淺淡基于BIM技術(shù)的智慧消防應(yīng)用

王蘭

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定201801

摘要：智慧城市的建設(shè)在全球掀起了熱潮，BIM技術(shù)可為智慧城市的建設(shè)提供強(qiáng)大的推進(jìn)力。智慧消防作為智慧城市的一部分，亦是如此。本文通過(guò)BIM應(yīng)用體系框架的構(gòu)建，對(duì)BIM技術(shù)與其他新一代信息技術(shù)的“合力"作用進(jìn)行了分析，并對(duì)BIM技術(shù)在智慧消防的具體應(yīng)用進(jìn)行了探討。后指出，未來(lái)的BIM技術(shù)，將具有更強(qiáng)的綜合性，其不僅僅是在建筑領(lǐng)域，在消防領(lǐng)域，也將有著廣闊的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：BIM；智慧消防；應(yīng)用

1 BIM與智慧城市

1.1 BIM概述

BIM即建筑信息模型，它是以項(xiàng)目各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)，進(jìn)行建筑模型的建立，通過(guò)數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息。BIM集成了項(xiàng)目從設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維等各階段的的全部工程數(shù)據(jù)，可形成面向項(xiàng)目全生命周期的信息化模型。BIM具有三維可視化、信息一體化、參數(shù)化、協(xié)同性、開(kāi)源性、一致性、可出圖性等特點(diǎn)。

1.2智慧消防概述

智慧城市是以城市的生命體屬性為基本視角，以實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展和提高人民生活質(zhì)量為根本目的，以提高城市公共管理和公共服務(wù)的效益及效率為基本目標(biāo)，以新一代信息技術(shù)的運(yùn)用為基本手段，以全面感知、深度融合、智能協(xié)同為城市的基本運(yùn)行方式的信息社會(huì)的城市發(fā)展形態(tài)。而智慧消防是指在整個(gè)城市消防領(lǐng)域，運(yùn)用各種高新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)火災(zāi)防控“自動(dòng)化"、滅火救援指揮“智能化"、日常執(zhí)法工作“系統(tǒng)化"、部隊(duì)管理“精細(xì)化"的需求。智慧消防作為智慧城市的一個(gè)部分，同樣具備智慧城市所擁有的全面感知、深度融合和智能協(xié)同特性。

1.3 BIM與智慧消防的關(guān)聯(lián)

BIM作為一項(xiàng)新時(shí)代的信息技術(shù)，必然能為智慧消防的建設(shè)提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。結(jié)合BIM的特點(diǎn)與智慧消防的特點(diǎn)，BIM與智慧城市的關(guān)聯(lián)如下：

1.3.1全面感知

智慧消防系統(tǒng)能“感知"外在環(huán)境。而感知外在環(huán)境少不了三維空間定位。BIM技術(shù)擁有三維可視化的特點(diǎn)，與GPS技術(shù)、各類感知技術(shù)的結(jié)合可以方便實(shí)現(xiàn)三維空間位，讓智慧城市的“感知神經(jīng)"更加發(fā)達(dá)。

1.3.2資源整合

智慧消防系統(tǒng)需要將各部門(mén)、各區(qū)域的各類信息資源整合起來(lái)，方能使智慧消防系統(tǒng)成為一個(gè)具有較好協(xié)同能力和調(diào)控能力的有機(jī)整體。而BIM技術(shù)可以將各類信息、資源進(jìn)行整合，例如建筑物及消防設(shè)備的空間、位置、時(shí)間、成本、材料、廠商等等信息。此外，BIM開(kāi)放性的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，結(jié)合IT技術(shù)，可以方便的將除建筑信息外的其他各類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合。

1.3.3協(xié)同運(yùn)作

智慧消防系統(tǒng)需具備高度的協(xié)同性。而BIM可提供協(xié)作的平臺(tái)，讓用戶在任何地方、任何時(shí)間獲取、交換、處理信息。從上述可知，以上這三個(gè)方面體現(xiàn)了智慧消防的“需求"，而B(niǎo)IM能在這三個(gè)方面提供“供給"。需求與供給的充分結(jié)合說(shuō)明BIM技術(shù)應(yīng)用于智慧消防是可能的，也是必要的。

2 基于BIM技術(shù)的智慧消防應(yīng)用體系

智慧消防的建設(shè)目前處于初創(chuàng)階段，既沒(méi)有前期的經(jīng)驗(yàn)可以遵循，也沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的模式可以參照。本章從BIM技術(shù)的角度出發(fā)，提出一種應(yīng)用于智慧消防的框架體系。其應(yīng)用體系如圖1。

2.1基礎(chǔ)層

基礎(chǔ)層是智慧消防的建設(shè)前提。技術(shù)層中BIM的應(yīng)用載體是城市中的人與各類建筑以及其他基礎(chǔ)消防設(shè)施等?；A(chǔ)層中的應(yīng)用載體，通過(guò)覆蓋全城的互聯(lián)網(wǎng)，方能進(jìn)行BIM或其他信息技術(shù)的運(yùn)用。

2.2技術(shù)層

智慧消防的建設(shè)并非僅BIM技術(shù)就可實(shí)現(xiàn)的，需要BIM與其他技術(shù)相結(jié)合，才能發(fā)揮出BIM技術(shù)在智慧消防建設(shè)中的優(yōu)勢(shì)。

2.2.1 BIM+物聯(lián)網(wǎng)

BIM與物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合，實(shí)質(zhì)上是建筑信息的集成與融合。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)承擔(dān)底層（建筑構(gòu)件）的信息感知、收集、傳遞、監(jiān)控的功能，而B(niǎo)IM技術(shù)發(fā)揮上層（整個(gè)模型）信息集成、交互、展示和協(xié)調(diào)管理的作用。二者的結(jié)合是虛擬信息化管理和實(shí)體環(huán)境硬件的結(jié)合。在智慧消防的建設(shè)中，物聯(lián)網(wǎng)可以讓消防系統(tǒng)的“感知神經(jīng)"更加發(fā)達(dá)，而B(niǎo)IM技術(shù)有利于消防系統(tǒng)整體性的調(diào)控，二者的結(jié)合可讓智慧城市消防系統(tǒng)對(duì)外界環(huán)境做出準(zhǔn)確的感知及反應(yīng)，二者的結(jié)合可用于消防定位系統(tǒng)的建設(shè)。

2.2.2 BIM+云計(jì)算

BIM與云計(jì)算的結(jié)合，是利用云計(jì)算的優(yōu)勢(shì)將BIM服務(wù)轉(zhuǎn)化成BIM云服務(wù)?；谠朴?jì)算強(qiáng)大的計(jì)算能力，可以將BIM服務(wù)中計(jì)算量大的工作轉(zhuǎn)移到云端，從而提高了BIM服務(wù)的效率。在智慧消防的建設(shè)及運(yùn)行中，會(huì)產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)信息，不僅包括建筑信息，還包括設(shè)備運(yùn)行及感知外界環(huán)境所需要的信息。這便需要云計(jì)算技術(shù)進(jìn)行分布式的計(jì)算，幫助智慧消防系統(tǒng)快速、準(zhǔn)確的做出反應(yīng)。

2.2.3 BIM+IT

BIM與IT的結(jié)合，即BIM與軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)的結(jié)合，強(qiáng)調(diào)的是利用IT技術(shù)，展示出BIM技術(shù)良好的可拓展性。由于智慧消防的建設(shè)目前尚處于探索結(jié)算，是一個(gè)不斷創(chuàng)新、反復(fù)嘗試、反復(fù)修改的過(guò)程。為適應(yīng)這個(gè)過(guò)程的需要，智慧消防工程的各個(gè)接口應(yīng)是具有良好可拓展性的接口。而B(niǎo)IM技術(shù)具有開(kāi)源性，其開(kāi)放性的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)結(jié)合IT技術(shù)，便于修改及優(yōu)化，可以適應(yīng)智慧消防可拓展性接口的需求。2.2.4BIM+其他技術(shù)

BIM與其他技術(shù)相結(jié)合，同樣可用于智慧消防系統(tǒng)的建設(shè)。例如GIS技術(shù)、VR技術(shù)、導(dǎo)航算法技術(shù)等等。

2.3應(yīng)用層

智慧消防的建設(shè)，需要搭建基礎(chǔ)支撐平臺(tái)、自動(dòng)感知平臺(tái)、分析研判平臺(tái)和共享共治平臺(tái)?；A(chǔ)支撐平臺(tái)為智慧消防系統(tǒng)提供各類數(shù)據(jù)支撐；自動(dòng)感知平臺(tái)能夠“感知"引發(fā)火災(zāi)的溫度、煙霧等外在環(huán)境；分析研判平臺(tái)能夠清晰定位、分析火情、提供救援及逃生的詳細(xì)路徑，幫助決策；共享共治平臺(tái)能夠提供一個(gè)信息高度共享、管理高度協(xié)同的工作平臺(tái)，使得智慧消防“系統(tǒng)化"。而B(niǎo)IM技術(shù)在這四個(gè)平臺(tái)的建設(shè)上均能發(fā)揮自身的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

BIM模型可為基礎(chǔ)支撐平臺(tái)提供建筑信息，包括但不限于消防平臺(tái)需要的建筑消防系統(tǒng)布局、建筑通道布局等等。例如，在BIM模型中，可以將滅火器的位置、逃生通道、救援通道三維形象地展示出來(lái)，直觀地反映救援與逃生路徑。

BIM可為自動(dòng)感知平臺(tái)提供空間定位。BIM技術(shù)可與各類定位技術(shù)相結(jié)合實(shí)現(xiàn)室內(nèi)定位，再結(jié)合傳感技術(shù)，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，通過(guò)煙霧報(bào)警器、溫度感應(yīng)裝置，將火災(zāi)發(fā)生的位置信息傳遞至消防控制系統(tǒng)，管理者們可通過(guò)BIM模型輕易發(fā)現(xiàn)起火的具體位置，從而為消防救援指揮節(jié)約時(shí)間。

BIM可為分析研判平臺(tái)提供空間信息，輔助消防救援的分析決策。BIM模型中的建筑消防系統(tǒng)布局、建筑通道布局信息可為路徑分析軟件提供三維信息基礎(chǔ)，且基于IFC標(biāo)準(zhǔn)的BIM數(shù)據(jù)高度的可交互性使得其可以方便導(dǎo)出，為路徑分析軟件對(duì)救援路徑、逃生路徑做出準(zhǔn)確的三維分析判斷與提示。

BIM可為共享共治平臺(tái)提供協(xié)同管理?；贐IM的協(xié)同平臺(tái)，結(jié)合IT技術(shù)，可設(shè)計(jì)一個(gè)信息共享、協(xié)同管理的消防管理平臺(tái)。在平臺(tái)中，消防隊(duì)員可通過(guò)移動(dòng)終端瀏覽失火建筑物的布局，了解消防系統(tǒng)（如滅火器）的位置、逃生通道的位置、救援通道的位置等等，使得消防隊(duì)員救援時(shí)心中有數(shù)，同時(shí)降低了消防指揮的管理難度，提高了消防救援的效率。

3 安科瑞智慧消防平臺(tái)介紹

3.1平臺(tái)結(jié)構(gòu)

3.2平臺(tái)主要功能介紹

3.2.1首頁(yè)

用戶登錄成功之后進(jìn)入首頁(yè)，如圖所示。主要展示的內(nèi)容有：項(xiàng)目概況、設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備分類、設(shè)備報(bào)警信息、報(bào)警分類、報(bào)警統(tǒng)計(jì)、設(shè)備臺(tái)賬信息等。其中地圖可以選配成BIM建筑模型，任何傳感器報(bào)警時(shí)可以在BIM模型中預(yù)警顯示。

3.2.2消防子系統(tǒng)

智慧消防管理云平臺(tái)包含了智慧用電子系統(tǒng)、防排煙子系統(tǒng)、消防水子系統(tǒng)、消防設(shè)備電源子系統(tǒng)、防火門(mén)子系統(tǒng)、消防設(shè)備管理子系統(tǒng)和視頻監(jiān)控子系統(tǒng)等。智慧用電子系統(tǒng)可以接入電氣火災(zāi)、孤航電弧、電氣火災(zāi)主機(jī)、滅弧式保護(hù)器探測(cè)器和無(wú)線測(cè)溫探測(cè)器等。點(diǎn)擊智慧用電子系統(tǒng)進(jìn)入智慧用電監(jiān)控頁(yè)面，點(diǎn)擊菜單顯示整個(gè)項(xiàng)目的基礎(chǔ)信息和該項(xiàng)目下的所有探測(cè)器的信息，點(diǎn)擊末級(jí)節(jié)點(diǎn)顯示具體探測(cè)器的監(jiān)控頁(yè)面。

消防水子系統(tǒng)可以接入消防栓、消防水壓、水位傳感器等，用于實(shí)時(shí)的監(jiān)控消防水管網(wǎng)的壓力、液位、是否漏水，以及開(kāi)蓋等事件，當(dāng)消防水壓不夠，管網(wǎng)漏水時(shí)，系統(tǒng)也能實(shí)時(shí)地發(fā)出警報(bào)，能讓相關(guān)人員及時(shí)維修維護(hù)，保障消防安全。

防排煙子系統(tǒng)通過(guò)高靈敏的無(wú)線煙感報(bào)警裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)煙霧、有害氣體、及氣體滅火信息等數(shù)據(jù)采集，實(shí)時(shí)秒級(jí)檢測(cè)煙霧，一且發(fā)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)劇超過(guò)風(fēng)險(xiǎn)閾值，APP、短信報(bào)警統(tǒng)統(tǒng)上陣，通過(guò)設(shè)備的標(biāo)簽、地理位置定位，快速通知業(yè)主、物業(yè)消防單位是哪個(gè)位置的火災(zāi)隱情。

消防設(shè)備電源子系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控消防系統(tǒng)各個(gè)部件（如消防報(bào)警主機(jī)、樓層顯示器、水泵、噴淋泵、電梯等）的電源工作狀態(tài)，確保消防設(shè)備供電正常，并對(duì)各個(gè)部件電源產(chǎn)生的過(guò)壓、欠壓、過(guò)流、短路、斷路等故障報(bào)警提示。可長(zhǎng)期記錄電壓電流運(yùn)行參數(shù)，自動(dòng)對(duì)消防電源一段時(shí)間的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析，對(duì)可能產(chǎn)出問(wèn)題的隱患進(jìn)行警示。

防火門(mén)子系統(tǒng)通過(guò)與門(mén)禁報(bào)警、視頻識(shí)別的關(guān)聯(lián)，實(shí)時(shí)監(jiān)控消防通道、安全出口、生命通道防火門(mén)的開(kāi)閉及消防通道堆放物情況，實(shí)現(xiàn)緊急情況下的開(kāi)閉控制等功能。確保防火門(mén)常閉、不上鎖狀態(tài)及保障火警救援是消防生命通道的暢通等，保障安全的生活、工作環(huán)境。

應(yīng)急照明與疏散指示子系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)應(yīng)急燈具的實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，可準(zhǔn)確的給出安全的疏散路徑指示，智能打開(kāi)消防應(yīng)急指示燈的指示方向及應(yīng)急照明燈，幫助建筑內(nèi)的人群選擇逃生疏散路線，指引安全逃生方向。

視頻監(jiān)控子系統(tǒng)數(shù)據(jù)部門(mén)收到感應(yīng)端各子系統(tǒng)報(bào)警信息后，可調(diào)出報(bào)警位置關(guān)聯(lián)的監(jiān)控?cái)z像頭圖像，查看報(bào)警現(xiàn)場(chǎng)視頻輔助進(jìn)行火情確認(rèn)。實(shí)現(xiàn)火災(zāi)報(bào)警子系統(tǒng)、消防水子系統(tǒng)、電氣火災(zāi)子系統(tǒng)、防排煙子系統(tǒng)、消防設(shè)備電源子系統(tǒng)、防火門(mén)子系統(tǒng)和視頻監(jiān)控子系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了報(bào)警點(diǎn)和監(jiān)控點(diǎn)的聯(lián)動(dòng)。

消防設(shè)備管理子系統(tǒng)能夠?qū)⒚總€(gè)建筑、項(xiàng)目節(jié)點(diǎn)的所有消防設(shè)備和資產(chǎn)納入管理，對(duì)一些消防栓、滅火器、噴淋和消防大隊(duì)地址等著重標(biāo)注，日常的巡檢和維護(hù)都需要納入計(jì)劃，在緊急情況下，會(huì)聯(lián)動(dòng)GIS調(diào)度子系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)度。

3.2.3隱患管理

隱患管理功能包括了隱患查詢、隱患派發(fā)、隱患處理和隱患分析四個(gè)模塊。可以查看登錄用戶下的所有項(xiàng)目的隱患信息，并進(jìn)行派發(fā)和處理操作，且對(duì)所有隱患進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

3.2.4能耗分析

能耗分析功能包括了能耗概況、能耗同比、能耗環(huán)比、能耗報(bào)表和能耗預(yù)測(cè)等五個(gè)模塊?？梢圆榭吹卿浻脩粝碌乃许?xiàng)目的能耗統(tǒng)計(jì)、同環(huán)比和報(bào)表，且按日、周、月等維度進(jìn)行能耗分析。

3.2.5手機(jī)APP

APP支持Android、iOS操作系統(tǒng)，方便用戶查看電氣火災(zāi)、防排煙、消防水、消防設(shè)備電源、防火門(mén)、消防設(shè)備管理、視頻監(jiān)控、火災(zāi)報(bào)警等子系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、報(bào)警信息、能耗統(tǒng)計(jì)等。

3.3推薦配置

3.3.1平臺(tái)服務(wù)器：建議按照我方推薦配置購(gòu)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(qǐng)阿里云可忽略）

3.3.2系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)推薦硬件配置清單：

注：以下配置為針對(duì)1個(gè)回路選型，其中剩余電流互感器應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)回路電流大

3.4產(chǎn)品介紹

電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器

ARCM300T-Z-2G/4G/NB可選配2G上傳、4G上傳、NB-IOT網(wǎng)絡(luò)上傳，單表流量說(shuō)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

4 結(jié)束語(yǔ)

智慧消防的建設(shè)，不是 BIM、物聯(lián)網(wǎng)等某一項(xiàng)技術(shù)就 能實(shí)現(xiàn)的，需要 BIM、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等各類新一代信息技 術(shù)的“合力"作用。BIM 在智慧消防中的應(yīng)用，是 BIM 與其 他高新技術(shù)深層次結(jié)合而形成的應(yīng)用。未來(lái)的 BIM 將具 有更強(qiáng)的綜合性，其不僅僅是在建筑領(lǐng)域，在消防建設(shè)領(lǐng) 域，也將有著廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

[1]付聰.基于 BIM 技術(shù)的智慧消防應(yīng)用探討

[2]趙大鵬.中國(guó)智慧城市建設(shè)問(wèn)題研究[D]援吉林：吉林大學(xué)， 2013.

[3]安科瑞AcrelCloud-6800智慧消防管理云平臺(tái)2020版

[4]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2020.06版