民用運輸機場航站樓智慧消防建設及應用研究

引言

隨著航空運輸業的迅猛發展和航站樓規模的持續擴大，傳統的消防系統已難以滿足現代航站樓在復雜環境下的安全需求。航站樓作為人員密集、結構復雜、功能多樣的特殊建筑，其消防安全面臨著前所未有的挑戰。智慧消防系統的出現為解決這些問題提供了新的思路和方法。本文旨在探討民用運輸機場航站樓智慧消防系統的建設及應用，分析其關鍵技術，并提出實施策略，以期為提升航站樓消防安全水平提供參考[1]。智慧消防系統通過信息化集成、引入物聯網傳感器、整合外部可用資源，實現了對火災風險的實時監測、預警和快速響應。這不僅提高了火災預防和處置效率，還優化了消防資源配置，在保持當前運營成本的情況下大幅提升了消防安全水平和應急處置能力。通過智慧消防系統積累的消防安全運行數據，可以進一步優化消防安全工作模式，從而降低運營成本。

一、航站樓消防系統現狀

航站樓作為具有特殊功能的大型公共交通樞紐，其消防系統設計往往突破現行規范標準而采用性能化設計方法，由此衍生出顯著的消防安全管理難題。第一，超大防火分區的設置導致單區容納人員數量遠超常規場所，在緊急疏散時存在嚴重的人員擁堵風險。第二，多元業態混合帶來的火災荷載差異性，航站樓內商業、餐飲、辦公等不同功能區域的火災特性各異，統一的消防措施難以有效應對。第三，現有消防子系統間信息孤島現象嚴重，系統間缺乏智能聯動機制，不僅降低了火災預警和處置效率，還大幅增加了運維成本[2]。這些系統性缺陷嚴重制約了航站樓消防安全水平的提升，亟須構建滿足其特殊需求的智慧消防管理體系。

二、智慧消防系統架構與功能

（一）系統架構

在民用運輸機場航站樓智慧消防系統建設中，應采用分層模塊化的成熟系統架構設計，確保系統的穩定性、可靠性和可擴展性。系統架構設計需重點考慮三個關鍵要素。首先，必須充分融入機場整體運營管理系統，作為其核心安全子系統，實現與航班調度、安防監控等系統的深度集成。其次，需建立標準化的數據交互機制，通過RESTfulAPI、MQ消息中間件等技術實現與機場各業務系統的實時數據共享。最后，要構建多層次信息安全防護體系，采用數據加密、訪問控制等手段保障消防數據安全。這種架構設計既滿足了智慧消防系統自身的功能需求，又能有效支撐機場整體運營管理，實現從火災預警到應急響應的全流程智能化管理。

（二）系統功能

機場航站樓消防安全管理需構建“常規 + 特殊”雙維度的場景化防控體系。在常規運營場景下，重點建設七大標準化管理模塊，包括基于智能感知網絡的火災預警與聯動處置系統、消防設施全生命周期健康監測平臺、數字化維保工單管理系統、AI視頻分析的智能巡檢系統、隱患整改閉環管理機制、虛擬現實（VR）消防培訓演練平臺以及消防安全標準化管理體系。針對特殊風險場景，需建立三項專項管控機制。采用電子圍欄與智能監控相結合的動火作業管理系統、基于店鋪營業狀態的消防設施自適應調節系統以及整合熱成像與行為識別的廚房離人報警裝置。這種場景化防控模式通過物聯網、大數據、人工智能等技術賦能，實現了從常態化管理到特殊風險的全覆蓋，為超大型交通樞紐的消防安全提供了創新的解決方案。

1.火災接報警與應急處置。通過集成火災報警系統、聯動滅火系統、視頻監控系統及數字孿生技術，實時監測火災報警信號，自動定位火源并彈出視頻畫面進行火警確認，提供應急處置建議，迅速啟動應急處置流程，并形成完整的接報警及處置記錄。利用可視化技術進行演練復盤，優化應急預案。

2.消防設施狀態監控。借助系統集成、邊緣計算技術及數字孿生技術，實時在線監控消防設施的工作狀態，在三維模型中直觀展示異常設備的狀態和位置，自動檢測設備故障或異常，觸發故障處置流程，定期生成設備狀態報告，輔助管理人員決策。

3.消防設備維護保養。利用數字模型技術，建立設備維護保養模型，實現按設備類型和維護保養頻次自動派發任務，提醒相關人員執行，記錄維護歷史，形成設備全生命周期管理。基于設備運行數據、維修數據及維護保養數據，預測設備健康度。

4.防火巡檢巡查。通過數據模型技術、AI視覺識別技術，實現\"設備 + 人工”的半自動巡檢巡查，及時識別疏散通道堵塞、防火門開閉狀態異常、滅火器、疏散燈等消防設備錯位等問題，通過移動終端記錄巡檢數據，實時上傳至管理平臺，自動生成巡檢報告[3]

5.火災隱患處置。通過數據模型對隱患進行分級分類管理，并將各駐場單位納入隱患管理體系中，跟蹤隱患整改進度，確保問題閉環管理。通過分析歷史隱患數據，識別高風險區域和類型。

6.消防培訓演練。機場航站樓通過構建數字化消防培訓演練體系，有效提升了駐場單位人員的消防安全素質。在具體實施中，采用線上學習平臺與虛擬仿真演練相結合的模式，年均完成消防培訓2.7萬人次，培訓內容涵蓋通用消防安全知識和崗位專業技能兩大類別。通過系統化的培訓數據采集與分析，已形成包含12類通用培訓模塊和23個崗位專項培訓課程的知識庫體系，并配套建立了包含理論測試、虛擬操作、實戰考核的三維評估機制。

7.消防安全管理體系。借助數據模型和數據管理，構建整個航站樓消防管理體系的網格化結構，逐層落實消防安全責任和工作，并建立考核評分量化模型，通過可視化界面直觀反映當前狀況和問題[4]

8.施工動火管控。運用數據模型技術和AI視覺識別技術，對施工動火進行全流程管控，實時監控施工過程，檢測動火作業是否符合規范，自動識別違規動火行為，并聯動消防設備，確保施工區域安全。

三、航站樓智慧消防建設的關鍵技術

在民用運輸機場航站樓智慧消防系統的建設及應用過程中，其關鍵技術包括信號采集與邊緣計算技術、數據建模技術以及人工智能技術。

（一）信號采集與邊緣計算技術

信號采集與邊緣計算技術是智慧消防系統的基石，負責實時獲取消防相關數據并進行初步處理。通過系統集成接口和物聯網（IoT）設備（如煙霧傳感器、溫度傳感器、攝像頭等），實時采集消防數據，涵蓋火災報警信號、設備狀態以及環境參數（溫度、濕度、氣體濃度）等。該技術支持多源數據融合，整合來自不同設備的數據，構建全面的消防監測網絡。其優勢包括低延遲：邊緣計算減少了數據傳輸時間，能夠快速響應火災風險；高可靠性：即使在網絡中斷的情況下，邊緣設備仍能獨立運行；多源數據融合：整合多種傳感器數據，提升監測精度。

（二）數據建模技術

數據建模是智慧消防系統的核心環節，通過對采集數據的結構化處理和分析，構建消防業務的數據加工處理模型，以便在業務數據發生變化時，能夠快速獲取業務結果。第一，數據預處理。對原始數據進行清洗、去噪和歸一化處理，確保數據質量，處理缺失值和異常值，提升數據可靠性。第二，特征提取。從原始數據中提取關鍵特征（如火災發生頻率、設備故障模式、環境變化趨勢等），運用統計學和機器學習方法，識別數據中的潛在規律。技術優勢包括高精度：通過數據建模，能夠準確預測火災風險和設備故障；可解釋性：提供清晰的邏輯和依據，輔助管理人員決策；動態更新：根據新數據不斷優化和更新，適應環境變化。

（三）AI視頻識別技術

AI視頻識別技術借助計算機視覺和深度學習算法，對監控視頻進行實時分析，旨在識別火災、安全隱患及異常行為。實時分析監控視頻，辨識火焰、煙霧等火災典型特征；通過深度學習模型，精準區分火災與其他相似現象（如燈光反射、蒸汽等），有效降低誤報率。實時性：具備對監控視頻進行及時分析的能力，迅速識別火災及各類安全隱患。高精度：借助深度學習模型，精準辨識火災特征與異常行為，有效降低誤報率和漏報率。自動化：顯著減少對人工巡檢的依賴，大幅提升消防管理的工作效率。

四、航站樓智慧消防系統實施策略

民用運輸機場航站樓智慧消防系統建設是一項復雜的系統工程，需要采用科學的方法分階段實施。整個建設過程可分為需求分析與定義、系統設計與開發、部署測試與試用三個關鍵階段，各階段具有明確的工作重點和實施要求。

（一）需求分析與定義階段

建設團隊需要開展全面、深入的需求調研工作。這一階段的核心任務包括系統梳理航站樓各類消防應用場景，詳細分析各場景下的用戶需求、業務目標和現存痛點、基于調研結果明確定義系統功能需求、開展技術可行性評估和經濟可行性分析、編制完整的需求規格說明書。這一階段的成果將為后續系統開發奠定堅實基礎，必須確保需求分析的全面性和準確性。

（二）系統設計與開發階段

系統設計與開發階段是智慧消防系統建設的核心環節。在設計層面，需要重點考慮系統整體架構設計、功能模塊劃分和硬件設備選型等關鍵問題。在開發實施層面，建議采用混合開發策略。對系統基礎框架、成熟度較高的標準模塊以及與機場業務適配性強的功能組件，采用傳統的瀑布式開發模型，確保系統核心部件的穩定性和可靠性；對于需要定制開發的特色功能模塊，采用敏捷開發方法，通過迭代方式逐步完善。這種開發模式能夠在保證系統質量的前提下，顯著提升開發效率，使系統能夠盡快投入試用[5]。

（三）部署測試與試用階段

部署測試與試用階段是驗證系統效能的關鍵環節，需要重點完成三項核心測試工作。首先，消防系統信號測試。要對各類消防設備的信號傳輸進行矩陣式全覆蓋測試，確保信號傳輸準確率達到 100% ，系統響應時間控制在3秒以內。其次，并網測試。重點驗證網絡連接的穩定性，將有線網絡延遲控制在800毫秒以內，無線網絡延遲控制在1200毫秒以內。最后，系統接口測試。確保各子系統間的數據交互和功能協同正常運作。在系統試用過程中，還需要建立完善的反饋機制，定期收集用戶意見，持續優化系統功能，同時加強對使用人員的培訓，確保系統能夠真正發揮預期效用。

結語

民用運輸機場航站樓智慧消防系統的建設與應用，是提升機場消防安全水平的關鍵舉措。通過整合物聯網、大數據、人工智能等前沿技術，智慧消防系統能夠實現對火災風險的實時監測、早期預警和快速響應，顯著提升航站樓的消防安全水平。本文深人探討了智慧消防系統的架構、功能、關鍵技術和實施策略，為該系統的建設和應用提供了寶貴的實踐經驗和參考依據。未來，隨著技術的持續進步和應用場景的不斷拓展，智慧消防系統將在航站樓消防安全中扮演更加重要的角色。建議機場運行管理單位加大投入力度，積極推進智慧消防系統的建設和應用，同時注重技術創新和人才培養，不斷提升系統的智能化水平和應用效果，為航站樓的消防安全提供更加堅實的保障。

參考文獻

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[3]王勇，胡斌，康渴楠，等.智能傳感器在消防裝備中的應用現狀分析[J].中國安全科學學報，2022，32（S1） ：184-188.

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[5]杜玉龍，馬軍海，王桂立.建筑消防設施可靠性管理研究現狀與思考[J].安全與環境學報，2019，19（01）：126-133.

[6]張錦文，牛保寧.數據庫系統性能模型建模方法綜述[J].計算機應用研究，2019，36（03）：641-648.