物联网技术在消防监督管理中的应用实践

叶高铭 张凌

摘要：为克服传统消防监督管理的局限性，有必要在消防监督管理中引入物联网技术，以此拓宽消防监督管理的维度、提升消防监督管理的精度、降低消防监督管理的成本。在实践中，物联网技术可应用于多种消防监督管理场景中，例如，救援调度指挥、消防監督灭火、消防设备管理等。在上述场景中应用物联网技术是实现消防监督管理现代化的关键之一，是推进消防监督管理智能化的核心环节，需要消防监督管理机构和人员思考并引入到本职工作中。

关键词：物联网技术；消防监督管理；价值；应用场景

中图分类号：D035.36      文献标识码：A       文章编号：2096-1227（2024）02-0085-03

将物联网技术应用于消防监督管理中，既是顺应信息化时代的要求，也是实现消防监督管理现代化和智能化的关键。尤其是在高层建筑和大型综合体建筑数量增多，传统消防监督管理面对日益复杂的环境渐感不足的情况下，更是需要物联网技术来创新消防监督管理，以此实现消防监督管理的高质量发展。基于此，试析物联网技术在消防监督管理中应用的价值，并就物联网技术在消防监督管理中的应用场景加以论述，以期为从业人员提供一定的思考和借鉴。

1 物联网技术在消防监督管理中应用的价值

1.1  拓宽消防监督管理的维度

传统的消防监督管理是纵向管理，仅对消防相关工作负责。这种工作模式固然保证了消防监督管理工作的专业性，但是，也让消防监督管理工作的流程日趋繁琐，并且无法与其他部门和机构进行及时沟通互动，整体工作效率较低。随着城市环境的复杂化、城市建设的智能化，为了实现更加高效和有弹性的消防监督管理，不仅需要考虑消防监督管理的过程创新，还需要制定智能和自动化的管理与维护计划，解决传统消防监督管理效率较低的问题。在实际中，物联网技术特别适用于基于事件的跟踪，可以实现数据的可视化和分析处理，并通过自动化和标准化，与其他系统之间实现信息的交换[1]。因此，考虑到如今几乎每个地方都有摄像头和闭路电视监控，街道、购物中心、公园、建筑物等基础设施已经完全互联网络，从通过摄像头和闭路电视可视化物体和活动到物联网的帮助监控，已经有可能将物联网的最新技术与现有的消防监督管理结合起来，以便进行灭火救灾规划、消防设备管理、火灾救援支持、消防员健康监测和火场受困人员信息收集等。换句话说，在物联网技术的参与下，传统消防监督管理的维度得以拓宽，指挥中心和灭火救灾人员之间能够做到信息的及时有效沟通，也可为日常的消防设备管理提供实时监管。

1.2  提升消防监督管理的精度

传统消防监督管理是基于热方法、光度学和化学检测的探测器，为防止火灾事故的发生而发出警报。然而，这些方法的主要缺点是需要足够的烟雾或火焰来感知和触发，不能用于森林、街道、游乐场等户外探测，且误触发率高。因此，传统的消防监督管理是粗放式的，且日常管理的精度不高，无法采取针对性措施，有必要开发创新解决方案和具体的技术方法来应对和克服这些挑战。随着技术的进步，物联网技术的应用克服了传统消防监督管理使用的探测器所面临的问题。应用物联网技术，可以提高探测器的鲁棒性、快速性和可靠性。此外，这些探测器还能够用于户外环境中，具备较少的错误触发和更快的响应时间（因为烟雾的积累不是这种探测器的必要要求）。在实际中，大多数火灾探测传感器，如离子型、红外型和光学传感器，必须靠近热源、辐射源（红外线）、火灾或烟雾来激活[2]。随着物联网技术的发展和应用，新型火灾探测器可以根据烟雾的颜色和形状特征提取图像和视频，进而识别烟雾和火灾，不但减少了手动特征提取的需要，而且可以直接从图像中自动提取特征。同时，基于深度倾斜（DL）视觉的火灾探测器具有更高的探测精度、更低的假触发率、更高的鲁棒性和更高的可靠性，可以为消防监督管理提供及时且准确的数据。换句话说，将物联网技术应用于消防监督管理中，可以更好地反馈出消防监督管理的细节，确保精细化目标的达成，能够提升消防监督管理的精度，为营救工作奠定基础。

1.3  降低消防监督管理的成本

在消防监督管理中，对消防设备的管理和维护是十分重要的工作内容，直接关系到未来灭火救灾的成效，同时，对消防设备的管理和维护也是消防监督管理工作中的重要支出。然而，传统的消防监督管理制度和体系存在一些问题，使得消防维保的整体质量不达标。同时，传统模式并未重视一些细节的成本问题，比如材料和人工，会使得很多的资源被浪费。而物联网技术的应用，可使消防监督管理成为一个活的有机体，能够理解和应对实时的变化，这也正是弹性管理的核心要素，因此，物联网技术在实现消防监督管理的人员参与、可持续性和适应性等弹性特征方面显示出巨大潜力。在实际中，物联网技术可以与弹性管理相结合，实现消防设备的自动和智能监控，进而使消防监督管理的维修费用和运行成本把控更加到位，真正控制了不必要的支出。例如，可以将不同的消防监督管理决策纳入HBIM模型，以在实际工作完成之前显示利益相关者的时间表、成本和要执行的新工作，这将有助于消防监督管理决策制定，降低消防监督管理面临的成本控制风险，并避免任何可能发生的管理恶化[3]。此外，在物联网技术使用的过程中，还能减少管理方面的工作量，解决资源紧张的问题。

2 物联网技术在消防监督管理中的应用场景

2.1  救援调度指挥中的物联网技术应用

作为危机管理的一部分，要求消防监督管理能够提供救援调度服务，通过指挥中心，及时为火灾应急管理提供灭火救灾用品以及医疗、搜索和救援支持等。因此，物联网技术在消防监督管理中的首要任务，是增加可用于改进消防救援调度指挥的信息来源数量，接收火场实时信息以改进灭火救援计划，监控消防队伍的健康状况和能力，并用物联网设备增强消防队伍的信息收集和处理能力。在实际中，为了提升消防监督管理工作的效率和有效性，消防指挥中心需要依靠物联网技术从火场幸存的基础设施，包括传感器、执行器和通信设备，例如带有交通流量监控摄像头的交通灯柱、智能交通网络和智能电网等，获取有效数据，并通过长距离（LoRa）无线电协议发送关于事件和当前状态的信息，每位消防人员都能从属于该单位的传感器接收数据，包括用于重量传感器、语音识别、目标跟踪、援助和火灾应急管理等[4]。

此外，消防指挥中心还需要在火场关键地点部署自己的传感器，包括团队感知工具包（TAK）服务器（FreeTAK）、安卓团队感知工具包（ATAK）、智能城市应用编程接口（API）、可部署的气体传感器、运动传感器、射频（RF）传感器、空气质量传感器以及目标检测和识别（通过摄像头）传感器等。这些传感器所获取的数据可以与灭火救援人员共享，并用于建立一个共同的物联网指挥环境。在这个场景中，考虑到执行特定任务的多消防人员指挥，可以在任务分配期间，使用各种类型的可穿戴传感器，如标准脉搏血氧仪或专门设计的心电图（ECG）传感器（如可穿戴健康贴片RFID） 等，确保消防指挥中心能够接收到关于消防人员的健康、疲劳、压力的最新数据点集。这种情况下，每个单位的消防人员都可以看作是消防指挥中心的分布式网络的延伸，在执行灭火救灾任务期间，可确保指挥中心短时间内掌握现场状态，为救援工作的开展和保障消防员的安全提供支持。

2.2  消防监督灭火中的物联网技术应用

时至今日，包括无人机在内的物联网技术，可以实现：①执行目标检测操作并将数据发送到最近的存储在IPFS中的网关；②执行目标检测操作，通过LoRa发送一个JSON数据结构到最近的网关，并可能将这些数据存储在IPFS中。如果消息被发送到一个LoRa网关，网关必须被配置为将数据发送到消息队列遥测传输（Message Queuing Telemetry Transport，MQTT）服务器，例如HiveMQ服务器[5]。因此，与传统的基于传感器的技术相比，将这些技术与更精确的基于视觉的火灾探测技术结合起来，可以构建更强大、更有效的火灾报警系统，允许精确定位，并与来自各种传感器的传感器信息的 MQTT 中间件一起使用，解析传感器信息或从本地传感器系统解析传感器信息，进而在消防监督灭火中实现工作实效的有效提升。

此外，物联网涉及广泛的硬件产品、软件解决方案、框架和平台。在实际中，这些技术支持可以分为功能性支持、安全性支持和辅助性支持。在消防监督管理中，这些来自物联网的技术支持带来了以下好处：①降低消防设备的单点故障；②保证收集的传感器数据和发布的驱动命令的完整性；③保证智能分布式应用程序之间的协议透明度和访问控制。基于上述好处，物联网技术能为消防监督灭火工作的技术互操作性问题找到创新的解决方案。物联网在灭火救灾行动和部门协作弹性管理中扮演着重要角色，将物联网覆盖到消防监督灭火的全生命过程，能够及时了解火灾现场的火情信息以及火势发展状况，及时准确地进行定位和导航，在最短时间内控制火势发展。

2.3  消防设备管理中的物联网技术应用

众所周知，大部分消防设备的应用环境较为恶劣，或者在日常的运维中疏于管理，由此导致消防设备的故障率和损坏率较高，影响消防设备发挥在救火灭灾中的有效作用。因此，在日常的消防监督管理中，要及时监测和分析与消防设备相关的关键性能指标和物理参数，提高消防设备有限寿命部件的安全性和使用率，减少非计划维护和人工检查，同时减少未发现的故障。在这方面，物联网技术可以实现一种低成本的消防设备实时状态监测系统的设计与开发。例如，通过物联网记录和监测消防设备的振动和温度条件，并通过无线网络将数据传输到数据记录中心，就可以打造一个开放的系统。该系统采集、分析消防设备、消防安全隐患、消防巡检人员等各个模块的数据，对各个板块进行实时全面的监控，从超过预定义设定值的传感器输入值中识别异常的消防设备状态[6]。当消防设备接近异常状态时，系统通过移动报警通知用户进行强制检测。在此期间，警报系统一直处于激活状态，直到检查员检查消防设备。

此外，在消防设备管理中，从部署在计划位置的火灾传感器收集数据，到资源限制的情况下处理数据并做出明智的决策，再到将收集的数据发送到云端，这突出了物联网服务在消防监督管理物理环境中的作用。物联网允许传感器和执行器通过互联网应用程序提供嵌入式计算设备的互连。例如，通过部署的火灾传感器来收集数据，再将这些数据使用通信网络基础设施发送到托管在云环境中的消防监督分析服务，是一种更有效率、更有弹性和更智能的消防监督管理模式。通过将大量传感器连接到互联网，将它们用于有效的消防监督资源管理，是一种优化管理过程以节省可用于应对其他挑战的资金的方法。因此，物联网技术实现了消防设备的动态管理，能够保证消防设备维护的实效性，确保多个消防设备状态信息的自动生成、上传与备案。

3 结束语

综上所述，将物联网技术应用于消防监督管理中，有助于拓宽消防监督管理的维度、提升消防监督管理的精度、降低消防监督管理的成本，为此，消防监督管理部门和从业人员要在日常工作中加深对物联网技术的理解，提升物联网技术在消防监督管理工作中的普及率，进而提升消防监督管理效率。

参考文献

[1]霍星铭.智慧物联网消防监督监管平台设计及应用调研报告分析[J].智慧中国，2022（12）：92-93.

[2]刘川溥.消防监督工作中人工智能技术运用研究[J].科技創新与应用，2022，12（33）：189-192.

[3]王伟杰.新时期消防监督检查业务中物联网技术的应用[J].消防界（电子版），2022，8（20）：109-111.

[4]罗静.基于物联网技术的高层建筑消防监督管理研究[J].中国设备工程，2022（20）：268-270.

[5]李梅颂.浅谈消防设备在监督检查中的应用[J].中国设备工程，2022（18）：140-142.

[6]谢公民.消防物联网云平台在消防监督工作中的实施与应用[J].中国新通信，2022，24（12）：66-68.