城市消防安全监控预警平台构建研究

谢晓茜

摘要：消防安全问题直接影响着社会经济与民生稳定，设计智能化预警管理系统成为城市形象的管理能力的提升，和谐社会与经济发展协调发展的动因之一。该文通过对消防安全监控网络的构建，硬件技术和关键技术难点的分析，将对消防安全预警平台提供一定的理论性建议，也对消防管理状况落后城市的平台搭建工作提供一定的建设意见。

关键词：城市消防；预警平台；安全监控

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）17-0122-02

城市安全离不开视频监控，消防预警平台的监控平台离不开将公安部门已经布局的城市天网监控网络、社区安全监控平台以及城市交通主要干道监控的支撑。同时，加强消防重点区域、道路出入口、人流量较大区域以及特定通道处设置监控摄像头，扩、改、新建视频监控点，将消防监控点实时传送到消防预警平台。实行不留死角的全方位监控远程视频监控，开展专人专员视频监控，从而达到节省警力、消防工作效率有效提高的目的。

城市监控系统预警平台是要求视频监控点长期稳定获取数据，能自动实现核对与分析监控目标位置的图像特征等信息资料，将计算信息有效实时上报、反馈和报警，以便上级部门及时采取干预措施以防止情况恶化，影响消防进度。所以说监控是预警的基础，做好监控点的有效设置，才能实时收集、检测和处理危险迹象的各种信息，同时可以将收集上来的数据分类提取、存储传输，为消防大数据的预测做好储备工作，便于完善监测网络，划分监控区域，确定监控点位分布。该预警平台是为了能在消防危险来临之前及时尽早地发现并及时预警，系统功能能够判断实时传递的数据与风险之间的关系，实现智能预测、干预与报警一体的系统。主要特征是快速的信息收集、快递、处理、识别和反馈。这就要求系统需求做好针对各种状态下制订出的科学、实用的判断标准和确认程序，并严格按照标准和实时过程进行评判，不可出现信息处理的随意性。

监控预警系统借助监控点做好了事先的充分估计，为消防应急做好准备工作，当遇到危险时能智能化分析并报警，最大限度地减少危机所造成的，它是应对困难、战胜困难的有效工具，在消防预控、减少社会损失等方面有着不可替代的作用。

1监控系统的发展现状

在视频监控系统建设及应用比较发达的国家，监控点的设备和密度相对较高，如英国在其城市安装的摄像机数量最多质量高、布局点密度高。在人口聚集的公共商超區域每隔数米就安装2～3个（同一位置安装2个相反方向的固定摄像机）摄像机，为消防安全的监控和预警提供有效实时信息。在美国，安装监控摄像机的数量近几年持续增加，技术上采用了转向网络视频监控，可以实现24小时实时分析图像信息，光纤网络软件监控技术在捕获、监视、记采实时的图像中得以广泛应用。创建一个可进行视频监控、图像存储并同时具有业务延续性和自我恢复能力的监控智能系统正在形成。日本早在2005年就计划在城市内实现全覆盖的图像监控系统，在地面的高层建筑安装不同种类的监控摄像机，实现城市的无线监控网络立体化、智能化。

我国在构建城市消防安全管理体系过程中起步较晚，仍然处于构建初级阶段，很多硬件设备、建设资金和设计方案都不是很成熟。由于社区商场等消防安全隐患、消防安全投入成为城市应急能力评估指标体系评估的核心，因此，需要设计城市消防系统管理的总体框架、改进消防系统在城市消防管理中的组织设计和人力资源管理途径，全方位规划城市消防系。本课题提出先提出视频监控网络模型，再从设计的功能要求出发，通过城市对消防提出的具体需求分析，提出了预警的具体功能，并通过合理地选取、布置视频监控点来完善城市消防的监控预警模型。

2监控网络的配置

2.1集成管理的服务器

监控网络需要将各类互联网下的摄像机器和辅助设备集成在一起，这就需要管理服务模块对他们进行注册，实现设备信息集中、统一保存与管理。该模块是联网监控平台系统的管理核心部分，从用户权限管理角度实现自上而下的控制与管理，即总管理中心对所管辖中心的分级、分层、分权管理控制，在同部门的用户之间也可以享有不同的优先级级别。

2.2视频存储的服务器

城市消防总控制中心是通过集中存储模块将城市摄像机的监控图像进行集中存储与管理。该服务器要求配置较高的内存空间，其中图像的管理都是有操作员手动点击巡查，触发报警的同时会自动已将录像信息回传到指挥中心，短时间内上级分级处理完后下发指令。

2.3流媒体转发功能的服务器

当视频以流的形式转发时，通道带宽的网络资源相对较少，这种流媒体服务之后再由流媒体转发服务器实现视频数据的分发，实时传送给多个客户端。为了节约网络带宽资源，缓解前端网络节点紧张带宽问题，这种服务器的设置更加系统、集中的管理前端设备的信息。通过在城市视频监控联网管理平台中设置流媒体转发服务处理的策略，实现后端并发访问超大容量视频数据。给策略可以实现在不同网络环境中、易跨网跨区的多级分布式部署多级转发功能，同时享有高级别用户的优先访问权限的请求。

2.4可解码的电视墙

城市消防监控预警平台中心要求提供电视墙服务模块，该模块可以实现多路音视频同时I/O操作。控制中心的规模和可视墙面的大小决定了同时解码输出的电路总数，任一路监控视频可以通过高清解码服务器进行解码并上传到大屏幕墙，也可以根据监控区域的实际需要组合监控点的图像信息，分割画面显示图像信息和切换控制都非常灵活。

2.5监控系统其他设备

前端摄像设备和后端主控设备是消防安全预警平台的主要组成部分，摄像装备可以清晰探测监测区域的图像，以对角形式或交叉形式监控，尽量减少视域盲区和死角。根据监测区域的光线强弱，自动协调防护环境一致的防护等级，同时高清网络摄像装备的电源釆用直流12V，UPS集中供电方式，实现24小时稳定工作。

3 预警系统核心技术应用分析

预警平台需要实现网络信息的安全传送与并发处理，因此系统设计的重点是对网络通信的安全性、程序为设计接口以及多任务接受的并发操作。具体核心技术应用分析如下：

1）选择TCP/IP协议：消防预警平台需要实时传输安全隐患视频并做出及时相应，因此各平台之间的信息通信的可靠性十分重要。当数据从一端发送到另一端时，接收端收到数据后会立刻回传一个ACK信号，发送端只有收到这个信号后才会继续发送新的信息。因此， 该预警平台应该采用 TCP 协议来支持网络平台之间的通信，保证通信双方的信号传输的有序性和可靠性。

2）Socket 套接字实现通信：程序设计接口采用Socket 套接字实现Server和Client之间的视频文件的实时传输，将联网平台作为Socket 通信的服务器端，该端的socket在listen之前设置缓冲区大小。监控区域看作是Socket 通信的客户端，该端的socket在connet之前设置缓冲区大小。对应缓冲区之间使用了对应的套接字，三次握手后套接字便建立连接并实现连接操作。

3）多线程技术：城市消防预警平台需要并发完成多点监测、出声、光报警或输出报警信号等功能，甚至需要同时对多个消防设备进行实时通信，通常一个线程需要与其他线程实时通信来完成数据交换任务。其中主线程和多个连接会话线程之间监听工作是通过通信监听线程来实现的，如果通信监听线程监听到有来自消防设备的连接请求，则完成相应的会话握手后的连接会话、同时接收信息。

4系统控制层功能分析

城市消防预警平台功能模块主要包括通信模块（该模块功能完成与消防设备和上下级火灾预警系统通信任务）、数据分析模块（对实时摄像区域信息综合处理、对故障信息和报警信息及时分发、侦测以及屏蔽无效信息）、信息分发处理模块（实时将消防设备有效的工作状态信息交给用户界面并生成日志记录和相关报表，同时接受系统模块的配置）、系统配置模块（对消放预警工程的管理包括：新建、编辑、读取和加载消防预警工程）、日志记录与报表生成模块、用户交互界面模块等几大功能模块。在系统之外的其他功能模块主要有消防设备、计算机文件系统、上下级消防预警等模块。这些模块之间协同工作，整个火灾自动报警系统联网平台才能有效运行，实现其设计功能。

根据系统设计中对火灾自动报警系统联网平台的详细分析，消防预警系统主要包含三大方面：工程类、区域类和设备类。其中消防预警工程类具有所含区域、所含设备和工程配置三种特性。消防预警工程类可实现新建工程、修改工程、添加区域、修改区域、删除区域、添加设备、修改设备、删除设备、启动报警、启动灭火等功能。消防预警工程类依赖于消防设备类和消防区域类。消防预警工程数据 ：消防预警工程数据包括消防预警工程的名称、消防预警工程对应区域的平面图路径、消防预警工程中包含的消防设备信息、消防预警工程对应的配置文件路径。其中，消防预警工程中包含的消防设备信息为一个消防设备信息的数组，每个数组成员都是一个存储消防设备数据的结构体。

5结论

随着易燃易爆等新型材料的高速应用，火灾一直成为商场、居民区以及生产基地的安全隐患，也对灭火救援的时效性提出了更高的要求。因此，构建一套完善的消防安全监控预警平台涉及整个城市乃至整个国家的消防公共安全问题，有效利用该平台将大大提高城市消防安全管理的效率。

参考文献：

[1] 雷晓明.基于物联网的无线消防系统的研究与应用[D].保定：华北电力大学， 2013： 4-11.

[2] 伍明.火警自動报警系统联网平台的设计与实现[D].成都：电子科技大学， 2013： 4-11.

[3] 云晓晴.社区底商消防安全隐患对策研究[J].中国公共安全：学术版，2012（1）.

[4] 张跃兵，王凯，王志亮.危险源理论研究及事故预防中的应用[J].中国安全科学学报，2011，21（6）：6-10.

[5]Chen Jing ， Fu Jingqi. Fire Alarm System Based on Multi-Sensor Bayes Network[J]. Procedia Engineering， 2012（29）：2551-2555.

[6] 李志刚. 消防远程监控系统发展方式的建议[J]. 消防科学与技术， 2011（9）： 857-860.

[7] 张岗. 物联网在消防安全领域的应用研究[J].中国公共安全， 2011（3）：106-108.