NB-Iot燃气报警器与烟感在平安城市物联网平台建设上扮演重要角色

1. 前言

根据中华人民共和国公安部公消【2017】297号文件关于全面推进“智慧消防”建设的指导意见中明确指出：当前，我国消防安全管理工作十分严峻，据公安部消防局统计2015年，全国共接报火灾33.8万起，造成1742人死亡、1112人受伤，直接财产损失39.5亿元。在有关火灾起因的调查中，大部分火灾事故原因是居民发现火灾迟缓、吸入有毒烟气而中毒死亡，而我国绝大部分住宅和各类老旧建筑都没有安装烟雾报警器，有很大的消防隐患。根据《建设设计防火规范》要求，一定规模的高层建筑、各类大型娱乐场、宾馆、厂房等场所都要安装了传统的火灾自动报警系统。经实践证明，自动报警系统对于减少火灾损失，降低人员伤亡，发挥了巨大的作用。但是，在城市各类三合一场所、鳏寡孤独弱势群体住所、小型旅馆、饭店、养老院、公寓、宿舍以及普通住宅等散、远、小场所以及农村集镇，并没有普及火灾自动报警设施，此类建筑一旦发生火灾，内部人员极易延误逃生时间和错失救援的最佳时机。由于这些场所的“散、远、小”等特点，迫切需要一种安装简单灵活、功能强大且投资小的火灾预警系统，能在火灾发生的初起阶段第一时间实现预报警，通知邻近房间人员撤离火场，同时发送火灾信息至辖区消防队，最大程度减少人民群众财产损失和群死群伤火灾事故的发生。

通过分析小微场所火灾发生的特点以及消防部门对小微场所火灾预防工作的需求，有针对性的推出了“小微场所智能云安全平台”。系统具有发现警情早、告警流程简单、处理警情自动化、自动通知火警场所及周边人员撤离等功能。用创新的科技手段降低亡人火灾数量、减少火灾损失，是智慧消防，城市消防物联网不可或缺的组成部分。

目前，《建筑设计防火规范》（GB50016 -2014）、《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-2013）、《住宿与生产储存经营合用场所消防安全要求》（GA703-2007）等标准已对符合一定条件的住宅和“三合一”场所安装感烟报警器提出了要求。各地和有关部门应当结合火灾防控实际，鼓励和引导扩大感烟报警器的应用范围，除已明确要求设置火灾自动报警设施的建筑外，养老院、福利院、残疾人服务机构、特困人员供养服务机构、幼儿园等老年人、残疾人和儿童建筑，居家养老、“空巢老人”、分散养老特困人员等人群住宅，社区综合服务设施等社区居民活动场所，位于棚户区、城乡结合部、传统文化村落和三级及以下耐火等级的老旧居民住宅，宿舍、出租屋、农家乐、小旅馆、地下居住空间等亡人火灾多发的场所宜推广安装感烟报警器与燃气报警器；鼓励在其他居民住宅内安装使用感烟报警器与燃气报警器。

2. 部署方案

平安城市物联网平台

社区消防系统报警器有三种部署方案。一是只安装NB感烟报警器，适合于宿舍、小旅馆等场所。NB感烟报警器直接连接通信基站，把状态信号、报警信号上报安全平台；二是只安装燃气报警器和切断装置，适合于普通家庭。报警器通过NB连接通信基站，切断装置通过Lora无线协议连接燃气报警器；三是混合安装燃气报警器和Lora感烟报警器，适合于有较多房间的住家和营业性服务场所。燃气报警器通过NB连接通信基站，感烟报警器和机械手通过Lora协议连接燃气报警器，此种方式以报警器作为通信路由，有效地降低了移动通信的费用。

3. 产品特点

NB-IOT烟感

一、NB感烟报警器和Lora感烟报警器

1、通过 CCCF 认证，是具有国家消防强制性产品认证证书的专业火灾探测报警设备；

2、电池供电，安装简单，无需布线；

3、特有的烟感失联和底座拆动报警功能，报警器和烟感被拆被盗及时报警；

4、功耗极低，烟感可持续工作 3 年，无线底座可持续工作 3-5 年；

5、采用光电式感烟探测技术，性能稳定，工作可靠；

6、NB-IoT版网络采用运营商部署的基站，具有强链接、高覆盖、低功耗、低成本的特点。Lora版通信采用Lora协议，以燃气报警器作为LoraMesh路由，可实现自组网，自修复，通信可靠性极高，又无需额外付出通信费用。

二、第五代燃气报警器和切断装置

NB-IOT燃气报警器

第五代报警器是高可靠、长寿命、智能化的安防设备，具有以下特点：

1、报警器集成人工智能技术，可根据用户的使用习惯和燃气扩散的数学模型智能探测燃气泄漏。采用人工智能技术后，燃气事故的误报率和漏报率极低。

2、报警器组合了NB和LoraMesh技术组网。既支持广域网的蜂窝数据连接，又可作为AP，形成LoraMesh网格，供其他Lora设备上网。网格组网方式大大提高了无线连接的可靠性。

3、报警器通过lora通信协议连接切断装置（控制器和机械手），一旦探测到泄漏，可自动切断阀门。

4、阀门控制器带有位姿探测传感器，可探测阀门的力矩、阀位以及震动等参数，根据这些参数可检测阀门是否故障，是否能正确地开闭到位，发生地震时可自动关闭阀门。

5、燃气报警器采用低功耗设计，并装有可更换式电池模组，在断电状态可安全续航工作48小时。保证停电时燃气设防不缺位。

6、可更换式传感器和电池设计，方便替换寿命到期的配件，从而保证整机的长寿命。

4. 平台特点

1、物联接入，千万级海量并发

安全平台能承载海量燃气用户端设备的物联接入。分布式集群架构能支持百万级级规模的消息路由，并实现毫秒级消息时延，消息服务器可扩展，支持定制多种认证方式、高效存储消息到后端数据库。平台具备完整物联网协议支持，如：MQTT、MQTT-SN、CoAP、WebSocket 或私有协议等。

2、用户不安全行为分析

平台集成AI和大数据技术，可以通过数据进行用户行为智能分析，分析出用户在使用燃气过程中有哪些不当的行为习惯，并给出纠正意见。可分析出的不当习惯有：

1）、每次使用完灶具不关总阀；

2）、晚间就寝前不关燃气总阀；

3）、长时间外出不关总阀；

4）、经常长时间连续使用燃气（超过2小时）；

5）、使用过程中没有保持空气畅通；

6）、没有定期检查管线、燃具；

7）、没有定期测试报警器是否可用；

通过不定期地向用户手机发送提示信息，逐步纠正用户不良习惯，以积分、奖励等手段鼓励用户习惯的改变。

3、使用场景安全隐患分析

定期提醒用户对管线、燃具、阀门、气表、报警器的场景进行拍照上传，平台结合安装时的照片及历次上传的照片，用人工智能技术进行分析，可发现存在的安全隐患，提醒用户更正。可发现的隐患有：

1）私拆、私改、私迁燃气设备；

2）燃气管线上私自搭建临时建筑；

3）燃气管线上拉绳子、挂物件；

4）厨房内存有易燃易爆物品；

5）管线和设施敷设在墙体或密闭的橱柜内；

6）橡胶软管老化；

7）气表、灶具位置不固定；

8）灶具没有经常清洗，气孔被杂物堵塞；

9）热水器烟道脱落；

10）燃具超过判废年限；

4、自动巡检

平台制定巡检计划，通过控制器定期（比如半年一次）对阀门进行一次关闭和开启操作，根据机械手运动位姿传感器返回的数值，判断阀门是否有故障，有故障则调度维修团队上门维修。

传统方式只能采取定期派人上门手动巡检的方式，不但费时费工，而且工作效率低下。

5、多层级报警

第五代报警器除了声光报警外，通过平台还可向业主、物业、安全员，以及燃气公司、消防、安监等职能部门自动发送通报。

6、安全监控

平台可实时显示设备的状态、位置，快速定位报警发生的位置。按时段和地区统计新装数量和各个状态的设备数量。

平安城市物联网平台

5. 平台功能

1、设备管理

对设备的供货单位、业务类型、品类、产品型号、批号等信息进行管理。

2、统计图表

按地区、项目、品类、部门、型号分类对各分类的设备数、充值金、报警数、故障数进行图表式统计。

3、系统管理

对管理部门、平台用户以及关键数据字典进行管理。

4、安全监控

以地图和图标两种方式，对报警、故障、新装等事件进行监控。

5、项目管理

对各个项目分别进行管理，管理内容包括资费、售价、通信协议、客户、消费者、运营日志、设备状态等。

6、运维管理

包括充值管理、巡检管理、报警呈报单位管理、维修单位管理、用户行为分析、安装质量监测、设备自动标定、在线升级。

当前城市中入群组屋、家庭作坊、弱势群体独居住宅等小微场所，由于缺乏有效的火灾预警设施及手段，存在发生火灾时无法及时处理、火情迅速蔓延而造成人员伤亡和财产损失的巨大隐患。根据消防有关数据分析，全国94%的火灾发生在缺乏消防防控措施的小微、棚户区、城乡结合部等区域，其中老人及儿童等弱势群体的伤亡人数占伤亡总数的40%以上。

“NB-IOT智能燃气报警器与烟感”基于NB-IOT低功耗广域网无线传输为核心提出的“平安城市物联网平台”物联网解决方案，为存在监管难度的小微场所提供了一体化的智能火灾报警物联网管理措施，解决火灾预警问题。实现火灾事故的早发现、早报警、早扑灭，采用新兴NB-IOT物联网技术全面加强城市消防安全管理部门对小微场所消防安全的监管能力。