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徐放:物联感知持续创新,助力智慧消防发展 | CFIC2018

http://www.fire.hc360.com2018年11月12日09:45 来源:慧聪消防网作者:徐放T|T

     慧聪消防网    CFIC2018中国消防安全产业大会回顾     消防十大品牌和匠心荣耀颁奖现场

    智慧消防发展的核心问题是解决数据获取,物联感知是助力智慧消防的发展方向,第一是加强标准体系建设,第二是发展融合新型传感技术,分别是视频感知技术、射频感知技术、无线传输技术。通过数据管理和应用,推动消防工作机制的转变,从消防监督管理向消防安全治理转变,从注重火灾扑救向注重灾前预防转变,从减少火灾损失向减轻火灾风险转变。2018年9月15日应急管理部(原公安部)沈阳消防研究所副所长徐放受邀出席2018中国消防安全产业大会,并作报告《物联感知持续创新,助力智慧消防发展》。

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应急管理部沈阳消防研究所副所长徐放

    2018年9月14日-15日,来自全球消防界10多个权威机构和700多家企事业单位的代表,共聚CFIC2018中国消防安全产业大会,助力消防产业在新时代行稳致远。CFIC2018以“创新•共享•融合”为主题,为专家学者、匠心名企、核心用户群体搭建起产学研用融合共享交流平台,建立以企业为主体、市场为导向、产学研深度融合的技术创新体系,顺应智慧消防发展大潮,聚焦消防产业转型升级,为创建更安全的社会环境共同努力。

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应急管理部沈阳消防研究所副所长徐放CFIC2018演讲现场

    以下是文字实录:

    各位嘉宾、各位专家、各位与会代表大家上午好。

    今天汇报的题目是《物联感知持续创新,助力智慧消防发展》。当时组委会找到我之后我也思考了一下为什么叫这个名字?智慧消防无论怎么发展,核心的问题还是要解决数据,也就是如何采集数据。物联感知是一个最基础也是最核心问题,(解决这个问题之后)才会涉及到数据管理以及应用问题,以及延伸到大数据分析和数据挖掘。

    本次汇报共分为三个部分,今天有很多观点和技术内容跟大家分享,不当之处请批评指正。

一、智慧消防发展概述

    首先简单介绍一下智慧消防发展概述。

    随着我国经济社会的快速发展,面临的火灾隐患日益增多,消防安全形势日益严峻。随着人民群众对幸福感、安全感需求日益迫切,消防逐渐成为一种主动的需求。国家在2014年提出了《关于促进智慧城市健康发展的指导意见》,2017年10月公安部消防局下发了《关于全面推进”智慧消防”建设的指导意见》(以下简称“297号文”)也进一步明确了智慧消防建设的发展方向。

    目前我国消防工作面临的主要问题和挑战有四个方面:第一防火监督工作“点多面广”;第二消防工作社会化责任难落实;第三灭火救援现场态势无法准确掌握,无法做到精准的指挥和科学辅助决策;第四消防物资装备管理难度大。

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    在这样一种形势下,第一步要解决的问题是把数据采集出来,因此提出“物联网”的概念。2005年,国际电信联盟进一步明确物联网的概念物联感知技术把所有物品通过射频识别装置、传感器、嵌入式设备、激光扫描器等信息传感设备与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。物联网实质是物物相连的互联网。物联网概念在2005年提出后真正发展起来是最近几年,尤其是移动互联技术和窄带物联网技术发展之后,万物互联成为大家关注的重点。物联网要解决数据采集、汇聚和应用的问题,从而实现高度智能。

二、物联感知技术在消防工作中的应用现状

    下面简单介绍一下物联感知技术在智慧消防工作中的应用现状。

    

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    大家可能已经熟知物联网技术的感知、传输、应用三层架构。在智慧城市建设中,物联网技术在交通、智能家居、医疗检测、环境监测等方面得到广泛应用,应用的目标是全面感知,高智能共享。

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    物联感知技术尤其适合于消防业务涉及面广、产品种类数量繁多、火患因素繁杂、装备种类众多、各类业务信息交错复杂等特点,因此,通过物联感知技术的创新应用推动智慧消防的建设和发展。

    我们规划了物联感知在三个方面的应用。第一社会消防安全管理,在座的各位可能大部分从事的消防产品研发、生产和面向社会化应用,我们叫做社会消防安全管理,或者叫社会消防安全治理。第二灭火救援现场处置管理,关注的重点在于现场处置如何更加精准,精准的指挥调派等。第三是消防装备物资监管,包括装备物资静态和动态两方面的管理。三方面融合在一起才成为消防物联网,才成为支撑智慧发展的全要素。这里还只是强调物联感知,没有强调数据的分析和应用以及数据挖掘。

    社会消防安全管理方面:

    社会消防安全管理大致做了四个方面内容,可能不全面,今天介绍都是(沈阳所)在“十一五”、“十二五”以及“十三五”期间积累的一些科研成果。一是城市消防远程监控系统,二是低功耗广域网技术应用,三是移动互联网技术应用,四是智慧消防云服务平台。

    城市消防远程监控系统应该说是消防物联网的典型应用,针对建筑物内火灾报警控制器、消防联动控制系统、自动喷水灭火系统、防排烟系统、疏散指示系统等有源类建筑消防设施,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,对消防设施的运行状态进行数据采集和实时监控管理。这项技术基本上持续了十年,随着物联网技术的发展不断地更新和完善。

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    “297号文”中提出“城市物联网消防远程监控系统”,强化了物联网技术在联网监控中的应用。这里提出新的功能,比如图像识别功能,利用图像识别技术对火光及燃烧烟雾进行图像分析报警;此外拓展了监控的范围,比如水压监测、水系统状态的监测,阀门的监测,防火门开闭状态的监测、疏通通道堵塞的监测以及控制室管理情况的监测。这些(可能)都是火灾隐患。第三是进一步扩大监管的内容,比如把电气火灾监控系统、可燃气体探测系统接入,再结合手机APP,实现动态监控,立体呈现社会单位的消防安全状况。

    我们总结了新的物联网技术在消防远程监控系统应用的三个特点。第一感知手段更加丰富,利用多种感知和数据采集技术,能够对各类消防设施和器材的状态进行实时监测。比如利用RFID射频识别技术,针对灭火器、水枪、水带、防火门等可移动消防设施和器材,进行设施在位状态和防火门开关状态的实时监测。第二是集成度更高,由一台消防信息采集装置能够采集多种类型的数据,将多类传感、控制集成为一体。第三自动化程度更高,通过图像识别、无线传感、人工智能等技术识别各种所需信息。如:利用视频监控资源,可以监测被测物体的形态、大小、灰度以及静止时间,结合算法判断疏散通道的堵塞,及时报警。利用视频监控资源,采用数字图像形态学方法,识别消防阀门的开闭状态。

    NB-IoT、LoRa等低功耗广域网技术的应用近期备受关注。NB-IoT、LoRa等低功耗广域网技术等具有传输距离远、满足大量连接等特点。把火灾、漏电、用电发热、燃气、消防水源水压等独立传感设备通过低功耗广域网进行连接,构建了全方位远程监控预警、警情多级推送以及消防设施状态监控管理等功能的新型智能消防预警系统。目标是填补消防监管的空白点,多维度、多角色、多状态及时通知,为高层住宅、老旧小区、九小场所、古村寨等用户提供火灾防控远程预警和管理工具,更强调利用已有的信息网络,突出信息服务的价值。

    移动互联网技术应用。利用NFC技术和先进的算法,以移动手机端将消防安全管理要素有机融合于手机APP,为政府、消防、社会单位、社会大众等提供便捷服务,用简易的手段强化社会单位主体责任和各方面工作部署的有效落实。比如可以用手机APP来实现政府部门的消防宣传,可以实现监督检查、设施的巡查管理,包括设施的隐患排查和举报以及及时报警。用最小成本,甚至没有成本投入(因为大家现在都有智能手机)来实现防火管理监督社会管理利益的最大化。这里需要说明的,消防物联网不单单是远程监控系统,远程监控只是最典型的例子,后面还会有很多延伸。现在把远程监控的信息、物联网的信息、移动互联网、窄带互联网、广域网这些信息都汇聚过来,可能有不同的类型,每个城市采取不同的方式,实际上核心是为了数据应用。

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    目前基于云计算的技术来解决两个问题,一个是综合分析评估,评估什么?系统对终端设备传送的数据可以分区域、分时段、分单位进行数据统计,对单位设施完好率、巡查合格率、隐患整改率等进行综合分析,对单位的管理状况、区域的火灾风险进行评估。由原来定性的评估,变成定量的评估、精准的评估、可视化的评估。

    第二是大数据分析。系统的大数据分析功能对消防设施管理、隐患排查、培训演练、风险预警以及火情数据等进行关联分析,寻找出潜在的规律,反作用于火灾防治,有利于更加科学的开展火灾防控工作。

    灭火救援现场处置方面

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    灭火救援现场处置方面,利用物联网的技术解决四个方面的问题,一个是建筑火灾态势与人员分布监测,二是消防员生命体征监测,三是消防员室内定位,四是现场环境监测。

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    建筑火灾态势与人员分布监测由火灾信息采集、人员分布统计、火灾发展态势监测、信息传输和监测平台组成。系统对火灾自动报警系统发出的各种报警信息和设备动作信息进行实时采集,对建筑火灾态势发展进行动态显示和趋势预测。这个信息非常重要,可以在第一时间传给应急救援部门。这里涵盖了几个信息,包括建筑结构信息、火灾蔓延趋势信息,然后可以通过在建筑、楼层等出入口处和汇集区域安装客流计数装置,实现进出人员计数、视频查看和人数统计,可以知道被困人员人数、集中在几层,更加有利于精准的施救。

    第二个是保障消防员生命安全问题,这也是我们利用物联感知技术亟需解决的问题。实时监测消防员心率、呼吸率、体温等多项生理体征和运动体征参数,可自动识别异常情况进行报警。可以用于两方面,一是日常训练;二是灭火救援过程中的消防员身体状态监测。

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    目前市场上有一些手环产品(在静态下解析人体心率),而我们研发的技术重点在于解决运动状态中准确解析人体心率。针对消防员在非运动状态和运动状态的活动特征,以加速度信号作为参考进行自适应滤波,解决心率频谱峰值与谱峰的跟踪问题,准确解析人体心率。

    第三是消防员室内定位系统。目前市场上定位产品很多,核心问题是如何找到惯性传感器成本降低的手段,目前采用低成本的惯性传感器带来漂移误差的问题。利用角速度峰值和落地加速度峰值综合判断脚步落地时刻,精确划定零速校正时刻,采用零速校正方式修正低成本惯性传感器漂移误差,精确定位人员位置。指挥员利用APP查询火场中消防员的实时位置信息。

    第四是环境监测,这也是十分重要的。如何把火灾现场各种危险源及时的检测出来,实现提早防护、提早处置。这套系统主要由多合一的气体侦检仪、数据读取器、监控终端和监控平台组成,可以实时检测出现场的各种危险信息。

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    消防装备物资监管方面

    消防装备物资监管主要涉及消防车辆动态信息管理系统和消防库房物资管理系统两方面。车辆动态信息管理系统主要是针对车辆,在灭火救援过程中,通过对多类信息的采集、传输、存储及业务流程管理,实现消防车辆、随车器材、上装、环境等状态信息的在线式实时监管,为车辆和车上装备的使用维护、现场调派及战评总结提供了重要的数据基础。监控平台软件提供基础信息管理、车辆动态信息展现、查询统计分析、基于GIS的地图服务等功能。

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    消防库存物资管理通过RFID标签、短距离通信、智能感知等技术记录库房装备的采购、出入库、报废等信息,实现装备全生命周期管理。

    标准化发展现状

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    刚才讲述了三方面物联感知技术在智慧消防的应用,此外大家可能对标准问题产生困惑,一直呼吁要建立智慧消防的标准,其实前期是有基础的。目前比较完整的是“城市消防远程监控系统”标准体系,包括1部国家规范和10部国家标准。基本上涵盖了大家需求的通讯协议、基础数据项、接口、对外交换协议等,实现了远程监控系统各环节的全覆盖。下一步还要在此基础上发展智慧消防标准体系。

三、物联感知技术的发展方向

    下面简单谈谈物联感知助力智慧消防的发展方向,主要有三个方面:一是加强标准体系建设,二是发展融合新型感传技术,三是聚焦大数据技术。

    加强标准体系建设

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    综合现有基础情况、技术发展趋势、远期达成目标等因素,应以城市消防远程监控标准体系为基础,向智慧消防标准体系方向发展。智慧消防标准体系建设可能要参考智慧城市的标准体系。在智慧城市的总体标准中有一个核心的通用要求,这可能是我们接下来要做的。要有技术参考模型,我们不能规定某一项技术应该如何做,但是可以把参考模型做出来,大家可以瞄准一个方向。再有就是智慧城市强调一个评价模型,我们应制定智慧消防建设评价标准,反映出建设系统的科学性、提升管理效率的能力。后续我们再针对各应用系统的标准不断完善,比如在灭火层次,有数字化预案、实战指挥平台,还可以针对应急通信系统建立相关应用层面的标准。不断完善安全保障、运营维护的标准。逐渐建立成体系化的智慧消防标准。

    发展融合新型感传技术

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    第二是发展融合新型感传技术,一个是感知,一个是传输。感知是利用现有技术条件扩大视频监控的感知手段能力,比如对人像的识别、火灾的识别、行为的识别等。传输方面的研究,比如窄带物联网,5G的发展等。

    聚焦大数据技术

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    所有数据拿过来之后,真正为消防服务,为我所用,提升防火监督水平、灭火救援战斗能力的核心是大数据应用。重点强调两个方向,一是可视化监测预警。在防的方面把报警变为预警,这种预测预警是动态可视化的。一旦发生事故,加强智能化应急处置,全面感知现场信息,多维展现现场态势,让指挥更加精准有力。

    逐渐通过利用物联网、大数据、云计算等新一代信息技术,推动消防工作机制的转变,从消防监督管理向消防安全治理转变,从注重火灾扑救向注重灾前预防转变,从减少火灾损失向减轻火灾风险转变。这是我们最终追求的目标,让火灾不发生、少发生。

    本文为方便理解,整理演讲时用语保留口语化。若有不当之处,请批评指正。

责任编辑:刘祥凤

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