基于物联网的智慧消防在高校平安校园中的应用研究

康秀谦　郭承湘　陈景霞

摘要：针对高校规模扩大、多校区办学、新建楼宇等复杂的消防安全形势，依托云计算、物联网和5G等新技术构建高校智慧消防平台体系，解决传统消防管理中运维效率低、运行成本高、处置速度慢、缺乏有效联动等问题，实现校园消防智慧监控、集中管理。

关键词：智慧消防;平安校园;物联网

公安部消防局于2017年发布《关于全面推进“智慧消防”建设指导意见》指出消防建设应综合运用物联网、云计算、大数据、移动互联等新兴信息技术，加快推进“智慧消防建设”。在新技术、新要求和新服务模式应用条件下，高校应创建新型消防安全管理服务体系，贯穿消防管理工作全过程，形成火灾风险常态化防控能力，保证校园火灾风险始终维持在较低水平。

一、高校传统消防系统面临的问题

目前，国内高校均按照消防要求安装了诸多消防监控设备，如消防水灭火系统、烟感探测器、电气火灾监控报警系统等诸多设备[1]。在传统消防系统中，各类消防设备一般是通过通信总线连接至各楼宇消防中控室的主机，消防设备将告警信息传送至中控主机，告警的处理主要依靠现场值班人员，各消防中控室主机相互独立，缺乏有效联动。随着高校规模扩大、多校区办学、新建楼宇、贵重实验设备、建筑物老化及使用功能变更等动态变化，传统消防工作方式的不足之处日渐显露[2]。

各高校消防系统突出问题主要有：消防维保效率、及时性不足，过度依赖人工排查消防设施故障，在隐患排查的广度和专业性上有所欠缺;消防安全管理缺乏有效技术工具和可视化监控平台，值班人员只能在消防控制室查看和处置各类告警;消防监管缺位，日常监管长期依赖人工巡查，消防盲区大[3];各楼宇消防中控室主机缺乏联动，每个消防中控室都相互独立，散落在校园各楼宇中，没有将点联结成面，每个孤立点都需安排专人值守，运行成本高。

二、我校智慧消防平台体系构建

（一）智慧消防平台建设思路

依托云计算、物联网和4/5G等新技术，将分散的消防设施（火灾报警系统、电气火灾监控系统、消防水系统、防火门监控系统、消防电源系统、气体灭火系统、物联网终端探测设备等）接入“智慧消防”平台，以“智慧消防”平台为核心，将火灾报警、消防水监测、电气火灾、消防设备电源、气体灭火、可燃气体探测、消防应急照明和疏散指示、消防联动等消防子系统与物联网和5G等新技术深度融合。从设备、人、操作行为、消防系统环境入手，加强既有消防设施管理，补足消防监测盲区，规范学校建筑消防运维管理，创新消防管理模式，再造消防管理流程，进一步提高学校消防管理服务水平和管理服务效率。

针对我校楼宇多、消防设施复杂的情况，对相邻留学生楼安防监控室距离不超过100米的明秀校区图书馆采取将消防主机物理搬迁的形式整合，通过路面开挖重新布线将消防通信总线部署至留学生楼安防监控室；对距离超过100米的仙葫校区图书馆、科学实验中心、动物实验楼采用物联网和4/5G技术整合，消防信息统一汇聚到“智慧消防”平台。

（二）智慧消防平台系统架构

针对传统消防系统面临的痛点问题，建立我校智慧消防云，将散落在校园各楼宇中的消防中控室由点联结成面。通过物联网和4/5G等技术获取分散在校园内各建筑楼宇的消防安全基础信息，包括消防设施运行状态信息、消防日常管理信息、火灾告警信息、隐患信息、消防水信息等，形成消防大数据，为消防安全管理提供整体监控预警平台和辅助决策数据支撑，实时了解消防安全状况、形成联动处置机制。智慧消防平台系统架构如下图所示：

（三）智慧消防平台的构建

基于物联网的消防移动数据网络是智慧消防系统能顺利建设起来的基础，通过利用各类智能终端设备和大数据技术将消防信息内容进行收集和分析，以此对各楼宇的消防情况进行实时监控和感知[4]。相邻距离较远的仙葫校区图书馆、科学实验中心、动物实验楼，采用加装信息传输装置实时采集消防主机中的各类告警信息，解决消防主机与智慧消防平台适配问题。消防监控盲区如图书馆天面水箱、留学生楼消防水箱、泵房水箱、泵房喷淋泵、泵房室内消火栓等加装物联网消防传感器，通过校内5G網络直接接入智慧消防平台。智慧消防云平台管理界面如下图所示：

1.消防控制室整合。消防控制室分散在学校各楼宇中，需安排专人24小时值班，这造成了资源和成本的极大浪费，同时各消防控制室主机相互独立，无法形成相互联动机制。通过智慧消防平台可有效整合消防控制室，充分利用现有消防基础设施，在分散在各楼宇中的消防主机上安装用户信息传输装置，实时采集主机中的各类告警信息，实现消防传感器的远程无线接入和各站点之间的互连通信[5]。通过建立全校统一的消防监控中心，把学校分散在各楼宇火灾自动报警系统数据传输到云数据中心，实行统一监控和管理。出现火情告警时，在消防监控中心统一调度附近的值班人员现场处置，各消防控制室形成有效的联动机制。

2.消防水源监测系统。消防水源是火情发生后有效处置火情最重要的设施，对水泵、水位的巡查尤为重要。传统的人工巡检费时费力，采用定时巡检方式无法实时掌握消防水源是否正常，存较大安全隐患。建立消防水源监测系统能够实时监测每个水泵、水箱的水压、水位情况。在每个校区的消防水泵房加装物联网水位/水压传感器，第一是监测消防栓水泵进出水管的实时压力以及室内室外消火栓各管网最不利点的实时压力，第二是监测消防水池与高位水箱的水位。当水压、水位超出设定阈值或设备发生故障时自动报警、跟踪位置并通过消息分发告知相关责任人。

3.消防设备实时监测。烟感、温感等消防设备存在数量多、分布广的特点，设备损坏后常常难以排查和发现。通过物联网技术可以很好解决消防设备维护难问题。一是通过物联网收集各楼宇的烟感、温感等火情探测设备告警，统一将告警信息传输到“智慧消防”平台。当设备发生网络故障、硬件故障及时发送故障提醒信息给管理人员，方便管理人员或维保人员及时排查及维修。二是对火灾自动报警系统告警信息实时监测，采取手机APP+消防中控室大屏结合，一旦出现火灾报警信息，消防中控室大屏立即发现弹出醒目信息并发出警报，同时通过APP发送信息至手机上通过铃声和振动并弹出红色告警提醒值班人员立即赴现场处置。

4.运行数据库创建与建模分析。数据的分析可以为学校消防安全决策和管理提供数据支撑。将运行状态数据完成数据化整理，打通数据信息收集通道，完成消防数据库创建。充分利汇集来的数据，进行大数据分析，并通过条形图、饼图、柱状图等方式完成直观呈现。按月或年生成安全评估报告，为学校消防安全管理及决策提供依据。

5.消防管理人员素质提升。基于新一代物联网、5G技术的智慧消防平台深度应用需要管理人员具有较高的信息素养，否则再好的系统也会成为摆设。一是通过系统上线前反复的现场演示、培训，让每位消防管理人员都能掌握使用方法，并且能够熟练独立操作。二是制定相应的操作流程上墙，让每位值班人员都清楚知道如何处置各类告警。三是程序界面设计尽量简洁明了，一键式开启系统，一键式处置告警，方便系统推广使用。

（四）我校智慧消防平台运行情况及存在问题

通过对两个校区4个消防泵房、明秀校区2个消防控制室、仙葫校区3个消防控制室进行整合，初步建成了我校的智慧消防云平台。采用消防安全集中管理、协作联动模式，可省减消防管理人员18人，一年可节支60多万元。

智慧消防云平台提高了学校消防管理服务水平和管理服务效率，但在使用过程中还是存在诸多问题。一是传感器通过电池供电，需同时考虑并解决系统须长时间待机、能源消耗以及在恶劣环境下系统断电的问题[6]；二是水泵房一般设置在负一层，4/5G信号较弱，部分设备存在信号卡顿或掉线情况；三是部分楼宇消防设施尚未接入智慧消防平台，还未实现全校统管[7]。

结语

高校消防安全涉及广大师生的生命财产安全，智慧消防平台建设可以有效提高消防管理服务水平和效率，同时要加强和落实消防制度建设，通过“人防”+“技防”有效保障平安校园环境。

参考文献

[1]徐星辰，郑世超.高校智慧消防平台的设计分析及实现[J].宜宾学院学报，2021，21（06）： 51-56.

[2]胡长玉，王爱义.建设高校智慧消防提升安全治理能力——基于高校消防安全治理能力的多层次技術建构刍议[J].消防界（电子版），2021，7（09），68-70.

[3]陈静，向建军，李叠俊.探讨智慧消防安全预警系统在普通高校的应用[J].智库时代，2019（36）.

[4]刘妍君.智慧消防在防火监督业务中的应用现状与前景[J].消防界（电子版），2021.

[5]袁珍.基于物联网技术的消防联动智能报警系统设计与实现[J].通化师范学院学报，2021.

[6]赵世浩，刘枳麟，崔盟威，等.基于物联网的多用途水位监测与应急处理系统[J].中国新技术新产品，2021（05）.

[7]刘晴.“智慧消防”建设过程中物联网技术的有效运用[J].消防界（电子版），2021（20）.

作者简介：康秀谦（1982- ），男，汉族，广西灵川人，本科，高级工程师，研究方向：高校信息化建设。

基金项目：基于物联网和人工智能技术的平安校园应用研究（项目编号：2022XXH0003）。