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基于物联网技术的城市消防安全管理监测平台
资料介绍
利用物联网、Docker技术开发城市消防安全管理监测平台,融合人、物、事件等三大消防安全管理构成要素,实现有源类消防设施、无源类消防设施、独立式感烟探测器等运行状态数据的远程采集,并利用数据挖掘技术分析辖区内灾害报警、重点消防安全管理单位火灾隐患等情况,科学评估区域内消防安全风险,通过数据容灾管理实现平台安全保障.
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基于物联网技术的城市消防安全管理监测平台
汤华清
（中国人民警察大学，河北 廊坊 065000）
摘
要：利用物联网、Docker 技术开发城市消防安全管理监
体，以保证相关单位消防安全隐患及时、有效地检测、排
查、整改。通常情况下，社会单位自身隐患整改，通过单位
管理模块，其内部防火责任人可以通过手持终端将发现的
安全隐患信息上传到系统管理平台，并以安全隐患提示的
方式通知单位安全管理人员、监督部门、政府部门等，而单
位的安全管理人员即可依据相关隐患信息轻、重、缓、急以
及其整改归属单位或部门（即消防设施维保单位）进行整
改，整改或未整改的安全隐患会形成相关提示，以保证隐
患整改的实时性、有效性，其管理流程如图 1 所示。通过
系统平台可将相关消防设施隐患、整改进度及整改结果等
信息进行实时体现，达到消防设施维保中介、单位安全管
理人员、监督部门、政府部门等部门的信息互通、相互督
促、互为监管的作用，快速有效地消除相关安全隐患，有力
提升社会综合安全管理能力。
测平台，融合人、物、事件等三大消防安全管理构成要素，实现有源
类消防设施、无源类消防设施、独立式感烟探测器等运行状态数据
的远程采集，并利用数据挖掘技术分析辖区内灾害报警、重点消防
安全管理单位火灾隐患等情况，科学评估区域内消防安全风险，通
过数据容灾管理实现平台安全保障。
关键词：物联网；智慧消防；应急管理
中图分类号：X921,TU998.1 文献标志码：A
文章编号：1009-0029（2019）07-1031-03
随着我国城镇化的快速发展，城市消防安全管理也面
临诸多挑战，如交通拥堵、环境污染、城市安全等。“智慧城
市”作为一项重要的民生工程，已成为国家级战略规划，是
城镇化建设的重要手段，其建设内容主要包括智慧交通、
智慧环保、智慧消防等。近年来，由于我国城市建筑的复
杂化特征明显，各种功能多元化、人员密集的高层或超高
层大型建筑越来越多，而其场所布局、防火分隔（分区）、消
防管理等方面存在诸多问题，给消防安全管理工作带来很
大挑战。智慧消防作为智慧城市建设的重要内容，是智慧
“消”与“防”的联合，是以大数据、物联网、云计算等技术为
基础，实施智慧执法、智慧控制、智慧指挥与智慧管理，体
现了“防消结合”的理念，包括火灾防控自动化、灭火救援
智能化等功能，是社会公共安全领域建设的重要组成部
分，是智慧城市在公共安全领域的“智能化”运用，对于解
决城市公共安全具有重要意义。因此，研究基于物联网技
术的城市消防安全管理势在必行。
单位隐患排查安全检查流程
250
单位安全自查 消防监督检查 网格员监督检查 维保机构检查
200
检查结果合格?
是
否
150
100
50
102 102
隐患排查处理
单位排查处理
服务机构排查处理
00 11000
220000
330000
440000
500
处理结果合格
高度/m
结束检查
图 1 消防安全管理监测平台管理流程
1
系统平台建立的目的与组织关系
1.2 系统平台的组织关系
城市消防安全管理监测平台的构成要素主要包括人、
基于物联网技术的消防安全管理监测平台是集政府
部门、监督单位、社会单位为一体的安全管理服务性平台，
是以物联网、大数据技术为基础建立的相关设施数据采
集、处理的安全管理平台，有利于推动社会消防管理的规
范化、系统化、科学化。其适用对象的组织关系如下：
（1）责任主体单位的循环管理。根据消防安全职责的
相关要求，通过平台可将消防安全“责任主体”逐层分解，
确定单位“各级责任主体”，形成自上而下“各级责任主体”
的“人”关系链；同时，依据平台提供的消防规范与技术标
准，对“各级责任主体”关联的“物”和“事件”进行任务分工
与量化，督促其落实相应责任，形成标准化、数据化、时效
化的“物”关系链和“事件”关系链，以完全实现单位消防安
物与事件。其中，人主要包括监管人员，如单位消防责任
人、消防控制室值班人员、消防等部门执法监督管理员、维
保人员等；物主要包括责任单位相关消防设施，如安全疏
散通道、防火分隔、室内（外）消火栓、消防水泵、供电线路
等；事件即人与物在城市消防安全管理中开展自查、巡查、
抽查等而形成的业务工作过程，如执法检查的内容、程序
与效果等。以系统平台的构成要素为基础，其建立目的、
组织关系如下。
1.1 系统平台的构建目的
城市消防安全管理监测平台建立的目的是将社会单
位、中介机构、监督部门或政府部门组成一个有机联合整
基金项目：河北省科技计划项目“基于物联网技术的城市消防安全管理监测平台研制”（16215412）
消防科学与技术 2019 年 7 月第 38 卷第 7 期
1031
万方数据
全的循环管理。另外，以大数据中心信息互动为基础，可
为金融、保险等部门提供数据共享，形成由政府、部门等构
成的横向纵向多部门联动平台。
2.1.1 有源类消防设施数据采集与传输
如图 3 所示，针对建筑物内火灾报警控制器、消防联
动控制系统、电气火灾监控系统、自动喷水灭火系统、防排
烟系统、疏散指示系统等有源类消防设施，通过用户信息
传输装置等设备，利用模拟量采集、数据接口监测、协议解
析与转换等方式，实现对不同厂家、不同型号的消防设施
反馈信息进行标准化采集识别，进而实现消防设施运行状
态的统一显示。相关监管人员接到报警及故障信号后，先
确认真假火情、真假故障，通过信息传输装置的手动上传
按钮，手动上传真假情况，或者延时上传报警信息。大数
据中心可根据回传信息进行情况研判。
（2）消防设施的“物联”建立。以建立“物”联架构为基
础，可全面感知相关消防设施信息；以建立“事”联架构为
基础，可全面覆盖相关消防安全管理工作，形成以物联网
为基础的相关消防安全工作体系。在现有 FAS 系统（消
防远程报警控制系统）基础上，利用物联网技术，一是可使
相关物联消防设备的数据获取更快捷、更完善，消防安全
管理决策更科学；二是在电气火灾感知等方面拓展物联，
可提高“物”与对应“人”、“事件”的关联性，并确保消防安
全管理的精准匹配，实现单位消防安全的科学管理。
（3）消防安全风险评估管理。消防安全风险评估包括
相关责任单位、责任区域等的安全风险评估。依据相关消
防法律、法规、规范及责任单位的安全风险，可确定其消防
安全风险的影响因素与指标，结合大数据火灾风险评估模
型，利用定性、定量的分析方法，可科学、系统、实时地评价
责任单位的消防安全风险，提高其消防安全管理水平。同
时，根据大数据平台收集汇总的重点单位物联网监测数
据，结合区域内其他消防安全状况，可对区域内的火灾风
险进行科学的统计分析、评估，为维保单位、政府部门等的
监督维护提出针对性措施。
协议解析器
火灾报警控制器
消防联动控制系统
用户信息传
输装置
电气火灾监控系统
自动喷淋灭火系统
消防安全管
理监测平台
防排烟系统
图 3 有源类消防设施数据采集与传输
2.1.2 无源类消防设施数据采集与传输
针对室内（外）消火栓系统，可采用压力传感器融合
NB-IoT 技术，对消防管网水压进行实时、全天候多点监
测；利用动态阈值研判机制，有效识别各监测点水压的波
动、过压、欠压等异常状态；针对灭火器、水枪、水带等可移
动消防设施和器材，利用 RFID 射频识别与 ZigBee 融合
技术，进行移动消防设施在位状态的远程实时监测。
针对消防控制室值班情况，可采用远程视频监控，利
用图像处理、人脸识别等关键技术，在一定的时间段内提
供相应数量的视频抓拍照片或即时视频，通过抓拍技术与
数据库比对，监督值班人员在岗情况；针对消防通道堵塞
状态，可利用视频监控资源实时监测，采用图像背景差分
法自动判断消防通道堵塞目标并进行报警；针对消防管阀
启闭状态，可在泵房内安装视频监控系统，采用数字图像
形态学方法，识别消防阀门的开闭状态。
2
消防安全管理监测平台的实现
以数据传输网络（无线通信网、互联网、低功耗广域网
等）为基础，结合大数据、物联网、云计算等关键技术，建立
基于物联网技术的城市消防安全管理平台（见图 2），可将
传送到城市消防物联网数据中心的海量数据进行实时分
析，实现城市消防物联网运行的可感、可知、可控。通过开
发安卓、苹果等版本的手机终端 APP，建立 B/S 架构模式
的云平台，可实现不同机器、不同平台、不同网络条件下的
互动操作，可实现对灾害对象、环境、固定消防设施、消防
器材装备、人员等状态进行智能化辨识感知、传输、处理
等，实现业务单位、政府机构、维保单位、保险公司等的信
息共享与互通，辅助消防救援队伍进行智能化决策。
安全管理监测平台
2.1.3 独立式感烟火灾探测器远程监测
独立式感烟火灾探测器采用单独电池供电，可独立形
成一个微小的系统，自动检测周围环境中的烟雾浓度，并
根据使用环境状况进行灵敏度自动补偿。通过安装 NB-
IoT/LoRa 无线数据传输模块可远程监测独立烟感故障、
低电压、火灾报警的实时信息。数据以 UDP 和 CoAP 两
种协议格式进行通信，由于其专门为 M2M（Machine-to-
Machine）应用而设计，使得通信模块相较于 WiFi 具有更
加低功耗、广覆盖的特点。同时，可通过加装定位模块利
用三角定位补偿算法计算建筑内人员的位置信息，通过数
据中心服务器把报警与位置数据推送到手机 APP 和消防
指挥终端，及时告知业主、网格员、消防救援部门，实现联
动报警。
适用对象
感知层
传输层
应用层
责
任
单
位
政
府
机
构
消
防
监
督
维
保
单
位
人
员
感
知
环
境
感
知
设
施
感
知
装
备
感
知
移
动
通
信
互
联
网
局
域
网
公
安
专
网
设
施
监
测
通
道
监
测
报
警
处
理
隐
患
排
查
图 2 消防安全管理监测平台结构
2.1 信息数据的感知获取
利用传感器技术、射频识别技术和 NB-IoT 技术等关
键技术，实现对各类消防水源、智能消防设备等建筑消防
设施的状态、位置、数量、行为的智能感知功能，保证相关
监管部门、值班人员和维保单位对故障、火警的及时处理。
2.2 信息数据的传输与统计分析
基于物联网技术的城市消防安全管理监测平台可通
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Fire Science and Technology，July 2019,Vol 38,No.7
万方数据
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