美国国家标准与技术研究所(NIST)2015年提交了一份“智慧消防研究路线图”的报告,本报告着重阐明了智慧消防的优势和构建智慧消防的步骤。可以预见智慧消防将促使消防理念与消防模式发生转型,并大大提高消防的有效性和效率。从报告可以看出,这里提出的是智慧消防1.0,有限政府属性使其面临数据收集难等等问题,安擎科技以破解消防痛点提升城市韧性为目标提出了安擎智慧消防2.0解决方案。后续将分5期内容详细介绍。
2013年美国消防部门接警处置了48万多起建筑火灾,死亡2850人,受伤14000人,直接财产损失约100亿美元,3万多名消防员火场受伤。
通过利用人工智慧、物联网、云数据、虚拟现实及新型传感器等新技术可以大大减少损失。这些新技术经过综合而成为赛博物理系统(CPS),亦称为信息物理系统即一个集综合计算、网络和物理环境的多维复杂系统,可以实现实时感知、动态控制和信息服务。这就大大提高了智慧消防系统的性能、安全性、预测和复原力。

图1 技术发展的历史观点
智慧消防包括消防工程的所有领域和消防应急响应的各个阶段(即事故前、事故期间和事故后)。通过确保关键信息在需要的地方和时间流动,智慧消防将改变传统的预防和保护策略以及消防实践。这种信息流动是通过加强数据收集、处理和有针对性的通信来增强信息的力量来实现的。
信息来源为社区、建筑物居住者、建筑物本身和消防人员。来自社区的数据包括交通、天气、警察和医院的信息。来自建筑物的信息包括关于建筑、材料和公用设施的注释计算机辅助设计模型或蓝图,以及与火灾有关的建筑物传感器和设备的细节。居住者可能能够提供关于建筑物内人员的数量、年龄和状况以及任何相关健康问题的信息。
通过技术和系统的引入将促进来自社区、建筑物、消防人员、设备和消防设备的大量实时传感器数据互相融合。并且对于应急响应情况,可以在应急事件前(如法规执行、预防、培训)、应急事件期间和应急事件后(如大修、打捞、调查),这些数据有可能加强火场的消防和态势感知,与基于云的数据库的信息一起,将为计算模型和决策工具提供宝贵的输入。其结果可以更好地预测应急事件未来演变的趋势,为战术决策提供支持。

表 从传统消防到智慧消防的转变

图2 智慧消防过程的例子
智慧消防面临着技术挑战。智慧消防的理念是基于创建、存储、交换、分析和集成来自广泛数据库和传感器网络的信息。这些领域都存在着挑战。一个关键挑战是在一定规模上设计可靠复杂系统的能力,即涉及到创新的设计策略、新的控制理论、系统集成、智慧传感和控制以及自动化;另一个关键挑战是用于实验、评估和验证的可用性能指标的开发能力,这些性能指标对于实现高级CP的设计、控制和高效运行至关重要,当然实现不同CP之间的互操作性也同等重要。实现互操作性的关键是为这些复杂系统内部和之间的接口制定统一标准和协议。

图3 智慧消防框架的关键概念
从战略高度看,智慧消防的总体目标是消除不必要的火灾和其他有害事件,保障人民的生命安全;促进技术创新和社会经济繁荣发展。
智慧消防的愿景包括以下内容:
- 拯救生命和尽量减少建筑物居住者和社区人员的伤害
- 提高消防人员职业健康安全
- 提高消防服务的整体运作效率及消防工作的成效
- 尽量减少火灾造成的财产损失
- 尽量减少因火灾造成的业务中断和特派团连续性损失
从愿景看到,智慧消防会改变已有的消防服务,积极保障消防员的安全和健康,提高消防服务效率,并全面促进解决消防整体面临问题。
为了确定和解决阻碍智慧消防广泛应用的技术以及相关开发差距,NIST“智慧消防研究路线图”报告确定了研究路线图,路线图涉及三个主要部分。第一部分,涉及数据收集,包括通信技术和交付方法、传感器(消防员机载传感器、移动传感器和固定传感器)和数据库,包括现有和新兴的数据收集。第二部分,讨论数据处理问题,包括硬件和软件以及实时数据分析。第三部分,讨论有针对性的决策数据,重点是最终用途应用程序和用户交付方法,并为未来的研究提供了建议。
智慧消防系列二将以实现智慧消防的各种通信技术和系统为主题,敬请期待。(注:本文配图均来自NIST“智慧消防研究路线图”报告)