城市智能消防栓監(jiān)控系統(tǒng)解決方案
近年來，隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市建設(shè)的步伐不斷加快，消防工作也凸顯重要，然而消防設(shè)施的信息化建設(shè)卻趨于落后；傳統(tǒng)的管理方式無法及時了解現(xiàn)場信息，比如消防設(shè)施被破壞、救火現(xiàn)場無法及時有效地找到消防水源、消防通道被堵塞等原因，延誤了最 佳撲救時間，致?lián)p失擴大。
在消防隊裝備的消防車中，因自身運載水量有限，在滅火時往往需要尋找水源，這時，消防栓就發(fā)揮出巨大的供水功能。然而現(xiàn)實生活中，由于一些單位和個人的消防安全意識淡薄，消防栓被損壞的情況非常普遍，一旦發(fā)生火災(zāi)，這些消防栓將無法發(fā)揮其應(yīng)有的作用。對人民群眾的生命財產(chǎn)安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。
隨著城市規(guī)模的不斷擴大，消防栓的安裝范圍也在不斷擴展，對于消防單位而言，對消防栓進(jìn)行全面的、實時的監(jiān)控管理成為一種迫切的要求。
一、現(xiàn)存問題及發(fā)展趨勢
1、消防栓管理現(xiàn)狀
▲ 人工巡查：人員素質(zhì)良莠不齊，處理問題專業(yè)度不夠，人工巡查耗時費力；
▲ 信息孤島：消防信息無法共享，信息傳輸方式單一，不透明；
▲ 統(tǒng)計誤差：手工記錄、紙質(zhì)存檔，消防設(shè)施完好率無法統(tǒng)計，存在大量誤差；
▲ 檢查盲區(qū)：消防管網(wǎng)、消火栓水壓資料陳舊，無法動態(tài)監(jiān)控；
▲ 監(jiān)管缺陷：大檢查時“臨時抱佛腳”消防部門監(jiān)管難上加難；
▲ 交接模糊：口頭通知，物業(yè)與維修單位交接模糊，人員績效不明確；
▲ 運維滯后：運維人員工作機制完全處于盲目和被動狀態(tài)，無法及時進(jìn)行維護(hù)；
▲ 警情模糊：數(shù)據(jù)真實性無法保證，預(yù)警方式單一；
▲ 違規(guī)用水：消火栓被一些違章用水單位、個人肆意使用，浪費水資源，并導(dǎo)致部分消火栓無法正常使用；
2、消防栓管理發(fā)展趨勢
近年來，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)代社會的方方面面都得到了廣泛的應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將傳統(tǒng)的物理設(shè)施與高速發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，使一些傳統(tǒng)的工作方式發(fā)生了質(zhì)的改變。新的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的城市智能消防栓監(jiān)控系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)，管理者通過統(tǒng)一的管理界面就可以對整個區(qū)域內(nèi)分布的消防栓進(jìn)行檢查。這一過程完全實現(xiàn)了實時性與智能化，對于提高消防系統(tǒng)的行動效率，消除城市安全隱患具有重大現(xiàn)實意義。
消防物聯(lián)網(wǎng)是利用傳感器技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)實時采集建筑物內(nèi)、外消防系統(tǒng)管網(wǎng)水壓、水池水位、水泵控制器狀態(tài)以及閥門狀態(tài)等信息，通過有線或無線通信方式傳送到消防物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中心，中心對所監(jiān)測的各個部位的數(shù)據(jù)進(jìn)行實時監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)發(fā)生故障或報警的原因，提出系統(tǒng)維護(hù)的建設(shè)性方案。
二、城市智能消防栓系統(tǒng)概況
1、系統(tǒng)組成
智能消防栓監(jiān)控系統(tǒng)采用服務(wù)器－終端模式進(jìn)行設(shè)計。具體由信息管理模塊，通信處理模塊、信息采集模塊，控制模塊四部分組成。信息管理模塊屬于服務(wù)器，通信處理模塊、信息采集模塊、控制模塊屬于終端。
信息管理模塊位于整個系統(tǒng)的最上層，主要負(fù)責(zé)對整個系統(tǒng)中收集到的各個模塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。通信處理模塊，負(fù)責(zé)系統(tǒng)中采集到數(shù)據(jù)的收發(fā)工作。將數(shù)據(jù)壓縮打包后，利用無線通訊網(wǎng)絡(luò)，通用互聯(lián)網(wǎng)等途徑完成數(shù)據(jù)在終端與服務(wù)器之間的傳遞。信息采集模塊，負(fù)責(zé)對消防栓的實時信息進(jìn)行采集，它主要由各種狀態(tài)傳感器與采集電路組成?？刂颇K則對采集模塊與通信處理模塊進(jìn)行總控與管理。
智能消防栓系統(tǒng)組網(wǎng)圖示
2、系統(tǒng)架構(gòu)
智能消防栓監(jiān)控系統(tǒng)采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、無線通訊技術(shù)、GPS 技術(shù)、數(shù)據(jù)庫等技術(shù)，監(jiān)測消防栓狀態(tài)、地理位置、用水情況、水壓信息、安全信息等，運用系統(tǒng)軟件對消防栓的信息進(jìn)行處理、分類、統(tǒng)計和分析，從而達(dá)到日常消防栓全面管理和戰(zhàn)時合理規(guī)劃，使用每個可利用消防栓，充分發(fā)揮救災(zāi)現(xiàn)場的有限兵力。
智能消防栓監(jiān)控信息系統(tǒng)通過在消防栓上安裝各種監(jiān)測器，對目標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控和數(shù)據(jù)收集，并通過無線通訊系統(tǒng)進(jìn)行實時數(shù)據(jù)傳輸，將數(shù)據(jù)提供給監(jiān)控系統(tǒng)中心進(jìn)行存儲、分析、查詢、檢索，供用戶劃分權(quán)限進(jìn)行有效管理。
運用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和 GIS 技術(shù)將消火栓分布情況、消火栓基本信息、各種監(jiān)控信息集成在一個平臺上供用戶查詢和使用。
智能消防栓監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)圖
3、系統(tǒng)原理
消防栓監(jiān)控器系統(tǒng)構(gòu)架由消火栓監(jiān)控器、消防栓監(jiān)控管理系統(tǒng)軟件兩部分構(gòu)成，消防栓監(jiān)控器安裝在市政消火栓上，消防栓監(jiān)控管理系統(tǒng)軟件應(yīng)用于監(jiān)控機房，將各種監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、分析、統(tǒng)計形成各類報表、電子地圖等。
消防栓傳感器實物圖
如圖所示：
A——智能蓋帽，包括消火栓監(jiān)控器平臺、用水監(jiān)測模塊、定位模塊、撞倒報警模塊；
B——管網(wǎng)水壓監(jiān)測器；
C——消防栓閥門監(jiān)測器；
A、B 和 A、C 之間通過短距無線通訊實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，由 A 收集處理后，通過LPWAN或GSM\3G\4G網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到監(jiān)控中心。當(dāng)用水、撞倒、水壓超限等報警觸發(fā)時，可以通過短信將信息發(fā)送到監(jiān)控中心，由監(jiān)控中心將報警信息顯示或者發(fā)送到指定人員手機。
智能消防栓 APP，分為安卓和蘋果IOS兩個平臺，主要用于消防栓的基本信息輸入和消防栓巡檢記錄等功能，基本信息如消火栓編號、品牌、型號、安裝日期、安裝地點等，消防栓巡檢記錄為現(xiàn)場巡檢記錄，消防栓損壞情況，現(xiàn)場違章處理等。數(shù)據(jù)信息通過手機和系統(tǒng)賬號實現(xiàn)數(shù)據(jù)更新和下載。
智能消防栓 APP 具有導(dǎo)航和放樣功能，客戶可以輸入目標(biāo)消火栓經(jīng)緯度，由 APP 地圖指引到目標(biāo)地點。
三、智慧消防栓業(yè)務(wù)應(yīng)用
LPWAN系統(tǒng)以多層級管理、分布式部署、數(shù)據(jù)集中存儲為主要特點，強調(diào)以監(jiān)控為核心，建設(shè)防控結(jié)合、以防為主的自上而下的一體化城市消防監(jiān)控管理體系。
系統(tǒng)實時接收、顯示、處理聯(lián)網(wǎng)單位的報警信息和消防設(shè)施的運行狀態(tài)信息，通過遠(yuǎn)程終端查詢，使用戶單位、服務(wù)商、消防主管單位及時掌握和處理現(xiàn)場警情。
消防管理部門隨時在線獲得準(zhǔn)確實時的被控單位各類消防管理數(shù)據(jù)，有效做好消防監(jiān)督管理工作，提升消防執(zhí)法效率，實現(xiàn)消防管理工作信息化、現(xiàn)代化。
智能消防栓業(yè)務(wù)應(yīng)用圖示
四、智能消防栓應(yīng)用介紹
1、水壓監(jiān)測
一般城市市政消防管網(wǎng)的水壓在 0.25-0.35MPa，離泵站近的水壓值較高，未端水壓較低，也就意味著每個消火栓的出水口壓力也不盡相同，通過對消防栓附近管網(wǎng)安裝測壓點進(jìn)行水壓監(jiān)測，了解整體消防管網(wǎng)的水壓情況。
管網(wǎng)水壓監(jiān)測器，可以根據(jù)客戶需求，設(shè)定最 低水壓報警值和最 高水壓報警值，使得用戶實時掌握管網(wǎng)水壓情況。
方案設(shè)定，管網(wǎng)水壓監(jiān)測器采取平時待機，每隔 1 小時啟動一次采集水壓值，如果在設(shè)定范圍值內(nèi)，通過短距無線通信發(fā)送到智能蓋帽，由智能蓋帽將數(shù)值存儲，在每天晚上 12 點定時發(fā)送到后臺服務(wù)器；當(dāng)采集的水壓值超過設(shè)定范圍時，水壓監(jiān)測器將水壓值實時發(fā)送到智能蓋帽，并由智能蓋帽實時將報警值發(fā)送到后臺服務(wù)器，由后臺服務(wù)器及時對相關(guān)人員進(jìn)行短信、地圖閃爍等手段進(jìn)行提示。
水壓監(jiān)測組件有 2 種安裝方式，一種使用法蘭式水壓監(jiān)測器，法蘭厚度在30mm 左右，安裝時，只需要把原有消火栓移動 30mm 即可實現(xiàn)安裝；一種是打孔式，通過在原有管道上的打孔技術(shù)，將傳感器探頭伸入管道內(nèi)，即可實現(xiàn)安裝。
相對于智能蓋帽，水壓監(jiān)測組件整體安裝與貼近管網(wǎng)部位，位于地下，所以體積要求不嚴(yán)格，可以選用大容量電池，理論使用時間 5 年。由于設(shè)備埋于地下，防水等級較高，因此建議由專業(yè)人員更換。
智能消防栓水壓監(jiān)測圖示
2、水量監(jiān)測
當(dāng)消防栓被打開時，用水監(jiān)測模塊開始工作，記錄消火栓打開的時間和關(guān)閉時間，并將信息通過消火栓監(jiān)控器平臺發(fā)送至監(jiān)控機房進(jìn)行記錄，并將用水信息以手機短信方式發(fā)送于執(zhí)法人員手機（手持機）上，以便于巡查小組進(jìn)行及時制止和處理。
智能消防栓蓋帽，外形設(shè)計基本按原消火栓蓋帽，所以只需要更換原消防栓蓋帽，即可完成安裝。
智能消防栓水量監(jiān)測圖示
3、消防栓撞到監(jiān)控
當(dāng)消防栓被撞擊甚至撞倒時，撞倒報警模塊開始工作，將報警信息、地理信息、時間信息等通過消火栓監(jiān)控器平臺發(fā)至監(jiān)測機房，方便搶修人員第一時間發(fā)現(xiàn)現(xiàn)情況，并及時趕到現(xiàn)場進(jìn)行處理。
主要通過角度傳感器實現(xiàn)撞倒監(jiān)測，設(shè)定指標(biāo)為傾斜角度大于30度進(jìn)行報警。
撞倒報警功能，集成在智能消防栓蓋帽中，所以只需要更換消防栓蓋帽，即可完成安裝。
智能消防栓防撞監(jiān)控圖示
4、漏水監(jiān)測
當(dāng)消防栓附件管網(wǎng)出現(xiàn)破損并發(fā)生漏水時，漏水監(jiān)測器將信息通過消防栓監(jiān)控器平臺發(fā)送至監(jiān)控機房進(jìn)行記錄，并提醒相關(guān)人員。
5、消防栓閥門監(jiān)控
當(dāng)消防栓閥門被關(guān)閉時，關(guān)閉信息通過消火栓監(jiān)控器平臺發(fā)送至監(jiān)控機房，并提示閥門被關(guān)閉。
五、智能消防栓查詢系統(tǒng)
提供區(qū)域內(nèi)的消防栓情況查詢，設(shè)備故障狀態(tài)查詢等。
1、GIS系統(tǒng)
▲ 消防栓分布；
▲ 報警聯(lián)動閃亮，包括撞倒報警、漏水報警、用水報警、消火栓閥門關(guān)閉報警等；
▲ 消防栓信息顯示及操作，包括消火栓基本情況及水壓信息等。
智能消防栓分布示意圖
2、智能消防栓用水?dāng)?shù)據(jù)統(tǒng)計、分析
對消防栓產(chǎn)生的用水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計、分析，了解該區(qū)域的整個用水分布情況，對違章用水處理提供依據(jù)。
城市的智能消防栓系統(tǒng)對于城市的基礎(chǔ)設(shè)施升級，提高消防栓管理及維護(hù)有著重要的現(xiàn)實意義，現(xiàn)有的消防栓主要供消防車從市政給水管網(wǎng)或室外消防給水管網(wǎng)取水實施滅火，也可以直接連接水帶、水槍出水滅火。智能消火栓的產(chǎn)生給這一過程提供了更加便捷安全的保障。
