宋兵兵
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：針對(duì)智慧消防建設(shè)中出現(xiàn)的 數(shù)據(jù)壁壘、數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象，結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)，建立起智慧消防信息共享體系結(jié)構(gòu)，探討了該體系 層次結(jié)構(gòu)和概念框架，該體系結(jié)構(gòu)具有信用性好、透明性強(qiáng)、安全性高、可拓展性好等特征，能有效地解決智慧消防建設(shè)中信息一致協(xié)同和相互信任問(wèn)題。
關(guān)鍵詞：區(qū)塊鏈 智慧消防 信息共享
1、引言
當(dāng)前，隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)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(guān)注的焦點(diǎn)，智慧消防的實(shí)現(xiàn)，將提高消防監(jiān)督管理和消防的水平和效率，對(duì)消防工作有著重要意義。
2、智慧消防面臨的問(wèn)題
智慧消防的關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用，而在目前智慧消防建設(shè)過(guò)程中不同程度地存在 數(shù)據(jù)壁壘、數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象，各部門間尚未建立有效的數(shù)據(jù)共享機(jī)制和信息交換平臺(tái)，一 些有價(jià)值的公共信息資源與數(shù)據(jù)面向消防部門開放度低，消防工作缺乏相應(yīng)的外部數(shù)據(jù)支撐。
3、區(qū)塊鏈技術(shù)
區(qū)塊鏈技術(shù)于2008年由日本學(xué)者中本聰（Satoshi nakamoto） 提出，是由多獨(dú)立節(jié)點(diǎn) 共同參與的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)。區(qū)塊鏈將數(shù)據(jù)分在不同的區(qū)塊內(nèi)，每個(gè)區(qū)塊的區(qū)塊頭包含前一個(gè)區(qū)塊的哈希值，該值是對(duì)前區(qū)塊的區(qū)塊頭進(jìn)行 哈希函數(shù)計(jì)算而得到。區(qū)塊之間就通過(guò)這樣的 哈希值與先前的區(qū)塊相連形成一個(gè)鏈條，如圖 1 所示。
區(qū)塊鏈具有去中間化、時(shí)序數(shù)據(jù)、集體維護(hù)和安全可信等特點(diǎn)。去中間化：由于是分布式存儲(chǔ)的，因此不存在中間點(diǎn)；時(shí)序數(shù)據(jù)：采用帶有時(shí)間戳的鏈?zhǔn)絽^(qū)塊結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，增加了時(shí)間維度，具有強(qiáng)的可追溯性和可驗(yàn)證性；集體維護(hù)：采用特定的激勵(lì)機(jī)制以保證系統(tǒng)中所有節(jié)點(diǎn)均可參與區(qū)塊的驗(yàn)證過(guò)程，并通過(guò)共識(shí)算法來(lái)選擇將新區(qū)塊添加到區(qū)塊鏈；安全可信：采用密碼學(xué)方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，借助共識(shí)算法形成的強(qiáng)大算力來(lái)保證區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)不可篡改。
區(qū)塊鏈可分為公有鏈、私有鏈和聯(lián)盟鏈。公有鏈對(duì)所有人開放，公眾都可以參與。私有 鏈對(duì)單獨(dú)的個(gè)人或?qū)嶓w開放，其寫入權(quán)限僅在一個(gè)組織手里的區(qū)塊鏈。聯(lián)盟鏈僅對(duì)特定的組 織團(tuán)體開放，本文采用的就是這種方式。
4、基于區(qū)塊鏈的智慧消防信息共享體系
針對(duì)目前智慧消防建設(shè)中數(shù)據(jù)不共享等 問(wèn)題，提出一種基于區(qū)塊鏈的智慧消防共享信 息體系，致力于打通各部門、各行業(yè)間的數(shù)據(jù)壁壘，本平臺(tái)體系方案繼承了區(qū)塊鏈技術(shù) 的通用體系架構(gòu)，分為數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層、共識(shí)層、激勵(lì)層、合約層、應(yīng)用層。
數(shù)據(jù)層封裝了底層數(shù)據(jù)區(qū)塊、相關(guān)的數(shù)據(jù)加密和時(shí)間戳等技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)層則包括分布式組網(wǎng)機(jī)制、數(shù)據(jù)傳播機(jī)制和數(shù)據(jù)驗(yàn)證機(jī)制等；共識(shí)層主要封裝網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的各類共識(shí)算法；激勵(lì)層將經(jīng)濟(jì)因素集成到區(qū)塊鏈技術(shù)體系中來(lái)，主要包括經(jīng)濟(jì)激勵(lì)的發(fā)行機(jī)制和分配機(jī)制等；應(yīng)用層則封裝了智慧消防的各種應(yīng)用場(chǎng)景，可使用人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)的相關(guān)算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析與應(yīng)用。
區(qū)塊鏈系統(tǒng)上參與的主要邏輯實(shí)體可以抽象為各部門信息中間、聯(lián)盟節(jié)點(diǎn)、其他節(jié)點(diǎn)和信息中間數(shù)據(jù)庫(kù)。其中，聯(lián)盟節(jié)點(diǎn)主要為財(cái)政、衛(wèi)生、教育、氣象等部門或電力、燃?xì)狻⒐┧㈦娦诺裙卜⻊?wù)機(jī)構(gòu)的業(yè)務(wù)信息中間組成，各業(yè)務(wù)信息中間是由各業(yè)務(wù)領(lǐng)域產(chǎn)生、管理和處理的信息。
聯(lián)盟節(jié)點(diǎn)具有信息傳送和信息處理等功能，每對(duì)聯(lián)盟節(jié)點(diǎn)間可直接對(duì)接，從而共享、交流信息；通過(guò)區(qū)塊鏈系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行的共識(shí)機(jī)制，提供點(diǎn)到點(diǎn)的信息路由、信息傳送等功能，存儲(chǔ)和管理共享信息。各聯(lián)盟節(jié)點(diǎn)共同維護(hù)和監(jiān)督信息，確保信息可靠、非重復(fù)的情況下，才能夠?qū)雲(yún)^(qū)塊鏈儲(chǔ)存系統(tǒng)，形成信息中間數(shù)據(jù)庫(kù)，從而為智慧消防提供海量數(shù)據(jù)。
5、安科瑞智慧消防平臺(tái)介紹
5.1 平臺(tái)結(jié)構(gòu)
5.2平臺(tái)主要功能介紹
5.2.1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。其中百度地圖可以選配成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。
5.2.2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、電話報(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。
防火門子系統(tǒng)通過(guò)與門禁報(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、生命通道防火門的開閉及消防通道堆放物情況，實(shí)現(xiàn)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(tài)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(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。
5.2.3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。
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(huán)比、能耗報(bào)表和能耗預(yù)測(cè)等五個(gè)模塊。可以查看登錄用戶下的所有項(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)行能耗預(yù)測(cè)分析。
5.2.5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、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。
5.3 推薦配置
5.3.1 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）
5.3.2 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
5.4 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
6、結(jié)語(yǔ)
本文針對(duì)智慧消防建設(shè)中數(shù)據(jù)不共享等問(wèn)題，提出了基于區(qū)塊鏈的智慧消防共享信息體系，采用分布式的去中間化構(gòu)架，可有效解決智慧消防信息共享、數(shù)據(jù)安全等問(wèn)題，使消防工作信息化程度更高，提升智慧消防數(shù)據(jù)采集和處理的質(zhì)量，為消防業(yè)務(wù)工作提供強(qiáng)有力支撐。
參考文獻(xiàn)
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[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
作者簡(jiǎn)介：宋兵兵，男，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向?yàn)榻^緣監(jiān)測(cè)及剩余電流監(jiān)測(cè)， QQ：3007723194 手機(jī)：13482141563（微信同號(hào)）
