“智慧消防”系统架构研究与探索

冷 帅

(江西省鹰潭市消防救援支队，江西 鹰潭 335000)

1 引言

智慧消防建设工作，以消防部门《消防信息化“十三五”总体规划》为指引，以大数据、云计算、物联网等信息技术为引擎，突出窄带物联网创新性应用，业务工作全面信息化支撑为落脚点，主要以新建和扩建为主的性质，部分升级改造增加服务为辅。

尤其是在系统架构方面，更是需要完整的体系支撑，才能真正将“智慧消防”灵活运用。

2 现阶段“智慧消防”建设与发展的意义

智慧消防的建设和运营将有效控制不断上升的城市消防安全风险，进一步确保人民群众的生命财产安全，特别是NB-IoT技术的引入对原有技术手段无法进行管理的消防隐患有了较好的监控手段。通过推行、固化“网格化、准确化、精细化”的管理理念，建立人、地、物、事、组织协同联动机制，让整个火灾预防、发现、扑灭形成闭环，同时，做到全流程可追溯。科学发展消防执行与监管能力，智能分析消防监控数据，及时评价工作的执行状况，提高防患于未然的能力，提升政策执行能力和决策水平。使安全隐患无处逃遁，解决政府、行业、企业的痛点、盲点问题，形成户籍化、网格化、标准化、痕迹化的大数据分析，提高监管效率，有效解决“有限警力难以承担无限责任”的问题，有效降低火灾对经济发展和百姓生产生活带来的损失，有效提升老百姓体验和获得感。

3 “智慧消防”系统架构总体原则

3.1 统一标准，充分整合。首先要注意系统平台数据一致性，需要统一标准规范，严格按照国家、地方和行业的有关标准规范实施；尚未制定标准规范的，需要补充制定，并基于统一的标准规范开展数据资源整合工作。

3.2 经济适用，适度超前。根据智慧消防的特点和实际需求，在确保平台适用性的前提下，加大信息资源整合力度，统筹基础设施运行环境，最大限度优化资源配置。同时，应结合信息技术的发展，适当采用先进技术，确保平台具有较长的生命周期。系统要尽量具有人性化的设计。

3.3 安全稳定，高效可靠。应充分考虑信息技术的发展，尽量采用成熟的先进技术，确保平台在使用过程中稳定可靠的运行。同时，还应当紧密结合河长制的特点和实际要求，充分考虑系统的安全性，从信息共享、存储分析、应用管理等各个环节注重信息的安全性。

3.4 急用先建、分工负责。应根据“智慧消防”发展现状，分析当前最急迫的业务需求，按照重点有别、逐步推进、分期见效的原则开展规划设计。细化任务分工，明确部门责任，严格执行力度。

3.5 开放性、兼容性。系统的开放性涉及到网络、中间件、数据库、数据交换平台、应用软件等。按照开放性、标准化原则来建设，使系统具有一定的适应性和可移植性。

3.6 可扩展性。系统的性能具备一定的超前性，以保证未来3-5年不至于落后；随着计算机应用技术的不断发展，系统还具有良好的可升级性；随着其它类别系统的建设内容增加，提供扩展性接口。

4 “智慧消防”系统架构分析研究

4.1 “智慧消防”系统总体逻辑架构

总体逻辑架构分为：智慧感知层、传输通讯层、核心网、运营商IoT平台、物联云、应用服务层。

智慧感知层：逻辑架构的底层，用于部署基础硬件设施包括传感器、低功耗器件、电源、信号处理等。

传输通讯层：负责数据流的传输控制。传感器被触发后会按照需求产生一定量的数据流。数据流通过基于NB-IoT网络传输到基站之后再连接至因特网或其他外部网络都需要传输层。

核心网：NB-IoT是一个可与现今运营商蜂窝网融合的低成本电信级的具有高可靠性、高安全性的广域网物联网技术，通过基站提供管道进行NB-IoT数据接入。

IoT平台：对物联数据进行数据存储以及加工并提供接口进行数据推送。

物联云：提供监控管理，设备检测，接警处理等界面功能。

应用服务层：设备监控，报警监控等应用。

图1 系统架构图

4.2 总体拓扑架构设计

“智慧消防”各设备、设施组网拓扑图如图2，从逻辑体系结构上来讲共分为三层，最底层为消防物联网(含设施、设备、网络、SAAS应用)、中间层为第三方消防监控中心平台，上层为消防119指挥作战平台的总体三层体系结构。底层为物联网感知及系统功能实现层。中间层第三方平台主要负责日常告警过滤处置、检查，消防设施安装及运行维护工作，减少消防管理单位工作量。顶层消防主要负责灭火作战以及消防工作督导和管理工作。

图2 “智慧消防”各设备、设施组网拓扑图

系统拓扑在各功能实现方式和方法上智能烟感、建筑智能水系统、智能消火栓，主要的运行模式和方法应保持一致。不同的只是在末端监控设备以及应用系统呈现及业务管理上，有部分不同。比如：智能烟感关注的是烟雾告警，平时静默一旦发生就要进行告警和处置。而水资源和消火栓关注的更多的是水压，需要实时关注水压和水位的运行状态，日常数据也需要传送到中心平台，超过阀值时才会触发告警。这也为类似的智慧消防系统建设，提出了可以借鉴的方式和方法。

按照原公安部2017年10月10日发布的《关于全面推进“智慧消防”建设的指导意见》要求，“智慧消防”将从建设城市物联网消防远程监控系统、建设基于“大数据”“一张图”的实战指挥平台、建设高层住宅智能消防预警系统、建设数字化预案编制和管理应用平台、建设“智慧”社会消防安全管理系统五大方面系统化、结构化的建设“智慧消防”。系统架构应突出中心和NB应用两大重点建设智慧消防，既有核心(监控中心)又有亮点(NB-IoT应用)，后期将以此为基础进行应用扩展和功能扩充，最终实现五大功能模块。

4.3 数据开放及资源共享

系统建设架构应该基于统一云平台搭建，除与城市消防通信指挥系统交流信息外，为消防监督部门、智慧城市中心提供监控接口，消防监督机构可以随时登录系统平台对社会单位自身消防安全管理状况和消防安全重点部位进行监控。当火灾发生时，通过联网监控系统中的火警情况，结合远程视频调取，为灭火战斗提供现场依据，根据系统中的消防平面图，大幅提升灭火作战效率。同时，与现有的消防单兵/车辆视频作战系统、GIS地图，以及未来的智慧城管、智慧规划等其他平台整合，全面提升消防工作水平。

图3 数据开放及资源共享

所有系统内数据应依照部门信息要求纳入政府信息目录当中，同时标注可共享、可开放的数据信息内容。系统内烟感状态/告警、消火栓状态/告警、楼宇水资源状态/告警、电气线路状态/告警、重点防火单位监控室监控视频等数据和信息均可共享，在符合相关部门要求的情况下应对其他部门进行开放。系统开发时，也应预留了标准接口，方便与其他平台进行数据互通和对接。