智慧化消防電子設(shè)備的研究與應(yīng)用趨勢(shì)分析

摘要：隨著人們對(duì)安全的要求不斷提高，消防領(lǐng)域不斷發(fā)展，電子技術(shù)在此領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)的消防設(shè)備已經(jīng)無法滿足人們對(duì)安全的需求和不斷增長(zhǎng)的地下空間和高層建筑等特殊建筑物消防需求。同時(shí)，消防設(shè)備失效和缺陷容易造成不可挽回的損失。因此，如何提高消防設(shè)備的智慧化水平、減少消防災(zāi)害影響，已成為了人們關(guān)注的焦點(diǎn)。通過對(duì)智慧化消防電子設(shè)備的研究，基于模型訓(xùn)練的人工智能等新技術(shù)在消防領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，能夠提高消防系統(tǒng)的性能和工作效率，同時(shí)也能夠解決傳統(tǒng)消防技術(shù)所面臨的挑戰(zhàn)，有效提高消防系統(tǒng)的感知、控制、保護(hù)和管理能力，更好保障公共安全。關(guān)鍵詞：智慧化；消防；電子設(shè)備；感知；安全引言當(dāng)前消防電子設(shè)備的獨(dú)立性使得消防聯(lián)動(dòng)性無法滿足新的需求。同時(shí)，消防管理方面嚴(yán)重依賴于消防值班人員的技術(shù)水平，消防設(shè)備之間的信息共享性一般。因此，智慧化消防電子設(shè)備的研究與開發(fā)在新型信息技術(shù)應(yīng)用與新需求推動(dòng)下逐步發(fā)展起來[1]。隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等技術(shù)的發(fā)展，消防設(shè)備和系統(tǒng)的智能化、自動(dòng)化和自我診斷、維護(hù)能力的需求日益凸顯。消防安全在現(xiàn)代城市建設(shè)中具有重要地位，但由于火災(zāi)的突發(fā)性和復(fù)雜性，強(qiáng)烈需要依賴高科技手段，以此提高消防設(shè)備和系統(tǒng)的安全性、可靠性和效率。新型智慧化技術(shù)的應(yīng)用也促進(jìn)了智慧化消防電子設(shè)備的發(fā)展[2]。例如，人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別、聲音識(shí)別、圖像分析等功能，大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘和可視化展示，物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)設(shè)備互聯(lián)和信息傳遞，云計(jì)算實(shí)現(xiàn)云端管理和應(yīng)急處置。通過對(duì)智慧化消防電子設(shè)備的應(yīng)用與推廣，實(shí)現(xiàn)真正的智慧化和自動(dòng)化，使其更快、更準(zhǔn)、更智能地識(shí)別、預(yù)測(cè)和解決消防安全問題，保障公共安全和人民生命財(cái)產(chǎn)安全[3]。一、智慧消防電子設(shè)備（一）智慧化消防設(shè)備的定義和特點(diǎn)智慧化消防設(shè)備是基于現(xiàn)代信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感技術(shù)、通訊技術(shù)等，結(jié)合消防領(lǐng)域的應(yīng)用，開發(fā)出的一種全新智慧消防電子設(shè)備。該技術(shù)能夠自動(dòng)感應(yīng)災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)變化，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)警報(bào)、監(jiān)測(cè)、控制、數(shù)據(jù)處理、分析與決策，極大提高消防行業(yè)的效率和精確性[4]。智慧化消防設(shè)備的特點(diǎn)有以下幾個(gè)方面。自動(dòng)化程度高：智慧化消防設(shè)備能夠智能感知并自動(dòng)進(jìn)行控制、自動(dòng)待命、自動(dòng)維護(hù)，避免了人工操作不當(dāng)和誤操作的可能性，大大提高安全性和減少救援時(shí)間。傳感器技術(shù)應(yīng)用廣泛：智慧化消防設(shè)備可以使用多種傳感器對(duì)溫度、煙霧、氣體濃度等數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制，降低了誤報(bào)率，提高了檢測(cè)精度。數(shù)據(jù)處理和分析能力強(qiáng)：智慧化消防設(shè)備集成了計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、通訊信息交互等技術(shù)為一體，能夠?qū)Σ杉臄?shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理和分析，提供有價(jià)值的實(shí)時(shí)信息來進(jìn)行決策?？删幊绦院涂蓴U(kuò)展性：根據(jù)用戶需求對(duì)其進(jìn)行深度定制和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)更加精準(zhǔn)的控制和管理。多功能性和全集成化：智慧化消防設(shè)備具有涵蓋火情、報(bào)警、監(jiān)測(cè)、演習(xí)、教育、保養(yǎng)與日常管理等方面的集成性功能，能夠反映災(zāi)害發(fā)生、響應(yīng)和后續(xù)管理等全過程。信息化與互聯(lián)化水平高：智慧化消防設(shè)備可以與其他信息化系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和分析，同時(shí)能夠通過云計(jì)算等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的信息互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。（二）智能傳感器技術(shù)在消防中的應(yīng)用智能傳感器技術(shù)在消防中的應(yīng)用是智能化消防設(shè)備的重要組成部分。智能化消防設(shè)備中的傳感器技術(shù)應(yīng)用廣泛，能夠感知和反饋各種重要信息和數(shù)據(jù)，提供給消防員更準(zhǔn)確的決策和實(shí)時(shí)控制。智能傳感器技術(shù)的主要應(yīng)用有氣體傳感器、溫度傳感器、智能攝像頭、消防液位傳感器以及消防門禁感應(yīng)器等，其應(yīng)用場(chǎng)景如圖1所示。其中消防門禁感應(yīng)器能夠感測(cè)走廊和通道中人員和物品的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并配合消防布線控制門禁訪問，以便消防員迅速到達(dá)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，提高消防應(yīng)急處置效率[5]。（三）消防設(shè)備的智慧自診斷與自修復(fù)技術(shù)消防設(shè)備的智慧自診斷與自修復(fù)技術(shù)是指利用計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化技術(shù)，使消防設(shè)備具有自我檢測(cè)和修復(fù)的智慧化能力，可以自主檢測(cè)、排除故障，并及時(shí)報(bào)警、提醒維護(hù)人員進(jìn)行維修和保養(yǎng)。消防設(shè)備智能自診斷與自修復(fù)技術(shù)可以顯著提高設(shè)備的效率和可靠性，使設(shè)備管理和維保工作更加智能、高效和安全[6]。該技術(shù)的主要應(yīng)用范圍如下：消防設(shè)備自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)：利用傳感器技術(shù)，監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、狀況和性能，診斷設(shè)備故障狀態(tài)和原因，判斷是否需要維護(hù)和保養(yǎng)。消防設(shè)備自動(dòng)預(yù)警技術(shù)：智能化消防設(shè)備通過檢測(cè)溫度、濕度、氣體濃度等參數(shù)，提前發(fā)現(xiàn)潛在故障現(xiàn)象，并在必要時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào)，提醒系統(tǒng)運(yùn)行狀況或預(yù)防隱患發(fā)生[7]。消防設(shè)備自適應(yīng)控制技術(shù)：通過智能算法和控制系統(tǒng)的結(jié)合，對(duì)設(shè)備控制、調(diào)節(jié)、維修和保養(yǎng)進(jìn)行智能化，對(duì)實(shí)際工作條件進(jìn)行自適應(yīng)，提高消防設(shè)備的工作效率和長(zhǎng)期穩(wěn)定性。消防設(shè)備自動(dòng)維修技術(shù)：智慧化消防設(shè)備能夠通過自動(dòng)診斷分析故障的類型、程度和根本原因，對(duì)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)修復(fù)或部分替換，有效降低設(shè)備維護(hù)成本和停機(jī)時(shí)間?；谀Ｐ陀?xùn)練和持續(xù)自我優(yōu)化：系統(tǒng)基于現(xiàn)代技術(shù)和數(shù)據(jù)分析手段，將大量的消防數(shù)據(jù)以及經(jīng)驗(yàn)知識(shí)進(jìn)行整合，生成預(yù)測(cè)性算法模型，并通過對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行不斷的自我學(xué)習(xí)和持續(xù)優(yōu)化，不斷提高該系統(tǒng)的診斷能力和響應(yīng)速度，改善預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性和針對(duì)性以及應(yīng)對(duì)未知情況的能力。幫助人們更好了解消防系統(tǒng)的運(yùn)行情況，為消防工作決策提供有力依據(jù)[8]。二、消防電子設(shè)備的未來發(fā)展應(yīng)用趨勢(shì)（一）全自動(dòng)化控制技術(shù)在消防領(lǐng)域中的應(yīng)用全自動(dòng)化控制技術(shù)在消防領(lǐng)域中發(fā)展趨勢(shì)是利用自動(dòng)化、傳感器、控制器、數(shù)據(jù)通信、計(jì)算機(jī)等技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)消防設(shè)備和系統(tǒng)的智慧化、自動(dòng)化運(yùn)行和管理。主要體現(xiàn)在自學(xué)習(xí)、系統(tǒng)持續(xù)改進(jìn)、提供輔助決策以及由智能化向智慧化演進(jìn)等方面。自學(xué)習(xí)是通過機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)等算法，讓系統(tǒng)能夠自動(dòng)適應(yīng)新的環(huán)境和情況，提高系統(tǒng)的自動(dòng)化和智能化水平，從而實(shí)現(xiàn)更高效、更精準(zhǔn)的災(zāi)情處理和消防控制。系統(tǒng)持續(xù)改進(jìn)是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行定期的優(yōu)化和更新，以滿足不斷變化的消防需求和技術(shù)要求。提供輔助決策是讓機(jī)器通過學(xué)習(xí)和分析各種數(shù)據(jù)，為決策者提供專業(yè)、科學(xué)、可靠的建議和指導(dǎo)，提高決策的準(zhǔn)確性和效率。由智能向智慧演進(jìn)是將人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)應(yīng)用到消防領(lǐng)域中，實(shí)現(xiàn)對(duì)火情的自動(dòng)感知、判斷、處理和控制，提高消防工作的效率和準(zhǔn)確性。而智慧化則是在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的智慧化，通過大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)全面、深入的聯(lián)網(wǎng)化和智能化。（二）人工智能技術(shù)在消防中的應(yīng)用人工智能技術(shù)在消防領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，可以提升消防領(lǐng)域的安全效率和智能互聯(lián)化，使消防設(shè)備、系統(tǒng)和技術(shù)更加先進(jìn)和可靠。人工智能技術(shù)在消防領(lǐng)域的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。大數(shù)據(jù)分析預(yù)警：利用人工智能技術(shù)，對(duì)消防監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行深度學(xué)習(xí)和算法處理，從而準(zhǔn)確分析火情、煙霧、溫度等情況，及時(shí)精準(zhǔn)報(bào)警，減少誤報(bào)。語音和手勢(shì)控制：智慧消防設(shè)備也可以通過語音和手勢(shì)控制的方式，實(shí)現(xiàn)消防系統(tǒng)的開關(guān)控制、溫度調(diào)節(jié)、消防警報(bào)的開啟與關(guān)閉等。智能化消防平臺(tái)建設(shè)：借助人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)預(yù)警、報(bào)警、救援輔助決策、火災(zāi)過程分析等功能。三、智慧化消防設(shè)備在行業(yè)內(nèi)的應(yīng)用案例智能化消防電子設(shè)備在消防領(lǐng)域的應(yīng)用豐富多彩，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化和普及化，可以大大提高監(jiān)測(cè)、控制、預(yù)警和應(yīng)急處置的效率和精確性，減少災(zāi)害損失。例如，智能火災(zāi)檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)：該系統(tǒng)可以通過智能傳感器監(jiān)測(cè)空氣質(zhì)量和溫度變化，準(zhǔn)確檢測(cè)火勢(shì)和報(bào)警信號(hào)。智能電子設(shè)備自動(dòng)化采集數(shù)據(jù)并通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至監(jiān)測(cè)控制中心，提高消防系統(tǒng)反應(yīng)速度和實(shí)時(shí)處理能力。智能電氣火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)：該系統(tǒng)可以通過監(jiān)測(cè)設(shè)備動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)和靜態(tài)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常，并進(jìn)行故障排除和預(yù)警，提高電氣火災(zāi)安全性。智能家居消防系統(tǒng)：該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)懸掛式、繞流式消防。系統(tǒng)內(nèi)置壓力傳感器、視聽模組，可實(shí)現(xiàn)聲與聲、圖片與圖片之間的監(jiān)視，使消防部門能第一時(shí)間得知火情動(dòng)態(tài)。智能消防救援機(jī)器人：該機(jī)器人可以自主完成滅火、搜索、救援等任務(wù)，利用傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境變化，配備專業(yè)消防救援工具和物資，提高了災(zāi)害救援效率和水平。智能自助消防滅火器：該設(shè)備內(nèi)嵌智能電子芯片，能夠自動(dòng)檢測(cè)液面、溫度、報(bào)警等信息，及時(shí)提示液位低和溫度高的情況，同時(shí)還可以通過面板界面進(jìn)行人機(jī)交互式操作。結(jié)語智能消防向智慧消防的演進(jìn)過程主要有智能化階段、互聯(lián)化階段、智慧化階段等三個(gè)階段。其中，智能化階段是消防系統(tǒng)采用各種機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)火情的感知、判斷和控制，從而提高消防工作的自動(dòng)化和智能化水平，解決了傳統(tǒng)消防設(shè)備能力不足的問題?；ヂ?lián)化階段，是在智能化階段的基礎(chǔ)上，消防系統(tǒng)進(jìn)一步采用云計(jì)算