暴露在極端溫度或有毒氣體環境中，后方可以立即獲得警報，并采取適當的行動，以確保隊員的安全。

（3）對消防救援裝備進行精準管理。通過在各種消防救援裝備上植入物聯網設備，可以實現日常和滅火救援行動中消防救援裝備的精準調派和實時管理，從而輔助滅火救援工作。

這種實時資源管理帶來了多個重要優勢，可以實現更快速的響應時間，通過系統就能夠實時掌握消防救援“人、車、物”的位置，可以最有效地派遣資源到火災現場。同時有助于確保資源的最佳分配，避免資源浪費，提高了效率。此外，通過監測隊員的生理狀態，可以減少他們在危險環境中的風險，提高了救援工作的安全性。此外，物聯網技術為消防部門提供了更多數據以進行后續分析和改進。這種數據可以用于評估救援行動的效果，優化資源分配策略，并為將來的火災處置優化決策支撐。

4 結束語

物聯網技術在數字化消防建設中的運用可以為主體單位和消防救援隊伍帶來有效的增強和改進，使其能夠更好地履行保護人民裙子生命和財產安全的使命。這些技術不僅提高了火災預警的準確性，還改善了滅火救援的響應時間和資源管理，最終實現了更加安全和高效的消防工作。未來，可以期待物聯網技術在數字化消防領域的不斷發展和創新，以應對日益復雜和多樣化的災情，為社會的安全和福祉作出更大的貢獻。