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智慧消防技术应用(BIM、区块链、电气安全智能管理系统等)

2021-01-12 11:03:10 来源:消防产业智库 阅读量:40

科技创新与应用之于智慧消防建设和消防产业升级起着至关重要的作用。

本期消防产业智库整理分享BIM、区块链、电气安全智能管理系统等技术在消防行业的应用,供大家参考。

1、消防队运用BIM (建筑信息模型)实现视觉定位系统技术探讨

今天与大家聊聊智慧消防下的一个话题,有关消防队通过最新技术的运用自身保护和有效施救和灭火的话题。

BIM相信大家都不陌生,其目前在国内的运用趋于成熟,同时作为一个公共载体实现多技术共用平台的信息整合和运用,其推广和发展非常迅速。这些国内项目案例非常广泛,可以说相比国外,由于实战经验多,更加具有操作性的总结。

今天关注的话题更加针对一个具体人群对象,即我们的消防救援队伍,如何利用BIM技术提高其作战能力。多年来在密集导航系统领域的研究, 室内的定位系统问题仍然处于一个非常初期的阶段,似乎截至目前,仍然没有一项或多项综合技术可以把类似室外的全球定位系统运用到室内。目前越来越多的研发团队对此问题着手深入研究,虽然该问题较为复杂,然而日新月异的新技术和学科交叉渗透使其研究迈进了大步。

该问题研究的重要性不言而喻,对于消防扑救人员而言,其对建筑内情况瞬间及时的知晓非常关键,其中自身定位和联系定位相对定位都是核心参数。也是通讯沟通施救有效的必要条件,为实现以上目标,研究方案包括以下:

基于系统原理设计其组件构成路径优化和纠错试验配置和实施

具体包括在消防员战斗服上配置可固定的编程设备,通过预算法则允许其运算数据嵌入系统导航系统从而切入给定建筑物的地图系中。以上算法的拟定目标为为运用该随身携带装置实现针对室内每一名消防员的准确定位,整个该视觉系统中的关键部位为为BIM 技术的运用提供包括楼层,坐标定位和相关建筑信息。

通过该技术相关背景研究方法的文献检阅,IPS ( 室内定位系统)是一个针对GNSSS信号无法采集获取时锁定建筑内人员的设置系统,其包括一系列室内定位的相关技术, 绝大多数归属于2 大类

基础设施为基础的类型非基础设施为基础的类型

目前最有前景的解决方案为基于航位推测法通过脚部安装的感应器或大满贯系统,其中后者核心为SLAM在烟气中的光学性可以受限,尽管航位推测法有最广泛的运用,但其出错率较高,这个缺陷可以通过系统程序的调整改进。然而消防战斗员的诉求需要与SAR 程序和设计根据烟气内移动,指令的知觉导引,系列指令和对话等室内定位系统具体综合考虑方案。

对消防员在执行营救任务的技术支持一直以来在位于WARSAW 的主消防学院中积极投入研究和培训,风险管理试验法其中感知数据(包括本地化数据)作为研究内容重点之一,有关感知数据的一些问题早已开始调查分析(获取,监控和纠错,可视化,整合和分析)。截至目前,学院取得了研究很大进展,有些解决方案可以和既有的BIM平台整合进行测试改进。

ICRA系统是一个检测新想法的广谱概念,具体可以不依赖消防指挥官和战斗员独立获取数据包括:

固定和移动传感器增加了环境指挥官的瞬时情况的知晓了解消防战斗员室内以基础设置为基础的导航和定位技术基于对手机信号的分析确定建筑内人员的位置的模型及时同步上报消防员活动的技术评估火灾大小和影响的模型感觉数据缓冲器

决定和上报消防员的即时位置的定位系统由于目标为搜寻营救,因此系统中包括许多无线电信标,密度大约为一个房间一到两个,与火灾探测器密度基本匹配,RSSI 信号传播强度变化大部分由于有墙体隔断导致,可以依靠一个指纹识别步骤提前完成测试。若需要测试数目较大,可以在后期通过机器算法技术完成。ICRA项目中人工神经网络成功植入。当然也有其他不同的系统同步进行调研开发,也取得一定进展。

数据是与消防战斗服一体化的单位体中获取且即时处理,通过无线信号传送到达ICRA 模块。从这里消防员载入系统成为可视化指挥官,生成地理坐标实现定位。该系统仅在建筑内操作执行,室外空间使用全球定位系统。

个人航位定位系统惯性模式解决方案最早始于ZUPT升级版本,该技术当时较为盛行,原理是一种使用基于过滤器的梯度下降法的模型融合方案。

另外有MADGWICK’S 整合于KALMAN-BASED算法,其位置姿态和航向改正考虑误差显著不是基于以上的ZUPT假设,试验基于地面真实数据验证了该方法由于先进性解决方案减少了以往系统和模型的误差同时提供了更好的航位预测。

超宽带无线电定位系统在IPS 领域被深入研究,其精度较高,UWB 技术可以在基于惯性系统的应用中加强精度,尽管随着时间精度降低趋势。原因在于其系统具有传播误差特性,然而无线信号系统抑或非常昂贵或准确性质疑或需要较大型的基础设施得以实施。

最后是室内定位系统的混合型方案,通过应用无线信号对距离的测量和前置惯性测试单元体(IMU)结合实现。【来源:36safety;作者:李芳】

2、应急管理部沈阳消防研究所三项科技成果

2020年10月22日至23日,消防救援局在河南省郑州市组织2020年应急管理部消防救援局消防救援科技创新奖评审,经评审,我所3个项目获奖,其中,“电气安全智能管理系统”项目获技术创新一等奖,“电气火灾物证精准鉴识关键技术的研究”项目获技术创新三等奖,“消防通信装备应急供电装置”项目获成果应用三等奖。

电气安全智能管理系统,是一款新型电气安全监控终端和电气安全智能管理平台,建立了实用的工程检测评估、在线监测电气参数、电气安全隐患实时分析的技术方法,实现电气安全隐患7*24小时实时监测和可视化展现,对提高用电安全性能,为重大社会活动场所加强消防安全保卫及火灾高危单位提高火灾防控有效性具有重要意义。

电气火灾物证精准鉴识关键技术的研究,针对火灾物证鉴定工作中的技术难题,开展了精准量化技术研究,建立了铜导线短路熔痕孔洞特征的定量技术鉴定方法、显微硬度定量鉴定技术方法、组织结构定量鉴定技术方法和热腐蚀痕迹识别技术方法,填补了火灾物证鉴定领域的空白,拓展并完善了火灾物证鉴定理论体系,推动了电气火灾物证鉴识技术由主观定性判定向精准定量鉴识的转变。

消防通信装备应急供电装置具有接口丰富、容量大、现场应用简便、能源形式多样、充电效率高等特点,并具有防水、防尘、防腐、防震、便携等防护特性,设计符合重特大灾害事故现场使用要求,可为超短波手持台、短波电台、卫星便携站等多种消防通信装备供电,适用于消防救援队伍在环境极端恶劣、无后援保障情况下灭火与应急救援实战。【来源: 应急管理部沈阳消防研究所】

3、区块链技术可提高数据可信性和安全性

2020全球区块链创新发展大会上,国家信息中心信息化和产业发展部主任单志广表示,作为第二代互联网的能力演进与升级,区块链技术利用其所具备的分布式、透明性、可追溯、防篡改等特征,可提高社会治理中数据可信性和安全性,推动国家治理体系和治理能力现代化。

互联网技术面临社会治理新挑战

单志广表示,过去的实践表明,互联网技术的广泛应用已成为推动社会治理现代化的有效手段,但同时也应看到,传统互联网技术也存在一些不足,不能完全满足社会治理的新要求。他认为,传统互联网存在的不足主要体现在三个方面。

第一,数据质量管理不足。比如数据真实性不够、一致性不高、时效性不强,数据管理技术不足,无法实现精、准、快的数据治理。

第二,数据安全管控薄弱。海量数据汇集之后带来的首要问题是如何保证数据安全。他认为,网络安全防护技术手段不足,信息云端集中易受攻击,敏感数据和个人隐私泄露风险高。

第三,数据开放共享困难。他说,电子政务发展多年,但数据互通共享和融合仍旧是老大难问题,体现为缺少统一的数据标准和访问方式,数据兼容性较差,数据整合、分析、应用、共享缺少技术支撑。

他认为,区块链通过可追溯的分布式数据系统能够有效解决数据质量管理不足的问题,通过非对称加密技术与算法能够有效解决数据安全管控薄弱的问题,通过点对点技术与智能合约能够有效解决数据开放共享问题,从而为满足社会治理新要求提供解决方案。

区块链技术能弥补互联网的可信性缺陷

单志广表示,区块链本身不是一项新技术,而是由分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法、智能合约等计算机技术集成创新而产生的分布式账本技术,是基于互联网的一种新型的数据存储和传输方式,它是第二代互联网的能力演进与升级,能够弥补互联网的可信性缺陷。他认为,区块链技术具备分布式、透明性、可追溯、防篡改等特征,对于社会治理而言,区块链可促进社会治理结构扁平化、治理及服务过程透明化,提高社会治理领域数据的可信性和安全性。单志广称,利用区块链技术助力国家治理现代化可以在以下几方面发力。

第一,针对特定行业,建立监控节点。逐步改变监管方式,提高监管效率,降低监管成本,提升自身服务能力;有效开展对特定行业应用建立监管节点机制,实现“以链治链”。

第二,打破信息孤岛,融合政务数据。为提高治理水平,需要打破数据孤岛和数据壁垒,逐步建立安全可信的政务数据融合链,推动政务数据对内部的开发共享和对社会间的有序开放。

第三,统一公民身份,保护公民隐私。建立以密钥为加密手段的区块链统一公民身份,让民众可以更好地掌控自己的隐私和个人数据的使用范围。

第四,加强金融监管,规避金融风险。积极推进区块链在金融领域的应用,加强区块链的数据融合和监管能力,更及时地规避金融风险,制定更有效的金融和经济政策。

第五,发挥技术优势,助力一带一路。利用区块链数据传递优势,助力包括一带一路在内的国家贸易、对外商务合作、跨境项目管理和全球数据传输。

区块链未来发展需坚持三个原则

单志广认为,利用区块链技术推动社会治理,助力推动国家治理体系和治理能力现代化需要坚持三个原则。

第一,可管可控。应加强法制建设,制定完善的法律法规,让区块链技术进步和业务发展有法可依、有章可循、有序开展。近期,北京、贵州等地发布了区块链发展的规划和行动计划,他认为在这种举措有助于区块链技术在符合我国国情的前提下,走出一条有序的发展道路。

第二,加强基础设施建设。积极发展网络化的区块链基础设施,为区块链上层应用的开发、部署和运营提供低成本、安全、可信的公共资源环境。“区块链如果在底层架构上无序发展的话,未来我们可能也将面临跨链交互、跨链融合等难题,从而出现链和链之间形成新一轮孤岛的情况。”单志广说。

第三,创新应用。要发挥市场活力,创新区块链应用,提升社会治理数字化、智能化、精细化、法治化水平。“我认为当前像5G、区块链等新技术都正处于一个需要证明自己的阶段,但证明自己必须通过带动产业、带动应用来证明新技术真实的价值。”单志广说。【来源:信产部】

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