基于5G技术下的智慧消防现状与应用

关键词：5G 技术；智慧消防；应用

 

 

        国家综合性消防救援队伍作为救援的主要力量，承担着预防和化解重大隐患、处理各种灾害事故的关键性职责。按照底线思维，忧患意识的指导意见，大应急要求消防工作从单一灾种到多灾种的改变，从事后救援往事前预防预测转变。在整体大形势下， 采用物联网、人工智能、大数据和云计算等新兴技术， 建立一套多维度的智慧消防物联监管体系，保障全社会全行业消防技术手段落地显得非常必要。因为5G 技术的诞生使万物互联将可能成为现实，也将实现智慧消防，5G 会促进推智慧消防产业转型升级，为人民的消防提供更智慧化的保障。

        20 世纪 80 年代模拟通信问世， 实现了语音电话，90 年代开始的数字通信，相继实现了可发短信、可上网等功能，到 2020 年的第五代移动通信技术（5G），智能社会将进入崭新的时代。与2G、3G、4G 只为人提供通信服务有所不同，5G 在设计之初就将人之间、 物之间以及人与物之间的连通考虑了进去。电信联盟认可的 5G 指标中，除了基站峰值速率的要求，还提出了7 项指标：用户体验速率、频谱效率、网络与移动交通、流量空间容量、连接密度及时延。5G 就是为用户提供无限的信息接入，并能使所有的人与物间不受时空的限制而共享数据，使个体、公司和社会受益。大宽带、大规模连接、连续广域覆盖、低时延可靠性等特点的 5G 技术将在物联网、大数据、人工智能及机器人等物理空间和信息空间有着不可估量的作用，将推动智慧交通、智慧医疗、自动驾驶、工业自动化等行业应用的发展。同样 5G 技术也将在以智能化泛在终端为背景的智慧消防中带来突破性的飞越。

        智慧消防系统是将 GPS（卫星定位系统）、 GIS（地理信 息系统）、GSM（无线移动通信系统） 和计算机、 网络等现代高新技术集于一体的智能消防无线报警网络服务系统。 现代智能化建筑或环境有着大量的消防设备， 如消防水系统、 消火栓、 火灾报警、 应急照明和配电系统等， 这一系列设备多且较为分散。 多，是指量多，测量与监控对象多，规模超过千点； 散， 是指这一系列设备分布在不同楼层或角落。 这些问题导致传统消防系统具有安保人力有限、 分工不明确、 防范 力度薄弱、 责任不到位、 管理不够便捷、 检查繁琐、 工作量大等特点。 而消防数据准确性、 可靠性要求又非常高。 比 如： 室外供水管网因为使用年限过久， 很多管道阀门以及管道严重腐蚀， 存在大量的漏水点， 导致各建筑消防供水与设计要求相距甚远， 更有甚者在建筑的某些部位*没有 “供水”， 假如工作人员未做好巡查工作， 如果发生火灾， 消防管网无水会导致难以想象的后果。 而智慧消防通过前端物联网烟感/温感、 水压/液位等探测器、 火灾报警主机、 用户信息传输装置等， 与部位的视频监控、 图像型火灾探测器视频联动产品相连， 并将此接入智慧消防物联网平台中， 对各个建筑物、 各个楼层的消防现状进行统一监管， 及时探测现场的烟雾、火焰、 剩余电流、 电压等。 并将消防系统日常维保、 故障报修/反馈、 事件分发处理、 防火巡查等， 将准确的消防数据， 包括建筑物、 消防设施基本数据与分布数据、 故障数据和维护数据等分发到各个职能部门负责人手机上， 异常情况及时推送并完整显示在管理平台上， 使得维保及时有效， 实现远程监管，网上全过程监督。 形成建筑物、 楼层到设施的对应式管理， 查询统计到位， 完整记录整个消防工作流程中的每一处环节， 异常点位形成报警推送派发， 并及时将处理结果反馈， 完成闭环管理。

        随着通信技术的发展， 物联网、 大数据、 云计算、现代通信技术等众多学科技术在消防领域获得了很大的创新应用， 智慧消防将 GPS、 GIS、 物联网和计算机等现代高新技术集于一体， 有效解决了建筑、 交通、 供电、 电信等公共设施建设协调发展的问题。 然而市场中由于现有局域物联网存在的一些实际问题以及人们的传统观念， 使得物联网技术在智慧消防领域中并没有从单点技术到消防行业深耕。 所以目前市场上绝大部分智慧消防系统仍采用的是具有施工复杂、 适应性弱、 扩展性差、 维护难度大等特点的有线传输模式。

        “智慧消防” 建设基础是广泛的信息感知网络， 要及时地掌握不同属性、 不同形态、 不同密 度的信息， 以满足对火灾态势、 故障、 水压、 设施等的透彻感知。 需要将现场信息和后台系统有效连接， 实现信息的互联互通， 形成统一的资源体系。 而消防数据*区别于其他行业的数据， 要将数据要在时间采集， 要应用设备的心跳感应机制对设备运行状态加以实时感知，一旦发出报警， 系统要能够立刻收到报警信息， 并发送到相关负责人员处。 数据的实时采集能够确保迅速的处理故障和警情。 而 5G 技术恰好具有增强宽带、 海量链接和高速可靠的优势特征， 为物联网等技术提供了一个平台， 为智慧消防应用开发提供支撑。

        随着5G 技术的应用， 其可以承载大量前端感知设备， 从而使管理人员可以及时了解各处环境数据， 能解决设备远程监测， 即时获知、 消防远程监管等问题。 使整个智慧消防系统从前端采集至数据处理， 均基于高实时性考量， 实时采集数据、 实时分析、 实时预警。 比如： 前端带有 5G 物联网模块的烟感、 视频隐患探测、 煤气探测器等监测到异常， 产生火警信息， 系统将通过高传输速率的 5G 通信网络， 高速启动灭火设备； 或自动推送到巡查人员， 巡查人员进行现场核查； 或通过 5G 网络实现消防火灾自动报警系统与视频监控系统联网并有效联动， 自动调出对应的一路视频， 确认火警情况， 火警信息得到确认之后， 通知单位全部人员进行疏散撤离， 也可联动调度微型消防站快速形成一支灭火力量， 同时通知指挥出警救援， 确保火灾的快速有效处置。 实现信息化智能联动， 打破传统的消防信息孤岛， 把火灾消灭在萌芽状态， 为人民和社会的人身及财产提供更有力的保障。

        除此之外， 5G 技术的应用还能实现 VR 头显、 单兵作战系统等， 这些不仅能够为消防灭火工作提供有力的支持与帮助， 而且还可以作为消防训练以及消防知识学习的辅助工具。 例如， 应用 5G 技术能够消除消防智能可穿戴设备的很多固有限制， 构建同时具有高速运算能力和数据采集能力的智能可穿戴设备， 并且在5G技术的支持下， 可以实现即时互联， 在消防训练中， 可以通过 VR技术模拟出更加真实的场景， 提升消防训练的真是性和训练效果。 5G 技术的应用， 还可以提升无人机在消防中的作用。 目前， 对无人机的应用十分广泛，无人机在各种自然灾害的救援中得到了十分广泛的应用， 并且其应用效果十分显著， 在火灾抢险救援工作中也得到了广泛的应用， 但受传统网络延迟高问题的影响， 导致应用无人机抢险救援的反应较慢， 很容易错过抢救时机。 而对5G技术的应用， 能 够有效改善网络延迟问题， 将会在很大程度上提升无人机的应用效率， 使其发挥出更大的作用， 挽救更多的生命与财产。5G 具有低时延、 高带宽以及稳定性与可靠性高的特点， 对 5G 技术的应用， 能够有效降低消防建设成本， 并且有助于提升消防建设的效率。 对5G技术的应用， 能够使消防应急能力得到显著的提升，同时推动智慧消防的发展， 使其更加智能化、 更加标准化。

4.1 平台简介

        安科瑞智慧消防综合管理云平台基于物联网、大数据、云计算等现代信息技术，将分散的火灾自动报警设备、电气火灾监控设备、智慧烟感探测器、智慧消防用水等设备连接形成网络，并对这些设备的状态进行智能化感知、识别、定位，实时动态采集消防信息，通过云平台进行数据分析、挖掘和趋势分析，帮助实现科学预警火灾、网格化管理、落实多元责任监管等目标。*原先针对“九小场所”和危化品生产企业无法有效监控的空白，适应于所有公建和民建，实现了无人化值守智慧消防，实现智慧消防“自动化”、“智能化”、“系统化”、用电管理“精细化”的实际需求。

        从火灾预防，到火情报警，再到控制联动，在统一的系统大平台内运行，用户、安保人员、监管单位都能够通过平台直观地看到每一栋建筑物中各类消防设备和传感器的运行状况，并能够在出现细节隐患、发生火情等紧急和非紧急情况下，在几秒时间内，相关报警和事件信息通过手机短信、语音电话、邮件提醒和APP推送等手段，就迅速能够迅速通知到达相关人员。同时，通过自动消防灭火控制装置启动自动灭火设备和消防联动控制设备，有效解决用电单位电气线缆老旧，小微企业无专业电工、肉眼无法直观系统即时排查电气隐患、隐蔽工程隐患检查难等难题，及时排除安全隐患，安科瑞智慧消防监控云平台结构如下图所示：