智慧消防的研究及实践

智慧消防的研究及实践

郭童

浙江大学建筑设计研究院有限公司 浙江 杭州 310028

摘要：结合作者在消防电气设计中的经验，对智慧消防的发展进行介绍，并从工程设计实践出发，重点介绍智慧消防中建设城市物联网消防远程监控系统的发展现状，最后展望智慧消防的前景，指出未来需要重点发展的方向。

关键词：智慧消防 物联网 远程监控系统

0 引言

近年来，消防安全越来越引起人们的重视，以作者所在的浙江省为例，消防设计审查越来越严格，消防施工验收也越来越细致。本文从中国人民共和国公安部出台的公消[2017]297号文件出发，首先对“智慧消防”的概念做一些介绍，并对其中的内涵做一些分析，然后从工程设计实践入手，结合目前工程实践的现状探讨“智慧消防”的发展情况，最后展望 “智慧消防”的发展前景，以及将来需要重点突破的方向。

1 “智慧消防”提出的背景及定义

上个世纪九十年代，欧美等西方发达国家率先提出未来将建设智慧城市的构想，当时我们国家还处于社会发展的初期，此构想在国内并未引起重视，然后近些年来随着大数据技术、云计算、互联网+以及人工智能等科学技术的发展，目前已经有多个城市开展智慧城市的探索及试点等工作。城市的发展使得建筑的设计越来越朝更大更高的方向发展，城市人口也越来越密集，传统的消防理念以及消防模式越来越难以跟上社会发展的步伐，因此，智慧消防作为智慧城市建设的重要组成部分被重视起来。自从智慧消防的概念被提出以来，从政府、科研院所、开发商、设计院到产品供应商都积极投入到智慧消防的建设中来，并取得了一定的成果。

根据公消[2017]297号文件，智慧消防是指综合运用物联网、云计算、大数据、移动互联网等新兴信息技术，全面促进信息化与消防业务工作的深度融合，以达到全面提升社会火灾防控能力、部队灭火应急救援能力和队伍管理水平。

智慧消防的建设主要是抓好以下“五大项目”的建设：1）建设城市物联网消防远程监控系统；2）建设基于“大数据”“一张图”的实战指挥平台；3）建设高层住宅智能消防预警系统；4）建设数字化预案编制和管理应用平台；5）建设“智慧”社会消防安全管理系统。

本文主要从智能消防建设“五大项目”中 “建设城市物联网消防远程监控系统”这一点出发，结合作者在工程设计实践中的经验，介绍智能消防发展的现状。

2 “建设城市物联网消防远程监控系统”的内涵

建设城市物联网消防远程监控系统就是综合利用射频识别技术、无线传感技术、云计算技术以及大数据等技术，依托有线、无线及移动互联网等现代通信手段，结合原有的数据中心，扩大监控系统的联网用户数量，更加完善系统火灾探测、报警联动、设施巡检、单位管理、消防监督及消防预防等功能。

其主要措施是在传统检测火灾自动报警系统的运行状态及故障、报警信号的基础上，利用图像模式识别技术对火光及燃烧烟雾进行图像分析报警；检测室内消火栓和自动喷淋系统水压、高位消防水箱和消防水池水位、消防供水管道阀门启闭状态，防火门开关状态，利用视频监控系统监控安全出口和疏散通道、消防控制室的开关情况；接入电气火灾监控系统或装置，实事监测漏电电流、线缆温度等情况。

以下针对这些技术要求，展现其在工程实践中的实施情况。

3 火灾探测报警及消防联动控制系统

3.1消防控制室

消防控制室内设置的消防报警控制设备，包括火灾报警联动控制器（火灾报警控制器、消防联动控制器）、消防控制室图形显示装置、消防应急广播控制装置、消防专用电话主机、消防电源监控器、防火门监控器、电气火灾监控器、水池及水箱水位数显表、消防应急照明和疏散指示系统控制装置、备用电源以及打印机等。

消防控制室的图形显示装置显示消防水池、消防水箱水位（水位异常时报警），显示消防水泵、防排烟风机、消防电梯等消防用电设施的电源及运行状况。消防控制室能自动或手动联动所有与消防有关的设备。对重要的消防设备在消防控制室还能直接手动控制。

消防控制室的图形显示装置与城市建筑消防设施远程监控中心联网。

3.2火灾探测报警系统

火灾探测报警系统由火灾触发器件及火灾报警控制器等组成，各类探测器 、手动报警按钮、水流指示器、报警阀压力开关、防火阀等作为火灾报警点，水流指示器及报警阀压力开关前的检修阀作为检修结束时阀门未打开的报警信号。每个报警区域设置一台区域显示器，通过总线与火灾报警控制器连接。

在消防控制室设置火灾报警传输设备及用户信息传输装置。与火灾报警控制器、消防联动控制器之间采用专用线路连接。通过报警传输网络与城市火灾监控中心进行信息传输。

3.3 消防联动控制系统

3.3.1 消火栓系统的联动控制

消火栓系统出水干管上设置的低压压力开关、高位消防水箱出水管上设置的流量开关、报警阀压力开关等信号作为触发信号，直接控制启动消火栓泵；消火栓按钮的动作信号作为报警信号及启动消火栓泵的联动触发信号，由消防联动控制器联动控制消火栓泵的启动。

消火栓泵控制柜的启停按钮采用专用线路直接连接至消防控制室内的消防联动控制器的手动控制盘，并能直接手动控制消火栓泵的启停。

压力开关、流量开关、消火栓泵的动作信号反馈至消防联动控制器。在消防水泵房消火栓泵控制柜上，也可手动控制泵的启、停。消防控制室能监视消火栓泵的电源、运行状态，以及消防水池和消防水箱的水位。消火栓泵控制柜在平时处于自动启泵状态，停泵由具有管理权限的工作人员根据火灾情况确定。消火栓泵控制柜前门板的明显部位设置紧急时打开柜门的装置，并设置机械应急启泵功能。

3.3.2 自动喷淋系统的联动控制

自动喷淋系统出水干管上设置的低压压力开关、高位消防水箱出水管上设置的流量开关、报警阀压力开关的动作信号作为触发信号，直接控制启动喷淋泵。喷淋泵控制柜的启停按钮采用专用线路直接连接至消防控制室内的消防联动控制器的手动控制盘，并能直接手动控制喷淋泵的启停。水流指示器、信号阀、压力开关、流量开关、喷淋泵的动作信号反馈至消防联动控制器。在消防水泵房喷淋泵控制柜上，也可手动控制泵的启停。消防控制室能监视喷淋泵的电源和运行状态。喷淋泵控制柜在平时使喷淋泵处于自动启泵状态，停泵由具有管理权限的工作人员根据火灾情况确定。

3.3.3 防烟排烟系统的联动控制

由加压送风口所在防火分区内的两只独立的火灾探测器或一只火灾探测器与一只手动报警按钮的报警信号，作为送风口开启和加压风机启动的联动触发信号，并由消防联动控制器联动控制相关楼层前室等需要加压送风场所的加压风口开启和加压风机启动。火灾时能自动开启送风机出风管或进风管上安装的单向风阀或电动风阀。消防控制室能显示防烟系统送风机、阀门等设施启闭状态。

由同一防烟分区内的两只独立的火灾探测器的报警信号，作为排烟口、排烟窗或排烟阀的联动触发信号，由消防联动控制器内联动控制着火防烟分区排烟口、排烟窗或排烟阀的开启，同时停止该防烟分区的空气调节系统；由排烟口、排烟窗或排烟阀开启的动作信号，作为排烟风机启动的联动触发信号，由消防联动控制器联动控制排烟风机的开启。消防控制室能显示排烟系统的排烟风机、补风机、阀门等设施启闭状态。

3.3.4 防火门及防火卷帘系统的联动控制

由常开防火门所在防火分区内的两只独立的火灾探测器或一只火灾探测器与一只手动报警按钮的报警信号，作为常开防火门关闭的联动触发信号，并由消防联动控制器或防火门监控器联动控制常开防火门关闭；防火卷帘的动作信号和防火卷帘直接连接的感烟、感温火灾探测器的报警信号，反馈至消防联动控制器。

3.3.5 非消防电源的控制

在各变电所出线或楼层总配电箱处，由消防控制室的消防联动控制器切断非消防电源。普通动力负荷、自动扶梯、空调用电等火灾时应立即切断，正常照明、生活给水泵、安全防范系统设施、地下室排水泵、客梯等在自动喷淋系统及消火栓系统动作前切断。

3.3.6火灾警报及应急广播系统的联动控制

当消防控制室接受到火灾报警信号并经确认后，通过火灾报警控制器或消防联动控制器联动火灾警报系统，启动建筑物内所有火灾声光报警器。

火灾声警报器设置带有语音提示功能，并设置语音同步器，火灾自动报警系统具有同时启动和停止所有火灾声警报器功能。

消防控制室接受到火灾报警信号并经确认后，通过消防联动控制器联动火灾警报系统，启动建筑物内所有火灾应急广播。在消防控制室设有火灾应急广播机柜。火灾应急广播与公共广播合一,火灾时由消防联动控制器强制转入火灾应急广播状态。

在消防控制室能手动及自动控制选择广播分区、启动或调整应急广播系统，并能监听消防应急广播。消防控制室能显示广播分区的工作状态。

3.3.7 消防电话系统

在消防控制室内设置消防直通对讲电话总机，除在各层的手动报警按钮设置消防直通对讲电话插孔外，在变配电所、消防水泵房、消防电梯机房、防排烟风机旁、计算机网络机房、主要通风和空调机房、企业消防站、消防值班室、总调度室、数据监控中心、消防及安防监控中心、警卫值班室等处设置消防直通对讲电话分机。电梯轿厢内设置能直接与消防控制室通话的专用电话。

在消防控制室、消防值班室或企业消防站还设有可直接拨打119电话的外线电话。

消防电话分机固定安装在明显且便于使用的部位，并有区别于普通电话的标识。

3.3.8 消防控制室图形显示装置的设置

在消防控制室设置消防控制室图形显示装置，能显示本项目全部消防系统及相关设备的动态信息和消防安全管理信息，并为远程监控系统预留接口，并具有向远程监控系统传输上述有关信息的功能。

消防控制室图形显示装置与火灾报警控制器、消防联动控制器、消防电源监控装置、电气火灾监控器、可燃气体报警控制器等消防设备之间采用专用线路连接。

3.4

火灾预警系统

3.4.1 电气火灾监控系统

在消防控制室设置电气火灾监控器，并具有以下功能：探测漏电电流等信号，配电线路漏电电流达到设定值时，发出声光报警，准确报出故障线路地址，监视故障点的变化；显示系统电源状态；将上述信号反馈至消防控制室，报警信息和故障信息在消防控制室图形显示装置上显示，该类信息与火灾报警信息的显示应有区别。

3.5 消防设备电源监控系统

在消防控制室设置消防电源监控装置，对消防控制室内的报警联动装置、消防水泵及防排烟风机控制箱、消防电梯控制屏、可燃气体报警控制器等主要消防设施的主用、备用电源进行检测，显示检测点电源中断、过压、欠压、过电流、缺相等故障及工作状态。

消防电源监控装置的工作及报警信号传输至消防控制室图形显示装置。

4 总结与展望

智慧消防建设内容日趋复杂，除了文中提到的“五大项目”的建设之外，还包括智慧安全用电、智慧防控救灾辅助决策等等，笔者能力有限，仅能就“建设城市物联网消防远程监控系统”中的一小点，结合自己的工程设计实践进线简要分析。

智慧消防的建设涉及到的部门众多，学科众多，既需要政府部门做好政策的制定及引导，又需要各个研究机构制定出切实可行的规范为实践指明方向，同时，对于建设单位、设计机构以及生产厂家也需要相互配合将政策落实到实处。

然而归根到底，理论的突破和创新是实践创新的先导，互联网+技术、大数据技术、云计算以及人工智能等计算机技术的更大发展才能从根本上促进智慧消防技术的突破性发展。

5 参考文献

[1]中华人民共和国公安部《关于全面推进“智慧消防”建设的指导意见》公消[2017]297号

[2]吴艳敏,靳豆豆.我国智慧消防标准规范分析及完善[J].武警学院学报，2021,37(4).

[3]杨新星.试论推进智慧消防建设与发展的策略[J].消防界,2018(6):442.

[4]李国生.智慧消防平台建设探讨[J].消防科学技术,2018,37(5).

[5]中华人民共和国国家标准《火灾自动火灾报警设计规范》GB 50116-2013.