宋兵兵

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

 

摘要：針對智慧消防建設中出現的 數據壁壘、數據孤島現象，結合區塊鏈技術，建立起智慧消防信息共享體系結構，探討了該體系 層次結構和概念框架，該體系結構具有信用性好、透明性強、安全性高、可拓展性好等特征，能有效地解決智慧消防建設中信息一致協同和相互信任問題。

關鍵詞：區塊鏈 智慧消防 信息共享

 

1、引言

      當前，隨著大數據、云計算、物聯網的快速發展，“智慧消防”作為“智慧城市”重要組成部分已逐漸成為各方關注的焦點，智慧消防的實現，將提高消防監督管理和消防的水平和效率，對消防工作有著重要意義。

 

2、智慧消防面臨的問題

       智慧消防的關鍵在于數據分析和應用，而在目前智慧消防建設過程中不同程度地存在 數據壁壘、數據孤島現象，各部門間尚未建立有效的數據共享機制和信息交換平臺，一 些有價值的公共信息資源與數據面向消防部門開放度低，消防工作缺乏相應的外部數據支撐。

 

3、區塊鏈技術

      區塊鏈技術于2008年由日本學者中本聰（Satoshi nakamoto） 提出，是由多獨立節點 共同參與的分布式數據庫。區塊鏈將數據分在不同的區塊內，每個區塊的區塊頭包含前一個區塊的哈希值，該值是對前區塊的區塊頭進行 哈希函數計算而得到。區塊之間就通過這樣的 哈希值與先前的區塊相連形成一個鏈條，如圖 1 所示。

 

     區塊鏈具有去中間化、時序數據、集體維護和安全可信等特點。去中間化：由于是分布式存儲的，因此不存在中間點；時序數據：采用帶有時間戳的鏈式區塊結構存儲數據，增加了時間維度，具有強的可追溯性和可驗證性；集體維護：采用特定的激勵機制以保證系統中所有節點均可參與區塊的驗證過程，并通過共識算法來選擇將新區塊添加到區塊鏈；安全可信：采用密碼學方法對數據進行加密，借助共識算法形成的強大算力來保證區塊鏈數據不可篡改。

區塊鏈可分為公有鏈、私有鏈和聯盟鏈。公有鏈對所有人開放，公眾都可以參與。私有 鏈對單獨的個人或實體開放，其寫入權限僅在一個組織手里的區塊鏈。聯盟鏈僅對特定的組 織團體開放，本文采用的就是這種方式。

 

4、基于區塊鏈的智慧消防信息共享體系

       針對目前智慧消防建設中數據不共享等 問題，提出一種基于區塊鏈的智慧消防共享信 息體系，致力于打通各部門、各行業間的數據壁壘，本平臺體系方案繼承了區塊鏈技術 的通用體系架構，分為數據層、網絡層、共識層、激勵層、合約層、應用層。

  

       數據層封裝了底層數據區塊、相關的數據加密和時間戳等技術；網絡層則包括分布式組網機制、數據傳播機制和數據驗證機制等；共識層主要封裝網絡節點的各類共識算法；激勵層將經濟因素集成到區塊鏈技術體系中來，主要包括經濟激勵的發行機制和分配機制等；應用層則封裝了智慧消防的各種應用場景，可使用人工智能、機器學習的相關算法對數據進行深度分析與應用。

       區塊鏈系統上參與的主要邏輯實體可以抽象為各部門信息中間、聯盟節點、其他節點和信息中間數據庫。其中，聯盟節點主要為財政、衛生、教育、氣象等部門或電力、燃氣、供水、電信等公共服務機構的業務信息中間組成，各業務信息中間是由各業務領域產生、管理和處理的信息。

聯盟節點具有信息傳送和信息處理等功能，每對聯盟節點間可直接對接，從而共享、交流信息；通過區塊鏈系統自動運行的共識機制，提供點到點的信息路由、信息傳送等功能，存儲和管理共享信息。各聯盟節點共同維護和監督信息，確保信息可靠、非重復的情況下，才能夠導入區塊鏈儲存系統，形成信息中間數據庫，從而為智慧消防提供海量數據。

5、安科瑞智慧消防平臺介紹

5.1 平臺結構

 

5.2平臺主要功能介紹

5.2.1首頁

       用戶登錄成功之后進入首頁，如圖所示。主要展示的內容有：項目概況、設備狀態、設備分類、設備報警信息、報警分類、報警統計、設備臺賬信息等。其中百度地圖可以選配成BIM建筑模型，任何傳感器報警時可以在BIM模型中預警顯示。

5.2.2消防子系統

       智慧消防管理云平臺包含了智慧用電子系統、防排煙子系統、消防水子系統、消防設備電源子系統、防火門子系統、消防設備管理子系統和視頻監控子系統等。智慧用電子系統可以接入電氣火災、孤航電弧、電氣火災主機、滅弧式保護器探測器和無線測溫探測器等。點擊智慧用電子系統進入智慧用電監控頁面，點擊菜單顯示整個項目的基礎信息和該項目下的所有探測器的信息，點擊末級節點顯示具體探測器的監控頁面。

       消防水子系統可以接入消防栓、消防水壓、水位傳感器等，用于實時的監控消防水管網的壓力、液位、是否漏水，以及開蓋等事件，當消防水壓不夠，管網漏水時，系統也能實時地發出警報，能讓相關人員及時維修維護，保障消防安全。

防排煙子系統通過高靈敏的無線煙感報警裝置，實現對煙霧、有害氣體、及氣體滅火信息等數據采集，實時秒級檢測煙霧，一且發現監測數劇超過風險閾值，APP、短信報警、電話報警統統上陣，通過設備的標簽、地理位置定位，快速通知業主、物業消防單位是哪個位置的火災隱情。

       消防設備電源子系統實時監控消防系統各個部件（如消防報警主機、樓層顯示器、水泵、噴淋泵、電梯等）的電源工作狀態，確保消防設備供電正常，并對各個部件電源產生的過壓、欠壓、過流、短路、斷路等故障報警提示。可長期記錄電壓電流運行參數，自動對消防電源一段時間的運行狀態進行分析，對可能產出問題的隱患進行警示。

防火門子系統通過與門禁報警、視頻識別的關聯，實時監控消防通道、安全出口、生命通道防火門的開閉及消防通道堆放物情況，實現緊急情況下的開閉控制等功能。確保防火門常閉、不上鎖狀態及保障火警是消防生命通道的暢通等，保障安全的生活、工作環境。

      應急照明與疏散指示子系統可實現對各個應急燈具的實時監控和控制，當發生火災時，可準確的給出安全的疏散路徑指示，智能打開消防應急指示燈的指示方向及應急照明燈，幫助建筑內的人群選擇逃生疏散路線，指引安全逃生方向。

視頻監控子系統數據部門收到感應端各子系統報警信息后，可調出報警位置關聯的監控攝像頭圖像，查看報警現場視頻輔助進行火情確認。實現火災報警子系統、消防水子系統、電氣火災子系統、防排煙子系統、消防設備電源子系統、防火門子系統和視頻監控子系統的有機結合，實現了報警點和監控點的聯動。

       消防設備管理子系統能夠將每個建筑、項目節點的所有消防設備和資產納入管理，對一些消防栓、滅火器、噴淋和消防大隊地址等著重標注，日常的巡檢和維護都需要納入計劃，在緊急情況下，會聯動GIS調度子系統進行調度。

5.2.3隱患管理

       隱患管理功能包括了隱患查詢、隱患派發、隱理和隱患分析四個模塊。可以查看登錄用戶下的所有項目的隱患信息，并進行派發和處理操作，且對所有隱患進行統計分析。

5.2.4能耗分析

       能耗分析功能包括了能耗概況、能耗同比、能耗環比、能耗報表和能耗預測等五個模塊。可以查看登錄用戶下的所有項目的能耗統計、同環比和報表，且按日、周、月等維度進行能耗預測分析。

5.2.5手機APP

       APP支持Android、iOS操作系統，方便用戶查看電氣火災、防排煙、消防水、消防設備電源、防火門、消防設備管理、視頻監控、火災報警等子系統的實時監控數據、報警信息、能耗統計等。

5.3 推薦配置

5.3.1 平臺服務器：建議按照我方推薦配置購買，或者客戶自己租用阿里云資源。

 

推薦硬件配置清單：（如申請阿里云可忽略）

5.3.2 系統現場推薦硬件配置清單：

注：以下配置為針對1個回路選型，其中剩余電流互感器應根據現場回路電流大

5.4 產品介紹

電氣火災監控探測器

ARCM300T-Z-2G/4G/NB可選配2G上傳、4G上傳、NB-IOT網絡上傳，單表流量說明：

上傳間隔一分鐘， 小于30M/月；

上傳間隔二分鐘，小于15M/月；

上傳間隔五分鐘，小于10M/月

 

6、結語

       本文針對智慧消防建設中數據不共享等問題，提出了基于區塊鏈的智慧消防共享信息體系，采用分布式的去中間化構架，可有效解決智慧消防信息共享、數據安全等問題，使消防工作信息化程度更高，提升智慧消防數據采集和處理的質量，為消防業務工作提供強有力支撐。

 

參考文獻

[1].康福貴.智慧消防建設面臨的問題及建議—以隴南市為例[J].中國應急 ,2017(05):61-64.

[2]. 靳濤. 李超鵬. 基于區塊鏈的智慧消防信息共享體系

[3]. 安科瑞AcrelCloud-6800智慧消防管理云平臺2020版

[4]. 安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2020.06版

 

作者簡介：宋兵兵，男，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為絕緣監測及剩余電流監測， QQ：3007723194 手機：13482141563（微信同號）