上海市工程建设规范《消防设施物联网系统技术标准》 (DG/TJ 08-2251—2018, 以下简称“标准”) 于2018年5月开始执行。该“标准”为国内首部完整的消防设施物联网系统技术标准, 对推进和规范上海的消防设施物联网系统建设起到积极的作用。它有利于智慧消防的建设, 有利于形成消防大数据的应用, 有利于提高消防设施的维护、管理水平, 对消防设施全生命周期的管理具有积极的意义。

　　 《消防设施物联网系统技术标准》的编制系依据2015年上海市工程建设规范和标准设计编制计划[上海市住房和城乡建设委员会关于印发〈2016年上海市工程建设规范编制计划〉的通知 (沪建管[2015]871号) ]和《工程建设标准编写规定》建标[2008]182号的要求进行制订。该标准由华东建筑设计研究总院、上海市消防局会同有关单位共同编制完成。

　　 自2012年起, 上海的部分区公安消防支队就开展了消防物联网方面的试验应用, 并在一些项目实践中从感知层面、通讯层面、数据处理层面积累了一定的经验, 还制定了《消防给水系统末端试水和自动检测技术规程》, 为消防设施物联网的技术规范编制、运用和推广奠定了基础。“标准”的编制力求做到技术的安全可靠、技术先进、经济合理, 力求做好标准的科学性、规范性和时效性, 并经专家审查定稿。

　　 《消防设施物联网系统技术标准》的宗旨是为了合理设计消防设施物联网系统, 保障施工质量, 规范验收和维护管理, 强化消防设施的检查和测试, 提高消防设施的完好率, 预防和减少火灾危害, 保护人身和财产安全。“标准”适用于上海市工业、民用、市政等建设工程的消防设施物联网系统的设计、施工、验收和运维管理。本“标准”共分9章, 其主要内容有:总则、术语、基本规定、系统感知设计、系统传输设计、系统应用、施工、系统调试与验收、运维管理等, 并有8个附录。

　　 “标准”的编制注重先进性与引导性、新颖性与地方性、实用性与可操作性。在方向的引领性方面, 以现行的国家规范原则为指导^[1~7], “标准”提出了消防设施应用物联网技术的体系架构, 引入发展的新理念, 从体系上规范了消防设施物联网系统的运用与发展, 对提高消防设施的可靠性具有引导作用。在技术的指导性方面, 创新系统的新方法, 采用了相关的专利技术^[8~15], 强调技术发展的先导作用, 结合上海市消防设施物联网应用的经验, 提出了不同应用平台的具体要求。在实践的示范性方面, 注重技术的新领域, 扩大消防设施物联网系统的应用^[16], 形成细化、标准化的可操作性内容。

　　 随着建设高潮的降温, 加强消防设施的维护、管理显得尤为重要。“标准”的制订, 通过物联网技术构建了消防设施物联网系统, 可以提高消防给水系统、建筑防排烟系统、火灾自动报警系统等的设计、管理水平, 以及消防设施运行的可靠性。通过消防设施物联网标准的规范, “标准”有利于引导消防监督的规范化管理, 转变消防设施的监督模式, 实现动态有效的监管;它可以使用APP对消防设施自检, 并可将数据信号反馈;它可以减少消防管理人员的数量, 大大提高了消防管理、监督的费用, 提升公众的消防意识, 提高经济性;它有利于形成大数据, 对行业管理和部门的数据共享, 对维保信息的全面掌握, 便于开展精细化管理;它有利于消防设施的自动化、智能化, 将“人防、物防、技防”高效结合;它有利于加强消防设施全生命周期管理的可持续性, 提高了消防设施的效能, 为消防监督部门、物业和业主管理、消防维保单位提供了有效的运行平台, 对智慧消防、大数据的建设提供了有力的技术支撑。此外, 采用消防设施物联网系统对于促进消防技术的进步有积极的社会效益, 有利于消防的多主体参与, 有利于重塑消防监督的模式, 有利于加强城市的公共安全, 为智慧消防、智慧城市构建基础。

　　 消防设施物联网系统 (FIoT) 是通过信息感知设备, 按消防远程监控系统约定的协议, 连接物、人、系统和信息资源, 将数据动态上传至信息运行中心, 把消防设施与互联网相连接进行信息交换, 实现将物理实体和虚拟世界的信息进行交换处理并作出反应的智能服务系统。消防设施物联网系统通过物联监测、物联巡查进行检查 (inspection) , 监督消防设施的保养 (maintenance) 水平, 开展消防设施的评估 (assessment) , 给出系统应用的相关建议 (recommendation) , 从而也是对消防设施功能的提升和活化。

　　 “标准”定义了消防设施物联网系统中的应用中心、平台和装置等术语。消防数据交换应用中心在管理层中接受和调用各消防设施物联网系统的业主应用平台或系统运行平台的信息, 对消防数据进行集中分析和应用的管理平台。数据应用平台包括系统运行平台、业主应用平台、物业应用平台和维保应用平台。消防设施物联网服务的信息运行中心, 应具有一定分析、处理和存储数据的能力。相关的信息装置有物联网用户信息装置、水系统信息装置、风系统信息装置、消防风机信息监测装置、消防泵信息监测装置、消防泵流量和压力监测装置、末端试水监测装置等。各类装置之间的信息传递关系见图1。

　　 “标准”明确了现行消防设施物联网系统的技术原则, 即不得降低原有消防设施的技术性能指标, 不得影响原有消防设施的功能, 不得降低原有消防设施的可靠性, 不得对消防设施运行状态进行控制。同时, 指出消防设施物联网系统不应排斥消防设施的其他检查、测试、维护的技术和方法。

　　 在系统的设置上, “标准”规定设有自动喷水灭火系统、机械防烟或机械排烟系统 (设施) 或火灾自动报警系统的建筑物或构筑物应设置消防设施物联网系统。对接入消防设施物联网系统的消防设施应包括消防给水及消火栓系统、自动喷水灭火系统、机械防烟和机械排烟系统、火灾自动报警系统, 其他消防设施宜接入消防设施物联网系统。

　　 消防设施物联网的系统体系架构自下而上应由感知层、传输层、应用层、管理层构成, 见图2。此外, “标准”提出了系统的功能和性能。消防设施物联网系统应具有联网用户信息、消防设施的日常管理信息及其信息交换的功能, 并应符合现行国家标准《城市消防远程监控系统技术规范》 (GB50440—2007) 和《城市消防远程监控系统》 (GB 26875—2011) 的有关规定。对于设有消防设施物联网系统的建筑或单位应设物联网用户信息装置。数据应用平台应在GIS上实时展示所采集消防设施的运行状态信息。手持终端宜支持传感器采集压力、风速、温度、湿度等信息, 并应具有定位和支持采集数据的上传功能。

　　 系统的感知在于物联监测目标的传感器选择、设置和信息采集方式。感知层的设施数据采集应优先利用原有消防设施已有的感知信息, 并有对应的物品编码。所感知的信息可以通过有线, 也可通过集成传感模块、数模转换模块、数据通信传输模块等信息采集处理功能模块进行无线传送。电子标签可采用RFID标签、NFC标签、二维码标签、蓝牙标签、Wi-Fi标签等。传感器的采样频率应不低于1次/min, 数据传输频率应不低于2次/h。传感器应具备零基准点校正功能。

　　 消防给水及消火栓系统和自动喷水灭火系统的传感器选择应满足检查点位置、压力、压差、流量、水位等信息的设计要求, 并应对消防给水的末端、消防水泵的运行状态、消防水源的状况等进行实时监测。系统应设置水系统信息装置、消防泵信息监测装置, 并宜设置消防泵流量和压力监测装置。消防泵信息监测装置的消防水泵应处于自动状态。当消防水泵处于手动状态时, 水系统信息装置和物联网用户信息装置应发出预警信息, 并且应将信息上传至消防设施物联网应用平台。

　　 机械防烟和机械排烟系统物联监测的感知设置应设置风系统信息装置和消防风机信息监测装置, 并应在消防风机的前后风管上设置差压传感器。

　　 对火灾自动探测报警系统、消防联动控制系统, 数据采集的内容应满足现行国家标准《火灾自动报警系统设计规范》 (GB 50116—2017) 附录A的要求。同时, 对电气火灾监控系统、可燃气体报警系统、消防设备供电的主电源和备用电源信息进行物联监测, 并应采集监控器的故障信息。

　　 “标准”对自动跟踪定位射流灭火系统、水喷雾灭火系统、细水雾灭火系统、泡沫灭火系统、固定消防炮灭火系统、气体灭火系统和二氧化碳灭火系统、消防应急照明和疏散指示系统、应急广播系统、消防专用电话、防火分隔设施、消防电梯、建筑灭火器、电动排烟窗、电动挡烟垂壁和其他联动设备等其他消防设施的物联监测也提出了相应的感知设计要求。对消防控制室、消防水泵房提出设置视频采集终端进行监视。

　　 消防设施物联网的系统传输包括传输网络、传输协议与传输安全。通信传输的基本要求应符合现行国家标准《城市消防远程监控系统》 (GB 26875—2011) 的有关规定。“标准”对传输网络持开放的态度, 既可以是有线的, 也可以是无线的, 或有线无线结合的数据通信方式。

　　 信息运行中心至消防数据交换应用中心的传输协议可采用HTTP、HTTPS协议, “标准”规定了平台接口的标准定义。对于传感器至物联网用户信息装置或信息运行中心的传输协议可采用TCP、UDP或Modbus协议。同时, 消防设施物联网系统应满足信息安全技术信息系统安全等级的保护基本要求。

　　 消防设施物联网系统的应用层设计应具有开放性、标准性、容灾性。其软件应建立系统运行平台, 并应根据服务对象的不同需求建立业主应用平台、物业应用平台和维保应用平台等其他管理平台。消防设施物联网服务宜设有供每日24h人工客服和数据应用平台管理的值班室, 并宜对监测的异常信息及时报警和通知。

　　 “标准”提出了数据处理与系统运行的要求。系统运行平台应提供消防数据交换应用中心信息可识别和可视化的展示。社会单位在接入消防设施物联网系统后, 应采用业主应用平台和物业应用平台, 可结合消防设施安全评分、安全风险评估报告给出社会单位对自身消防设施运行、维护的改善和提升措施。社会单位根据维护保养报告对维保单位的维保质量予以监督和评价, 接受消防部门的监督、执法、检查等相关任务。维保应用平台能支持在线故障处理流程, 在线处理、指派、分工指定人员处理故障和记录维修结果;能支持在线进行消防设施日常维护保养, 记录相应消防设施报警、联动信息, 生成维保报告, 并可在线查看社会单位对于维保工作的评价。

　　 在管理部门的应用中, 消防数据交换应用中心提供系统运行平台的数据交换接口, 能收集、展示、分析、研判和推送消防信息, 并可通过设定相应的监督管理规则对违法、违规行为进行监管。它应支持与政府的其他信息平台对接和数据共享。同时, 管理中心对公共技术、安全保障体系和标准体系进行管理。数据应用平台与中心之间的关系见图3。

　　 此外, “标准”规定了消防设施物联网系统的施工、系统调试与验收、运维管理。消防设施施工应由具有消防设施工程专业承包资质的施工队伍承担, 软件系统调试应由消防设施物联网服务商承担。所采用的操作系统、数据库系统等平台软件应具有软件使用 (授权) 许可证, 并宜采用技术成熟的商业化软件产品。消防设施物联网系统中应对主要软件和设备的功能进行验收, 应加强对终端安全的管理。

　　 消防设施物联网系统的构建正是解决目前我国消防设施存在不完善问题的有效手段。

　　 “标准”的主要创新特点有:规范了消防设施物联网系统的技术要求, 明确了系统运行平台接口的标准定义。通过引入物联网系统技术, 建立了消防设施物联网系统的整体系统架构, 构建了感知层、传输层、应用层和管理层之间的逻辑关系。结合消防设施管理的特点, 基于物联网系统的运用, 创新地提出了系统架构中所独特的管理层概念。定义了消防设施物联网系统、消防数据交换应用中心、系统运行平台、业主应用平台、物业应用平台、维保应用平台、信息运行中心、物联网用户信息装置等术语。确立了消防设施物联网系统应遵循的基本原则和基本属性。明确了消防设施物联网系统的设置范围和设置的基本要求。规范了系统的功能和性能要求, 形成完整的系统和装置。统一了应用接口的协议, 从而可以将不同的运行服务单位有统一的标准可以接入消防数据交换应用中心。细化了针对消防设施的感知设计, 创新地提出了不同传感器的设置方式、位置、性能等要求。研究了物联网系统的应用, 建立了社会单位、维保单位、管理部门的不同运行平台, 并对系统传输的安全提出了相应的要求。

　　 作为新制订的“标准”, 其搭建了消防设施物联网系统的整个技术体系, 同时, 也还有不少内容需要结合技术的发展和实践经验的不断积累进一步深化、研究、完善。一方面需要对整个标准体系中的内容进行补充, 如针对生成的评价报告, 需建立统一的标准;硬件的无线传输, 需补充一定的协议规定;相应的公共技术、应用的服务支撑需规范;感知层对消防设施的范围可进一步扩大等等。另一方面, 需要开拓物联网在消防设施中的应用范围、梳理其对消防设施与物联网服务商之间的关系。随着共享技术、服务观念的转变, 消防管理部门应不再局限于仅仅解决社会单位的管理, 还需要变革管理模式, 顺应时代发展的需求。

　　 上海市工程建设规范《消防设施物联网系统技术标准》构建了物联网技术在消防设施中的应用, 规定了其技术要求, 创新地提出了消防设施物联网系统的架构, 为该系统的应用提供了基本的、可操作的依据。它可供相关的消防科研、制造、设计、施工、系统调试与验收、运维管理、维保检测、消防设施物联网服务商、消防监督等部门人员应用。

　　 消防设施物联网系统技术标准推动了消防技术的发展, 将消防设施从全局观、未来观的角度来思考, 有利于推广物联网技术的运用, 有利于促进消防设施的完善和提升消防设施的效能, 有利于消防大数据的运用, 助力智慧消防的建设, 创造了一定的经济效益和社会效益。