淺淡基于BIM技術的智慧消防應用

王蘭

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定201801

摘要：智慧城市的建設在全球掀起了熱潮，BIM技術可為智慧城市的建設提供強大的推進力。智慧消防作為智慧城市的一部分，亦是如此。本文通過BIM應用體系框架的構建，對BIM技術與其他新一代信息技術的“合力"作用進行了分析，并對BIM技術在智慧消防的具體應用進行了探討。后指出，未來的BIM技術，將具有更強的綜合性，其不僅僅是在建筑領域，在消防領域，也將有著廣闊的應用前景。

關鍵詞：BIM；智慧消防；應用

1 BIM與智慧城市

1.1 BIM概述

BIM即建筑信息模型，它是以項目各項相關信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎，進行建筑模型的建立，通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息。BIM集成了項目從設計、施工、運維等各階段的的全部工程數(shù)據(jù)，可形成面向項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、開源性、一致性、可出圖性等特點。

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，以實現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展和提高人民生活質量為根本目的，以提高城市公共管理和公共服務的效益及效率為基本目標，以新一代信息技術的運用為基本手段，以全面感知、深度融合、智能協(xié)同為城市的基本運行方式的信息社會的城市發(fā)展形態(tài)。而智慧消防是指在整個城市消防領域，運用各種高新技術，實現(xiàn)火災防控“自動化"、滅火救援指揮“智能化"、日常執(zhí)法工作“系統(tǒng)化"、部隊管理“精細化"的需求。智慧消防作為智慧城市的一個部分，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與智慧消防的關聯(lián)

BIM作為一項新時代的信息技術，必然能為智慧消防的建設提供強有力的技術支撐。結合BIM的特點與智慧消防的特點，BIM與智慧城市的關聯(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技術擁有三維可視化的特點，與GPS技術、各類感知技術的結合可以方便實現(xiàn)三維空間位，讓智慧城市的“感知神經"更加發(fā)達。

1.3.2資源整合

智慧消防系統(tǒng)需要將各部門、各區(qū)域的各類信息資源整合起來，方能使智慧消防系統(tǒng)成為一個具有較好協(xié)同能力和調控能力的有機整體。而BIM技術可以將各類信息、資源進行整合，例如建筑物及消防設備的空間、位置、時間、成本、材料、廠商等等信息。此外，BIM開放性的數(shù)據(jù)結構，結合IT技術，可以方便的將除建筑信息外的其他各類型的數(shù)據(jù)進行整合。

1.3.3協(xié)同運作

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，讓用戶在任何地方、任何時間獲取、交換、處理信息。從上述可知，以上這三個方面體現(xiàn)了智慧消防的“需求"，而BIM能在這三個方面提供“供給"。需求與供給的充分結合說明BIM技術應用于智慧消防是可能的，也是必要的。

2 基于BIM技術的智慧消防應用體系

智慧消防的建設目前處于初創(chuàng)階段，既沒有前期的經驗可以遵循，也沒有標準的模式可以參照。本章從BIM技術的角度出發(fā)，提出一種應用于智慧消防的框架體系。其應用體系如圖1。

2.1基礎層

基礎層是智慧消防的建設前提。技術層中BIM的應用載體是城市中的人與各類建筑以及其他基礎消防設施等?；A層中的應用載體，通過覆蓋全城的互聯(lián)網，方能進行BIM或其他信息技術的運用。

2.2技術層

智慧消防的建設并非僅BIM技術就可實現(xiàn)的，需要BIM與其他技術相結合，才能發(fā)揮出BIM技術在智慧消防建設中的優(yōu)勢。

2.2.1 BIM+物聯(lián)網

BIM與物聯(lián)網的結合，實質上是建筑信息的集成與融合。物聯(lián)網技術承擔底層（建筑構件）的信息感知、收集、傳遞、監(jiān)控的功能，而BIM技術發(fā)揮上層（整個模型）信息集成、交互、展示和協(xié)調管理的作用。二者的結合是虛擬信息化管理和實體環(huán)境硬件的結合。在智慧消防的建設中，物聯(lián)網可以讓消防系統(tǒng)的“感知神經"更加發(fā)達，而BIM技術有利于消防系統(tǒng)整體性的調控，二者的結合可讓智慧城市消防系統(tǒng)對外界環(huán)境做出準確的感知及反應，二者的結合可用于消防定位系統(tǒng)的建設。

2.2.2 BIM+云計算

BIM與云計算的結合，是利用云計算的優(yōu)勢將BIM服務轉化成BIM云服務?；谠朴嬎銖姶蟮挠嬎隳芰?，可以將BIM服務中計算量大的工作轉移到云端，從而提高了BIM服務的效率。在智慧消防的建設及運行中，會產生海量的數(shù)據(jù)信息，不僅包括建筑信息，還包括設備運行及感知外界環(huán)境所需要的信息。這便需要云計算技術進行分布式的計算，幫助智慧消防系統(tǒng)快速、準確的做出反應。

2.2.3 BIM+IT

BIM與IT的結合，即BIM與軟件開發(fā)技術的結合，強調的是利用IT技術，展示出BIM技術良好的可拓展性。由于智慧消防的建設目前尚處于探索結算，是一個不斷創(chuàng)新、反復嘗試、反復修改的過程。為適應這個過程的需要，智慧消防工程的各個接口應是具有良好可拓展性的接口。而BIM技術具有開源性，其開放性的數(shù)據(jù)結構結合IT技術，便于修改及優(yōu)化，可以適應智慧消防可拓展性接口的需求。2.2.4BIM+其他技術

BIM與其他技術相結合，同樣可用于智慧消防系統(tǒng)的建設。例如GIS技術、VR技術、導航算法技術等等。

2.3應用層

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

BIM模型可為基礎支撐平臺提供建筑信息，包括但不限于消防平臺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，直觀地反映救援與逃生路徑。

BIM可為自動感知平臺提供空間定位。BIM技術可與各類定位技術相結合實現(xiàn)室內定位，再結合傳感技術，當火災發(fā)生時，通過煙霧報警器、溫度感應裝置，將火災發(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)約時間。

BIM可為分析研判平臺提供空間信息，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，且基于IFC標準的BIM數(shù)據(jù)高度的可交互性使得其可以方便導出，為路徑分析軟件對救援路徑、逃生路徑做出準確的三維分析判斷與提示。

BIM可為共享共治平臺提供協(xié)同管理?；贐IM的協(xié)同平臺，結合IT技術，可設計一個信息共享、協(xié)同管理的消防管理平臺。在平臺中，消防隊員可通過移動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，使得消防隊員救援時心中有數(shù)，同時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介紹

3.1平臺結構

3.2平臺主要功能介紹

3.2.1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(tài)、設備分類、設備報警信息、報警分類、報警統(tǒng)計、設備臺賬信息等。其中地圖可以選配成BIM建筑模型，任何傳感器報警時可以在BIM模型中預警顯示。

3.2.2消防子系統(tǒng)

智慧消防管理云平臺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)、消防設備電源子系統(tǒng)、防火門子系統(tǒng)、消防設備管理子系統(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、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(tǒng)進入智慧用電監(jiān)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(jié)點顯示具體探測器的監(jiān)控頁面。

消防水子系統(tǒng)可以接入消防栓、消防水壓、水位傳感器等，用于實時的監(jiān)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(tǒng)也能實時地發(fā)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(tǒng)通過高靈敏的無線煙感報警裝置，實現(xiàn)對煙霧、有害氣體、及氣體滅火信息等數(shù)據(jù)采集，實時秒級檢測煙霧，一且發(fā)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)劇超過風險閾值，APP、短信報警統(tǒng)統(tǒng)上陣，通過設備的標簽、地理位置定位，快速通知業(yè)主、物業(yè)消防單位是哪個位置的火災隱情。

消防設備電源子系統(tǒng)實時監(jiān)控消防系統(tǒng)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(tài)，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(shù)，自動對消防電源一段時間的運行狀態(tài)進行分析，對可能產出問題的隱患進行警示。

防火門子系統(tǒng)通過與門禁報警、視頻識別的關聯(lián)，實時監(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。

應急照明與疏散指示子系統(tǒng)可實現(xiàn)對各個應急燈具的實時監(jiān)控和控制，當發(fā)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(jiān)控子系統(tǒng)數(shù)據(jù)部門收到感應端各子系統(tǒng)報警信息后，可調出報警位置關聯(lián)的監(jiān)控攝像頭圖像，查看報警現(xiàn)場視頻輔助進行火情確認。實現(xiàn)火災報警子系統(tǒng)、消防水子系統(tǒng)、電氣火災子系統(tǒng)、防排煙子系統(tǒng)、消防設備電源子系統(tǒng)、防火門子系統(tǒng)和視頻監(jiān)控子系統(tǒng)的有機結合，實現(xiàn)了報警點和監(jiān)控點的聯(lián)動。

消防設備管理子系統(tǒng)能夠將每個建筑、項目節(jié)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(lián)動GIS調度子系統(tǒng)進行調度。

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模塊?？梢圆榭吹卿浻脩粝碌乃许椖康碾[患信息，并進行派發(fā)和處理操作，且對所有隱患進行統(tǒng)計分析。

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、能耗報表和能耗預測等五個模塊?？梢圆榭吹卿浻脩粝碌乃许椖康哪芎慕y(tǒng)計、同環(huán)比和報表，且按日、周、月等維度進行能耗分析。

3.2.5手機APP

APP支持Android、iOS操作系統(tǒng)，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(jiān)控、火災報警等子系統(tǒng)的實時監(jiān)控數(shù)據(jù)、報警信息、能耗統(tǒng)計等。

3.3推薦配置

3.3.1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）

3.3.2系統(tǒng)現(xiàn)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(jù)現(xiàn)場回路電流大

3.4產品介紹

電氣火災監(jiān)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

4 結束語

智慧消防的建設，不是 BIM、物聯(lián)網等某一項技術就 能實現(xiàn)的，需要 BIM、物聯(lián)網、云計算等各類新一代信息技 術的“合力"作用。BIM 在智慧消防中的應用，是 BIM 與其 他高新技術深層次結合而形成的應用。未來的 BIM 將具 有更強的綜合性，其不僅僅是在建筑領域，在消防建設領 域，也將有著廣闊的應用前景。

參考文獻

[1]付聰.基于 BIM 技術的智慧消防應用探討

[2]趙大鵬.中國智慧城市建設問題研究[D]援吉林：吉林大學， 2013.

[3]安科瑞AcrelCloud-6800智慧消防管理云平臺2020版

[4]安科瑞企業(yè)微電網設計與應用手冊.2020.06版