物聯網技術是在計算機互聯網的基礎上通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議,把任何物品與互聯網連接起來,進行信息交換和通訊,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。
圖一、物聯網體系架構圖
物聯網技術在安全與消防領域具有廣闊得應用前景,依靠傳感器將物與人、物與物通過網絡連接起來,構建智能消防安全信息平臺,實現安全生產與消防安全、滅火救援、部隊管理的動態化、智能化、網格化管理,達到保障人的生命安全、提高物的管理效率、提升滅火戰斗力的目標。
舉例如下:。
(一)實現城市安全體系的智能管理
1、實現消防水源的智能管理。
消防水源是消防重要的基礎設施之一,消防水源包括消火栓、天然湖泊、人工水源、消防水池等。消防水源是否充足直接影響著滅火救援行動的展開。目前,消防部門還沒有對全部的消防水源進行統一動態管理,無法實時了解天然湖泊、人工水池的狀態和消火栓的壓力,我們只能依靠派員定期實地檢查的方式,對屬地的消防水源進行檢查記錄,這樣不但效率低下,而且無法實施掌握消防水源的狀態信息。
借助于物聯網技術我們可以對消防水源進行統一動態的管理。比如在通過在消火栓、消防水池、天然湖泊等重要位置安裝簡單的通信設備,通過水流觸發傳感器,并定期將傳感器信息發送至中心服務器,消防部門可以通過手機、電腦終端等設備實時查詢消防水源的狀態、壓力等數據,實現消防水源實時聯網監控,同時也借助于通信設備的定位信息,實現了消防水源位置信息的采集。通過物聯網這一技術,使消防水源的實時信息準確無誤的傳遞到指揮中心及作戰車輛,為滅火救援行動的展開提供了水源的信息。
2、實現建筑物消防設施的智能管理
建筑物內的消防設施主要包括消防噴淋、消防泵、煙感、溫感、安全疏散標志、消防安全門等。建筑物消防設施的好壞,對初期火災撲救發揮著十分重要的作用。如何確保這些消防設施處于良好工作的狀態,目前常規的做法是檢查、檢查、再檢查,落實、落實、再落實,但這些行為都是人的個體行為,百密難免一疏,而借助于物聯網技術,我們完全可以實現消防設備的全動態智能監控。
對于消防噴淋,我們可以通過在消防噴淋的管網中安裝感應芯片可以掌握噴淋裝置的壓力,從而監控噴淋管網內是否有水,水的壓力。對于消防水泵,通過在消防泵開關閥上安裝電子芯片,可以遠程掌握消防泵的開合狀態。
對于煙感和溫感設備,通過在煙感和溫感后段安裝通信芯片可以將煙感和溫感的正?;蚋婢癄顟B傳輸到后方監控中心,中心監控人員可以隨時掌握煙感和溫感的狀態。
對于消防安全通道,我們可以借助于智能視頻監控技術,智能視頻監控技術是在消防安全通道內使用視頻監控應用基礎上,通過視頻處理系統,實時分析前端攝像頭拍攝的范圍內或者在指定區域內,是否有長時間占位的物體,當存在類型占用消防安全通道隱患時,智能視頻監控平臺會及時收到告警通知。通過該技術手段的應用,將高效協助防火監督員開展消防檢查任務。
今后,利用3G或者城市無線網絡,我們可以將每幢高層建筑、每個重點單位的消防設備狀態信息聯網,在指揮中心實現建筑物消防安全設備的遠程智能監控。
3、實現人員密集度的智能監控
重大活動的特點就是人員高度聚集、客流量大、流動性強,這都為安防管理帶來很大的壓力,借助于物聯網技術可以提供有效的客流監控和引導的依據,通過對各區間的人群總量,人員密度以及人員流動動向作實時監控,可以在發生火災等緊急情況下的人群疏導,從而確?;顒影踩行蜻M行,體現出“以人為本”的核心理念。
物聯網技術可以在重大活動的人員密度智能管理中發揮關鍵作用?;?/span>3G網絡,我們可以統計一定區域內用戶數,從而對重要活動場館內的客流進行分析判斷,并且根據一定的數據模型,對整體用戶數目進行預測。根據實時采集的用戶位置信息,系統可以對定義區域內用戶數進行準確的統計,從而進一步提供上述定義區域的實時移動客流統計和歷史客流統計查詢功能。系統根據前后時刻的用戶的在特定區域的位置變化,可以計算出在某一時段特定區域的人員流入以及人員流入源與流出以及流出目的區域,從而可以判斷人員的流向變化。流向圖在緊急狀況下也可以為指揮中心選擇疏散方案提供輔助數據。
4、實現危險源全程動態智能管理
危險源監管是安全生產與消防監管的重中之重,那么在危險源管理中可通過物聯網技術實現以下的危險源智能管理:
(1)危險品車輛運輸過程中的智能監控
危險品車輛在運輸過程中一旦發生事故將造成嚴重的后果。目前,對于危險品運輸車輛的管理主要依靠GPS定位系統,通過GPS系統可以在指揮中心隨時掌握車輛行駛的軌跡。但是對于安全管理來說除了車輛的軌跡之外,運輸過程中運送設備的狀態也是我們需要掌握的,比如設備的閥門是否打開,運輸車輛車柜門是否上鎖,這些信息都是需要掌握的。借助物聯網技術,可以及時掌握危險品運輸車輛的位置和狀態。
通過電子鉛封技術,可以實現在日常危險品運輸過程中對車柜門進行上鎖、解鎖、反向鉛封等操作。通過中央電子鉛封管理平臺,集成已有管理系統的相關數據,電子鉛封設備將統一登記與啟用、鎖與車輛一對一綁定,上述車輛狀態可以在指揮中心進行統一的監控,這樣有效地提高了危險品運輸汽車的安全、有序運行。
(2)化工裝置、罐區及危險品存放地點的遠程管理
化工裝置、灌區、危險品倉庫歷來是消防安全重點部位,一旦這些場所發生事故將導致不堪設想的后果,因此對于這些危險場所實時監控,并且一旦發生問題能夠在第一時間自動報警,將災害事故影響降到最低,尤為重要。
借助于物聯網技術,我們可以通過在危險品存放地點部署內置物聯網模塊的統一環境感知智能終端,組成環境感知網絡,對大氣、水、灌區氣體濃度、裝置壓力等環境信息進行實時監測。監測信息通過統一通信協議和物聯網管理平臺送至指揮中心,中心服務器立刻對感知的環境數據進行分析和聚合處理,一旦發現有異常情況通過短信、語音實時報警。由于應用環境比較復雜,前端感知終端可以支持紅外、氣體、煙感等多路的無線或有線傳輸傳感器。通過這一套物聯網監控傳輸系統指揮中心可以實施了解重要部位的狀況,從而起到危險品存放點的安全管理作用。
(二)實現部隊執勤戰備動態式智能管理
1、實現戰斗車輛及人員的動態管理
通過物聯網技術可以在每個中隊的車輛和人員的戰斗服上安裝電子標簽,通過無線或有線的方式連接起來,形成一個基于物聯網的裝備管理系統。這樣的一個系統包括中心管理平臺、采集終端、骨干終端、車載終端、識別標簽構成。
對于戰備車輛,通過在中隊所屬車輛上安裝車載終端,車載終端由GPS模塊、采集模塊、無線通信模塊構成,通過采集模塊可以采集車載裝備的標簽信息,確認車上所載裝備類型數量和人員數量。所采集信息和車輛位置均通過無線網絡傳至后方指揮中心,指揮中心可以隨時掌握車輛位置、隨車裝備的情況。
對于戰斗員,在滅火救援時穿著裝有電子芯片的智能戰斗服,戰斗服內嵌感應芯片,可以將戰斗員的位置、分布、數量同樣通過無線網絡傳輸到后方指揮中心,以實時對人員的管理。
整個系統以無線傳感網絡為核心,輔以GPS、無線通信技術,可以在技術形成一個消防中隊的車輛和人員的完整管理體系。這樣可以降低管理的工作量,提高了管理工作的質量和透明度。
2、實現消防裝備的動態管理
現有的消防裝備包括空氣呼吸器、照明器材、堵漏裝備、搶險器具、破拆工具、剪切工具、防毒救生裝備等可謂類型多樣,數量繁多。目前,裝備的管理主要通過軟件來實現,在日常管理中容易造成遺漏,且動態更新比較麻煩。物聯網技術可以把不同地方、不同種類的消防裝備進行集中智能的管理,將分散的人員、車輛、設備等各種屬性的信息集成到一個網絡中,提升消防工作和部隊建設水平。
首先對所有的消防裝備按照類型、功能、所屬單位等屬性進行分類,然后在每件消防裝備都加上RFID標簽,甚至今后RFID芯片作為標準配備固化到消防裝備上,利用RFID、短距離無線網絡等技術,在消防裝備的使用、運輸和存儲過程中實時記錄這些裝備的數據信息,最后將這些數據按照中隊、支隊、總隊分級統計。借助于物聯網技術,今后指揮中心可以動態的掌握現有裝備的數量和分布,庫存裝備的情況。一旦發生大型災害事故,智能裝備管理系統可以根據指揮中心已派車輛的情況,動態的顯示有多少裝備投入了火場,目前還有多少裝備可供調用,救援行動結束后可以立刻統計出所消耗的裝備數量。這樣不但為指揮調度提供了科學的依據,還為火場總結提供了科學的數據。
3、實現滅火藥劑的動態管理
各類泡沫滅火劑主要用來撲救油罐、化工、危險品等火災。目前還沒有專門針對各類滅火劑量的管理系統,這主要是滅火劑更新統計比較麻煩。同樣借助于物聯網技術,可以實現對于各類滅火劑的動態管理。首先是對各類滅火劑按照類型進行分類,然后在存放滅火劑的固定場所及消防車輛的內壁安裝液面感應設備,這樣可隨時通過液面的高度來掌握滅火劑的數量,通過安裝GPS芯片還可以知道位置的分布,最后借助于物聯網將所有滅火劑的數據傳送到中心服務器,這樣我們就可以動態的掌握現有滅火劑的數量及分布情況。一旦出現大規模災害事故,指揮中心就可以通過該系統調用各類滅火劑,救援結束后可根據庫存情況統計滅火劑消耗量,為指揮調度戰平總結提供了依據。
(三)實現滅火救援智能指揮
1、實現火場戰斗車輛的智能調度
滅火救援過程中,車輛??康奈恢弥苯佑绊憸缁鹁仍袆拥恼归_,車輛的類型、隨車的裝備、車輛的車況都是指揮調度時需要考慮的。今后借助于物聯網的RFID技術,可以在消防車的水泵、發動機等重要位置安裝相應的電子芯片,并通過在火場臨時架設的數據采集終端,現場指揮部及后方指揮中心可以了解有多少車輛到達了現場,車輛的??课恢梅植既绾?,戰斗車輛投入戰斗的時間,多少車輛處于出水狀態,有多少輛車在現場待命,有多少輛車處于長時間運轉需要休整替換。通過車輛上安裝的電子芯片,這些數據不再需要人工統計,而可以在PDA實時顯示。
2、實現火場進攻路線的智能管理
在實施滅火救援過程中,進攻路線的選擇、水帶的敷設、分水陣地的設置、水槍陣地的位置是成功撲救火災的關鍵因素,是各級指揮員到場后第一時間急需了解的信息。目前上述信息只能通過口述或電臺詢問來了解,不免會造成信息的錯誤和遺漏,在瞬息萬變的火場直接影響指揮員的指揮決策。物聯網技術的出現,使這些數據動態及實時的顯示有了可能,通過在水槍頭、分水、水帶上安裝的感應芯片,可以將水槍頭、分水、水帶的壓力、位置、所屬單位等信息上傳到后方指揮中心,前方指揮員可以通過PDA或掌上電腦隨時掌握一線戰斗員的排兵布陣,從而根據火場的情況隨時調整布署。
3、內攻人員的數字化裝備
消防是和平時期最危險的職業,火災現場的煙、熱、毒對每一名消防戰斗員都是一種威脅。通過在滅火救援裝備上植入各種微型感應芯片、借助無線通信網絡,與現在的互聯網相互聯接,我們完全可以讓一線戰斗員的裝備“開口說話”??梢哉f,互聯網是連接的虛擬世界,傳感網則是連接物理的、真實的世界。
利用物聯網技術完全可以構筑一套完整的單兵系統和現場指揮系統,它能將各種信息通過傳感設備,比如射頻識別(RFID)裝置、紅外感應器、全球定位系統、有毒氣體感應裝置、溫濕度探測器、與互聯網結合起來而形成的一個巨大網絡。從而使后方的指揮員能夠遠程感知火場一線或深入內攻的戰斗員的信息,實時掌握一線戰斗員周圍的溫度、有害氣體濃度、水槍壓力等數據,從而做出準確的決策。同時,通過單兵系統對現場的視音頻數據進行采集,確定消防員的位置,與消防員進行溝通,提高整體戰斗力,保障戰斗員的安全。
(四)實現遠程監控管理的功能拓展
現代通信技術、計算機網絡、信息技術、物聯網技術的快速發展,為研究開發新一代火災自動報警監控聯網技術產品提供了有力支持。
目前,消防自動報警和控制系統已廣泛應用于各類建筑和工程中,但是各單位的消防報警系統都為獨立的系統,沒有構成統一的消防監控網絡。尤其是近幾年,國內信息化建設步伐加快,智能化小區及城域119的聯網等需求越來越強烈。隨著物聯網技術的日益成熟,借助于射頻自動識別(RFID)技術能輕松的將各單位的火災報警系統甚至于報警終端感應信息收集到指揮中心,實現遠程消防管理系統,無人變電所及通信機房的遠程監控,城域119管理系統。通過計算機技術(Computer)、控制技術(Control)、通訊技術(Communication)、和圖形顯示技術(CRT)等技術,能方便地將各廠商的控制主機及智能控制設備構成統一的監控網絡。
同時,結合現代數字聲像編碼技術和寬帶通信接入技術的發展,為火災自動報警監控聯網提供了更完美的解決方案――多信息火災自動報警監控聯網技術。多信息火災自動報警監控聯網技術,可以提供火災探測報警系統設備的運行、現場情況的圖像、音頻同步信息,內容詳盡,效果直觀,可實現全方位消防監控管理,極大地提高了報警效率和監管水平。同時,提供信息直觀性和報警操作交互性可以極大地簡化報警環節,縮短報警時間,最終實現早期預警、自動報警,對消防部隊快速準確撲救火災起到重要作用。多信息技術是未來火災自動報警監控聯網技術的主要發展方向。