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據作為模型的基礎，進行建筑模型的建立，通過數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據，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、參數化、協同性、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，以實現城市可持續發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、智能協同為城市的基本運行方式的信息社會的城市發展形態。而智慧消防是指在整個城市消防領域，運用各種高新技術，實現火災防控“自動化"、滅火救援指揮“智能化"、日常執法工作“系統化"、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、深度融合和智能協同特性。

1.3 BIM與智慧消防的關聯

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與智慧城市的關聯如下：

1.3.1全面感知

智慧消防系統能“感知"外在環境。而感知外在環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三維空間位，讓智慧城市的“感知神經"更加發達。

1.3.2資源整合

智慧消防系統需要將各部門、各區域的各類信息資源整合起來，方能使智慧消防系統成為一個具有較好協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開放性的數據結構，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據進行整合。

1.3.3協同運作

智慧消防系統需具備高度的協同性。而BIM可提供協作的平臺，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，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。基礎層中的應用載體，通過覆蓋全城的互聯網，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技術就可實現的，需要BIM與其他技術相結合，才能發揮出BIM技術在智慧消防建設中的優勢。

2.2.1 BIM+物聯網

BIM與物聯網的結合，實質上是建筑信息的集成與融合。物聯網技術承擔底層（建筑構件）的信息感知、收集、傳遞、監控的功能，而BIM技術發揮上層（整個模型）信息集成、交互、展示和協調管理的作用。二者的結合是虛擬信息化管理和實體環境硬件的結合。在智慧消防的建設中，物聯網可以讓消防系統的“感知神經"更加發達，而BIM技術有利于消防系統整體性的調控，二者的結合可讓智慧城市消防系統對外界環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，是利用云計算的優勢將BIM服務轉化成BIM云服務。基于云計算強大的計算能力，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，會產生海量的數據信息，不僅包括建筑信息，還包括設備運行及感知外界環境所需要的信息。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，其開放性的數據結構結合IT技術，便于修改及優化，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。基礎支撐平臺為智慧消防系統提供各類數據支撐；自動感知平臺能夠“感知"引發火災的溫度、煙霧等外在環境；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、管理高度協同的工作平臺，使得智慧消防“系統化"。而BIM技術在這四個平臺的建設上均能發揮自身的技術優勢。

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室內定位，再結合傳感技術，當火災發生時，通過煙霧報警器、溫度感應裝置，將火災發生的位置信息傳遞至消防控制系統，管理者們可通過BIM模型輕易發現起火的具體位置，從而為消防救援指揮節約時間。

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數據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同管理。基于BIM的協同平臺，結合IT技術，可設計一個信息共享、協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（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，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、設備分類、設備報警信息、報警分類、報警統計、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

智慧消防管理云平臺包含了智慧用電子系統、防排煙子系統、消防水子系統、消防設備電源子系統、防火門子系統、消防設備管理子系統和視頻監控子系統等。智慧用電子系統可以接入電氣火災、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進入智慧用電監控頁面，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，點擊末級節點顯示具體探測器的監控頁面。

消防水子系統可以接入消防栓、消防水壓、水位傳感器等，用于實時的監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，系統也能實時地發出警報，能讓相關人員及時維修維護，保障消防安全。

防排煙子系統通過高靈敏的無線煙感報警裝置，實現對煙霧、有害氣體、及氣體滅火信息等數據采集，實時秒級檢測煙霧，一且發現監測數劇超過風險閾值，APP、短信報警統統上陣，通過設備的標簽、地理位置定位，快速通知業主、物業消防單位是哪個位置的火災隱情。

消防設備電源子系統實時監控消防系統各個部件（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，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，自動對消防電源一段時間的運行狀態進行分析，對可能產出問題的隱患進行警示。

防火門子系統通過與門禁報警、視頻識別的關聯，實時監控消防通道、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、工作環境。

應急照明與疏散指示子系統可實現對各個應急燈具的實時監控和控制，當發生火災時，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。

視頻監控子系統數據部門收到感應端各子系統報警信息后，可調出報警位置關聯的監控攝像頭圖像，查看報警現場視頻輔助進行火情確認。實現火災報警子系統、消防水子系統、電氣火災子系統、防排煙子系統、消防設備電源子系統、防火門子系統和視頻監控子系統的有機結合，實現了報警點和監控點的聯動。

消防設備管理子系統能夠將每個建筑、項目節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，會聯動GIS調度子系統進行調度。

3.2.3隱患管理

隱患管理功能包括了隱患查詢、隱患派發、隱患處理和隱患分析四個模塊。可以查看登錄用戶下的所有項目的隱患信息，并進行派發和處理操作，且對所有隱患進行統計分析。

3.2.4能耗分析

能耗分析功能包括了能耗概況、能耗同比、能耗環比、能耗報表和能耗預測等五個模塊。可以查看登錄用戶下的所有項目的能耗統計、同環比和報表，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，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、視頻監控、火災報警等子系統的實時監控數據、報警信息、能耗統計等。

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系統現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現場回路電流大

3.4產品介紹

電氣火災監控探測器

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、物聯網等某一項技術就 能實現的，需要 BIM、物聯網、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]安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2020.06版