智慧化消防电子设备的研究与应用趋势分析

尹春雷　刘吉斯

摘要：随着人们对安全的要求不断提高，消防领域不断发展，电子技术在此领域得到了广泛应用。传统的消防设备已经无法满足人们对安全的需求和不断增长的地下空间和高层建筑等特殊建筑物消防需求。同时，消防设备失效和缺陷容易造成不可挽回的损失。因此，如何提高消防设备的智慧化水平、减少消防灾害影响，已成为了人们关注的焦点。通过对智慧化消防电子设备的研究，基于模型训练的人工智能等新技术在消防领域中得到广泛应用，能够提高消防系统的性能和工作效率，同时也能够解决传统消防技术所面临的挑战，有效提高消防系统的感知、控制、保护和管理能力，更好保障公共安全。

关键词：

智慧化；消防；电子设备；感知；安全

引言

当前消防电子设备的独立性使得消防联动性无法满足新的需求。同时，消防管理方面严重依赖于消防值班人员的技术水平，消防设备之间的信息共享性一般。因此，智慧化消防电子设备的研究与开发在新型信息技术应用与新需求推动下逐步发展起来[1]。随着人工智能、大数据、物联网、云计算等技术的发展，消防设备和系统的智能化、自动化和自我诊断、维护能力的需求日益凸显。消防安全在现代城市建设中具有重要地位，但由于火灾的突发性和复杂性，强烈需要依赖高科技手段，以此提高消防设备和系统的安全性、可靠性和效率。新型智慧化技术的应用也促进了智慧化消防电子设备的发展[2]。例如，人工智能技术实现自动识别、声音识别、图像分析等功能，大数据技术实现数据挖掘和可视化展示，物联网实现设备互联和信息传递，云计算实现云端管理和应急处置。通过对智慧化消防电子设备的应用与推广，实现真正的智慧化和自动化，使其更快、更准、更智能地识别、预测和解决消防安全问题，保障公共安全和人民生命财产安全[3]。

一、智慧消防电子设备

（一）智慧化消防设备的定义和特点

智慧化消防设备是基于现代信息技术、自动控制技术、传感技术、通讯技术等，结合消防领域的应用，开发出的一种全新智慧消防电子设备。该技术能够自动感应灾害现场变化，实现自动警报、监测、控制、数据处理、分析与决策，极大提高消防行业的效率和精确性[4]。

智慧化消防设备的特點有以下几个方面。自动化程度高：智慧化消防设备能够智能感知并自动进行控制、自动待命、自动维护，避免了人工操作不当和误操作的可能性，大大提高安全性和减少救援时间。传感器技术应用广泛：智慧化消防设备可以使用多种传感器对温度、烟雾、气体浓度等数据进行实时监测和控制，降低了误报率，提高了检测精度。数据处理和分析能力强：智慧化消防设备集成了计算机、自动控制、通讯信息交互等技术为一体，能够对采集的数据进行实时处理和分析，提供有价值的实时信息来进行决策。可编程性和可扩展性：根据用户需求对其进行深度定制和优化，实现更加精准的控制和管理。多功能性和全集成化：智慧化消防设备具有涵盖火情、报警、监测、演习、教育、保养与日常管理等方面的集成性功能，能够反映灾害发生、响应和后续管理等全过程。信息化与互联化水平高：智慧化消防设备可以与其他信息化系统集成，实现大数据监测和分析，同时能够通过云计算等技术，实现设备的信息互联互通，实现远程监控和管理。

（二）智能传感器技术在消防中的应用

智能传感器技术在消防中的应用是智能化消防设备的重要组成部分。智能化消防设备中的传感器技术应用广泛，能够感知和反馈各种重要信息和数据，提供给消防员更准确的决策和实时控制。智能传感器技术的主要应用有气体传感器、温度传感器、智能摄像头、消防液位传感器以及消防门禁感应器等，其应用场景如图1所示。其中消防门禁感应器能够感测走廊和通道中人员和物品的运动状态，并配合消防布线控制门禁访问，以便消防员迅速到达火灾现场，提高消防应急处置效率[5]。

（三）消防设备的智慧自诊断与自修复技术

消防设备的智慧自诊断与自修复技术是指利用计算机和自动化技术，使消防设备具有自我检测和修复的智慧化能力，可以自主检测、排除故障，并及时报警、提醒维护人员进行维修和保养。消防设备智能自诊断与自修复技术可以显著提高设备的效率和可靠性，使设备管理和维保工作更加智能、高效和安全[6]。该技术的主要应用范围如下：消防设备自动检测技术：利用传感器技术，监测设备运行状态、状况和性能，诊断设备故障状态和原因，判断是否需要维护和保养。消防设备自动预警技术：智能化消防设备通过检测温度、湿度、气体浓度等参数，提前发现潜在故障现象，并在必要时发出预警信号，提醒系统运行状况或预防隐患发生[7]。消防设备自适应控制技术：通过智能算法和控制系统的结合，对设备控制、调节、维修和保养进行智能化，对实际工作条件进行自适应，提高消防设备的工作效率和长期稳定性。消防设备自动维修技术：智慧化消防设备能够通过自动诊断分析故障的类型、程度和根本原因，对设备进行自动修复或部分替换，有效降低设备维护成本和停机时间。基于模型训练和持续自我优化：系统基于现代技术和数据分析手段，将大量的消防数据以及经验知识进行整合，生成预测性算法模型，并通过对系统进行不断的自我学习和持续优化，不断提高该系统的诊断能力和响应速度，改善预测的准确性和针对性以及应对未知情况的能力。帮助人们更好了解消防系统的运行情况，为消防工作决策提供有力依据[8]。

二、消防电子设备的未来发展应用趋势

（一）全自动化控制技术在消防领域中的应用

全自动化控制技术在消防领域中发展趋势是利用自动化、传感器、控制器、数据通信、计算机等技术手段，实现消防设备和系统的智慧化、自动化运行和管理。主要体现在自学习、系统持续改进、提供辅助决策以及由智能化向智慧化演进等方面。

自学习是通过机器学习和深度学习等算法，让系统能够自动适应新的环境和情况，提高系统的自动化和智能化水平，从而实现更高效、更精准的灾情处理和消防控制。系统持续改进是对系统进行定期的优化和更新，以满足不断变化的消防需求和技术要求。提供辅助决策是让机器通过学习和分析各种数据，为决策者提供专业、科学、可靠的建议和指导，提高决策的准确性和效率。由智能向智慧演进是将人工智能和机器学习等技术应用到消防领域中，实现对火情的自动感知、判断、处理和控制，提高消防工作的效率和准确性。而智慧化则是在此基础上，进一步实现系统的智慧化，通过大数据、云计算、物联网等技术，实现全面、深入的联网化和智能化。

（二）人工智能技术在消防中的应用

人工智能技术在消防领域具有广阔的应用前景，可以提升消防领域的安全效率和智能互联化，使消防设备、系统和技术更加先进和可靠。人工智能技术在消防领域的应用主要体现在以下几个方面。大数据分析预警：利用人工智能技术，对消防监控数据进行深度学习和算法处理，从而准确分析火情、烟雾、温度等情况，及时精准报警，减少误报。语音和手势控制：智慧消防设备也可以通过语音和手势控制的方式，实现消防系统的开关控制、温度调节、消防警报的开启与关闭等。智能化消防平台建设：借助人工智能技术，实现预警、报警、救援辅助决策、火灾过程分析等功能。

三、智慧化消防设备在行业内的应用案例

智能化消防电子设备在消防领域的应用丰富多彩，实现自动化、智能化和普及化，可以大大提高监测、控制、预警和应急处置的效率和精确性，减少灾害损失。例如，智能火灾检测报警系统：该系统可以通过智能传感器监测空气质量和温度变化，准确检测火势和报警信号。智能电子设备自动化采集数据并通过网络传输至监测控制中心，提高消防系统反应速度和实时处理能力。智能电气火灾预警系统：该系统可以通过监测设备动态数据和静态数据，发现设备异常，并进行故障排除和预警，提高电气火灾安全性。智能家居消防系统：该系统可以实现悬挂式、绕流式消防。系统内置压力传感器、视听模组，可实现声与声、图片与图片之间的监视，使消防部门能第一时间得知火情动态。智能消防救援机器人：该机器人可以自主完成灭火、搜索、救援等任务，利用传感器实时监测环境变化，配备专业消防救援工具和物资，提高了灾害救援效率和水平。智能自助消防灭火器：该设备内嵌智能电子芯片，能够自动检测液面、温度、报警等信息，及时提示液位低和温度高的情况，同时还可以通过面板界面进行人机交互式操作。

结语

智能消防向智慧消防的演进过程主要有智能化阶段、互联化阶段、智慧化阶段等三个阶段。其中，智能化阶段是消防系统采用各种机器学习、人工智能等技术，实现对火情的感知、判断和控制，从而提高消防工作的自动化和智能化水平，解决了传统消防设备能力不足的问题。互联化阶段，是在智能化阶段的基础上，消防系统进一步采用云計算、大数据等技术，实现了消防设备之间的联网互通，数据共享和信息交流，从而进一步提高消防系统对火情的全面监测和精准感知能力。最后是智慧化阶段，在互联化阶段的基础上，全自动化控制技术还可以采用物联网、人工智能、机器学习以及大数据等技术，进一步实现消防系统的智慧化和预测性，调整和优化系统工作，提高消防系统的灵活性和适应性，使其能够更好应对不断变化的火情需求和技术要求。

参考文献

[1]陈友智，穆彦君，张钦然.关于火灾自动报警技术新兴研究和发展[J].消防界（电子版），2019，5（08）：41.

[2]叶小冬.智能建筑火灾自动报警与消防联动系统设计研究[J].建筑与预算，2021（01）：47-49.

[3]毛建松.火灾自动报警在智能建筑中如何运用[J].科技资讯，2018，16（17）：51-52.

[4]刘大维.无线火灾自动报警系统设计思路探讨[J].消防界（电子版），2020，6（12）：68.

[5]曾烨，张斌.探讨火灾自动报警与消防联动控制系统的主要电子设备[J].电子世界，2019（14）：195-196.

[6]涂建煌，朱鹏.火灾自动报警与消防联动控制系统的主要电子设备探讨[J].电子世界，2017（21）：78-79.

[7]卢京明，陈敏毅.火灾自动报警与消防联动控制系统的主要电子设备探讨[J].电子世界，2014（18）：23.

[8]邵宇.利用ZigBee技术实现消防电子产品环境试验室设备的实时监控[J].科技成果纵横，2009（03）：61+63.

作者简介：尹春雷（1979- ），男，汉族，吉林长春人， 本科，中级工程师，研究方向：消防电子、智慧消防物联网。