CN109284347A - 一种用于建筑消防设施监控系统的消防设施自动标注及数据处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于建筑消防设施监控系统的消防设施自动标注及数据处理方法，属于数据通讯及处理技术领域。采用GB/T 26875.3‑2011《城市消防远程监控系统第3部分：报警传输网络通信协议》作为通讯协议基础，包括如下步骤：(1)针对协议指令进行拓展，使得协议使用主体由用户信息传输装置转变为消防控制室图形显示装置；(2)消防控制室图形显示装置上传消防设施相对位置；(3)针对消防控制室图形显示装置上报的数据进行解析，监控中心实现自动标注联网单位建筑消防设施部件。本发明取消了中间的用户信息传输装置，能够为联网单位节约资金；联网单位在建筑消防设施系统信息上传时，只需要上传每层的建筑物平面图，即可自动实现建筑消防设施系统中所有部件的自动标注，为联网单位节约人力资源投入。

Description

一种用于建筑消防设施监控系统的消防设施自动标注及数据 处理方法
技术领域
本发明涉及一种用于建筑消防设施监控系统的消防设施自动标注及数据处理方法，属于数据通讯及信息处理技术领域。
背景技术
近年来随着我国经济建设的不断发展，城市化规模在不断扩大，同时城市中的商业、民用建筑也呈现出爆发式的增长趋势，据公安部消防局在2017年年底统计，我国城市中高层建筑体量已达到61.9万栋，从体量、高度上都位居世界第一。同时根据我国《消防法》明确规定：“消防一、二级列管单位，必须安装建筑消防防灭火系统”，但是由于缺乏有效的监管，在实际使用过程中建筑消防设施系统的有效率和完好率都比较低，未能达到有效保障建筑防火、灭火的作用。
为了解决建筑消防设施系统中的有效率和完好率都比较低的问题，在上个世纪90年代末，行业内提出“城市消防远程监控系统”这个概念，并在后续建立了一系列的规范和标准，GB 50440-2007《城市消防远程监控系统技术规范》中规定：城市消防远程监控系统由监控中心、传输网络和联网单位三部分构成，具体实施方法是：在联网单位加装用户信息传输装置，利用该装置与联网单位内部的各类控制器(火灾报警控制器、联动控制器、水系统控制器等)配接，采集控制器的各类信息，通过有线、无线网络将采集的数据信息上传至监控中心，实现对联网单位内部建筑消防设施系统的状态实时动态监测。将收集的数据实时共享给消防监督部门，监督部门根据实时运行的数据对联网单位进行督促整改，提升建筑消防设施系统的有效率和完好率。
目前涉及的规范和标准如下表所示：
传统建筑消防设施监控系统的网络结构图如图1所示，从图1可以看出，联网单位消防控制室内包含火灾报警控制器、消防联动控制器、可燃气体报警控制器等各类建筑消防设施系统，1～n台用户信息传输装置，消防控制室图形显示装置。国家规范GB 50116-2013火灾自动报警系统设计规范规定：“6.9.1消防控制室图形显示装置应设置在消防控制室内，并应符合火灾报警控制器的安装设置要求。6.9.2消防控制室图形显示装置与火灾报警控制器、消防联动控制器、电气火灾监控器、可燃气体报警控制器等消防设备之间，应采用专用线路连接。”由上图还可以看出，传统的建筑消防设施监控系统中，各类消防设施系统控制器会同时与用户信息传输装置、消防控制室图形显示装置建立连接，将消防设施状态信息上传给用户信息传输装置、消防控制室图形显示装置，用户信息传输装置会将收到的消防设施状态信息通过有无线传输网络传输到监控中心，遵循的协议标准是GB/T26875.3-2011《城市消防远程监控系统第3部分：报警传输网络通信协议》。而国家规范GB16806-2006《消防联动控制系统》中4.9消防控制室图形显示装置4.9.5信息传输要求规定：“4.9.5.1消防控制室图形显示装置在接收到系统的火灾报警信号后10s内将报警信息按规定的通讯协议格式传送给监控中心。”但由于GB16806-2006标准中未规定通讯协议格式，所以实际上规范不具备实际实施条件。
从实际推广应用的效果来看，城市消防远程监控系统并没有达到预期的效果，究其原因主要有以下几点：
(1)从技术角度分析，城市消防远程监控系统并未在根本上解决实际问题，只是额外增加了一种监控的手段，从本质上不会对建筑消防设施系统的有效率、完好率有任何技术上的提升。另外在具体实施过程中，各类建筑消防设施系统连接用户信息传输装置时，由于国家尚未颁布相关的系统对外输出数据协议标准，且建筑消防设施系统对外传输数据协议属于系统的关键部分，建筑消防设施系统生产制造厂家不愿意对外公开数据输出协议，因此在连接过程中都是采用协议采集、分析、破解的模式，难度较大，中间出现问题的几率也很大。而建筑消防设施系统生产制造厂家一般都配备自己厂家生产的消防控制室图形显示装置，在系统连接图形显示装置时属于内部数据传输通信，不存在传输数据协议破解的问题。
(2)从资金角度分析，城市消防远程监控系统需要在联网单位增加1台或者多台用户信息传输装置设备，设备目前市面上报价从几千到几万元不等，严重增加了联网单位的经济负担；
(3)从人力角度分析，城市消防远程监控系统要求联网单位接入系统以后，需要上传该单位的建筑平面图，并在平面图上逐一标注消防设施系统部件及相关的位置信息，有些建筑体量较大，消防设施系统部件有几万个点，如果由人员逐一标注，将会耗费大量的人力，也会给联网单位增加人力方面的投入。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种用于建筑消防设施监控系统的消防设施自动标注及数据处理方法，解决建筑消防设施监控系统设备连接复杂、数据采集困难、实施难度大、联网单位投入人力财力过高等问题，改变当前建筑消防设施监控系统实施现状。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的：一种用于建筑消防设施监控系统的消防设施自动标注及数据处理方法，采用GB/T 26875.3-2011《城市消防远程监控系统第3部分：报警传输网络通信协议》作为通讯协议基础，具体包括如下步骤：
(1)针对协议指令进行拓展，使得协议使用主体由用户信息传输装置转变为消防控制室图形显示装置；
(2)消防控制室图形显示装置上传消防设施相对位置；
(3)针对消防控制室图形显示装置上报的数据进行解析，监控中心实现自动标注联网单位建筑消防设施部件。
所述步骤(1)的协议拓展过程如下：
(1.1)拓展上行指令“上传联网单位建筑平面图”，该指令信息包括：建筑编码、楼层编码、建筑平面图；
(1.2)拓展上行指令“上传建筑消防设施部件相对位置”，该指令信息包括：系统类型、系统地址、部件类型、部件地址、建筑编码、楼层编码、相对X坐标、相对Y坐标；
(1.3)通过增加步骤(1.1)、(1.2)的拓展上行指令，使得协议使用主体由用户信息传输装置转变为消防控制室图形显示装置。
所述步骤(2)将消防控制室图形显示装置上传消防设施相对位置数据处理流程如下：
(2.1)开始；
(2.2)自定义消防控制室图形显示装置地址，包括6个字节，向监控中心发送注册信息，取值方法为前4个字节为联网单位所在地理位置的地域码，后2个字节顺序编码，取值空间1～216-1；
(2.3)注册成功转(2.4)，否则转(2.2)；
(2.4)根据联网单位内部建筑数量和每栋建筑的层数，形成建筑编码与楼层编码，建筑编码占用1个字节，取值0～255；楼层编码占用1个字节，取值-20～235；
(2.5)按照联网单位与楼层，应用上行指令“上传联网单位建筑平面图”逐一上传楼层平面图到监控中心；
(2.6)全部上传所有平面图成功转(2.7)，否则转(2.4)；
(2.7)按照已经选取的某一建筑消防设施系统，确定系统的类型，1个字节，取值0～255；
(2.8)按照已经选取的某一建筑消防设施系统，确定系统的地址，1个字节，取值0～255；
(2.9)按照已经选取的某一建筑消防设施系统，确定连接在该系统下的消防设施部件的类型，1个字节，取值0～255；
(2.10)按照已经选取的某一系统下的确定的消防设施部件类型，确定部件的地址，4个字节，取值1～232-1；
(2.11)按照已经确定的消防设施部件所在建筑与建筑楼层，确定建筑编码和楼层编码，建筑编码占用1个字节，取值0～255；楼层编码占用1个字节，取值-20～235；
(2.12)按照已经确定的消防设施部件相对楼层平面图的相对位置，确定相对坐标(X，Y)，16个字节，前8个字节存储部件的X坐标，即相对于建筑平面图西南方位角坐标(0,0)，精确到小数点后5位；后8个字节存储部件的Y坐标，即相对于建筑平面图西南方位角坐标(0,0)，精确到小数点后5位；
(2.13)应用上行指令“上传建筑消防设施部件相对位置”向监控中心上传建筑消防设施相对位置；
(2.14)全部上传成功转(2.15)，否则转(2.7)；
(2.15)结束。
所述步骤(3)针对消防控制室图形显示装置的数据解析，实现监控中心自动标注联网单位建筑消防设施部件的过程如下：
(3.1)开始；
(3.2)接收联网单位注册申请；
(3.3)检索联网单位消防控制室图形显示装置地址是否已经存在，如果已经存在转(3.4)，否则转(3.2)；
(3.4)解析上行指令“上传联网单位建筑平面图”，存储建筑平面图；
(3.5)将建筑的每层平面图以米为单位，叠加到全球地理信息地图中，叠加方法是首先全球地理信息地图中定位到该单位，以此点(WGS84坐标)作为单位坐标原点，对应平面图的西南坐标原点(0,0)进行叠加；
(3.6)该单位内建筑平面图全部叠加完毕，如果已经叠加完毕转(3.7)，否则转(3.4)；
(3.7)解析上行指令“上传建筑消防设施部件相对位置”；
(3.8)按照部件类型、所属建筑、所属楼层，将部件叠加到全球地理信息地图中，叠加方法为将解析后的坐标(X,Y)结合该单位的坐标原点(WGS84坐标)以米为单位换算成WGS84坐标系下的经纬度坐标，实现叠加；
(3.9)建筑消防设施部件叠加完毕，如果已经叠加完毕转(3.10)，否则转(3.7)；
(3.10)结束。
本发明的有益效果：与传统通过城市消防远程监控系统实现联网单位建筑消防设施信息获取方式相比，本发明取消了中间的用户信息传输装置，能够为联网单位节约资金；通过采用本建筑消防设施自动标准方法，联网单位在建筑消防设施系统信息上传时，只需要上传每层的建筑物平面图，即可自动实现建筑消防设施系统中所有部件的自动标注，为联网单位节约人力资源投入。
附图说明
图1是当前建筑消防设施监控系统的网络结构图。
图2是消防控制室图形显示装置上传建筑消防设施相对位置数据流程图。
图3是监控中心自动标注联网单位建筑消防设施部件流程图。
具体实施方式
本发明用于建筑消防设施监控系统的消防设施自动标注及数据处理方法，基于的建筑消防设施监控系统结构图如图1所示，由联网单位消防控制室内各类建筑消防设施系统控制器、消防控制室图形显示装置、有无线传输网络和监控中心4部分构成；其中监控中心功能是接收、解析、存储来自联网单位的建筑消防设施系统控制器的各类信息，包含：联网单位信息、建筑物信息、建筑消防设施位置信息、建筑消防设施状态信息；
有线、无线传输网络包含：各类有线公/网、公众移动通信网络、无线数据专网，主要功能是连接监控中心与联网单位，负责之间的信息通信；
联网单位消防控制室：设置在联网单位，内部包含火灾报警控制器、消防联动控制器、电气火灾监控器等各类建筑消防设施系统控制器和消防控制室图形显示装置，各类控制器与消防控制室图形显示装置连接，控制器上报消防设施状态信息到消防控制室图形显示装置；消防控制室图形显示装置将收到的数据按照GB/T 26875.3-2011《城市消防远程监控系统第3部分：报警传输网络通信协议》(拓展)通过有无线传输网络上报至监控中心。
从上图1还能够看出，某一具体联网单位内部会有多个用户信息传输装置，与之配接的各类建筑消防设施系统(火灾自动报警系统对应火灾报警控制器、消防联动控制系统对应消防联动控制器、电气火灾报警系统对应电气火灾控制器等等)也会存在多种，同一种类的建筑消防设施系统也会存在多个。区分不同的建筑消防设施系统的方法是按照GB/T26875.3-2011《城市消防远程监控系统第3部分：报警传输网络通信协议》8.2.1.1中表4的定义进行区分，例如：系统类型值为1时，代表火灾报警系统。同一种类的建筑消防设施系统是按照系统地址进行区分，区分方法是按照GB/T 26875.3-2011《城市消防远程监控系统第3部分：报警传输网络通信协议》中定义的系统地址，1字节二进制数，取值范围0～255，代表的就是在一个联网单位内部，同一种类的建筑消防设施系统最多可以存在256个。
本发明方法的具体应用过程如下：
(1)针对协议指令进行拓展，使得协议使用主体由用户信息传输装置转变为消防控制室图形显示装置；
(2)消防控制室图形显示装置上传消防设施相对位置；
(3)针对消防控制室图形显示装置上报的数据进行解析，监控中心实现自动标注联网单位建筑消防设施部件。
所述步骤(1)的协议拓展过程如下：
为实现本发明的目的，消防控制室图形显示装置与监控中心之间的通信协议采用GB/T 26875.3-2011《城市消防远程监控系统第3部分：报警传输网络通信协议》，协议使用主体由用户信息传输装置转变为消防控制室图形显示装置，但需对协议进行拓展，在兼容传统城市消防远程监控系统的基础上，实现建筑消防设施部件快速标准功能的叠加、减少系统连接的复杂度及节约用户成本的目的。
(1.1)拓展上行指令“上传联网单位建筑平面图”
指令说明：
类型值：128，指令说明：上传联网单位建筑平面图，指令方向：上行(消防控制室图形显示装置->监控中心)；
信息体说明：
建筑编码(1字节)
楼层编码(1字节)
建筑平面图(<2048字节)
表1联网单位建筑平面图数据结构
数据定义细则说明：
上传联网单位建筑平面图的数据格式如表2所示。
表2上传联网单位建筑平面图的数据格式
(1.2)拓展上行指令“上传建筑消防设施部件相对位置”
指令说明：
类型值：129，指令说明：上传建筑消防设施部件相对位置，指令方向：上行(消防控制室图形显示装置->监控中心)；
信息体说明：
系统类型(1字节)
系统地址(1字节)
部件类型(1字节)
部件地址(4字节)
建筑编码(1字节)
楼层编码(1字节)
相对X坐标(8字节)
相对Y坐标(8字节)
表3建筑消防设施部件相对位置数据结构
数据定义细则说明：
上传建筑消防设施部件相对位置的数据格式如表4所示。
表4上传建筑消防设施部件相对位置的数据格式
通过增加步骤(1.1)、(1.2)的拓展上行指令，使得协议使用主体由用户信息传输装置转变为消防控制室图形显示装置。
步骤(2)将消防控制室图形显示装置上传消防设施相对位置数据处理流程如下：
(2.1)开始；
(2.2)自定义消防控制室图形显示装置地址，6个字节，向监控中心发送注册信息，取值方法为前4个字节为联网单位所在地理位置的地域码，例：“211402”，代表辽宁省葫芦岛市连山区，后2个字节顺序编码，取值空间1～216-1；
(2.3)注册成功转(2.4)，否则转(2.2)；
(2.4)根据联网单位内部建筑数量和每栋建筑的层数，形成建筑编码与楼层编码，建筑编码占用1个字节，取值0～255；楼层编码占用1个字节，取值-20～235；
(2.5)按照联网单位与楼层，应用上行指令“上传联网单位建筑平面图”逐一上传楼层平面图(128)到监控中心；
(2.6)全部上传所有平面图成功转(2.7)，否则转(2.4)；
(2.7)按照已经选取的某一系统，确定系统的类型，1个字节，取值0～255，见GB/T26875.3-2011的8.2.1.2的定义；
(2.8)按照已经选取的某一建筑消防设施系统，确定系统的地址，1个字节，取值0～255，见GB/T 26875.3-2011的8.2.1.2的定义；
(2.9)按照已经选取的某一建筑消防设施系统，确定连接在该系统下的消防设施部件的类型，1个字节，取值0～255，见GB/T 26875.3-2011的8.2.1.2的定义；
(2.10)按照已经选取的某一建筑消防设施系统下的确定的消防设施部件类型，确定部件的地址，4个字节，取值1～232-1，见GB/T 26875.3-2011的8.2.1.2的定义；
(2.11)按照已经确定的消防设施部件所在建筑与建筑楼层，确定建筑编码和楼层编码，建筑编码占用1个字节，取值0～255；楼层编码占用1个字节，取值-20～235；
(2.12)按照已经确定的消防设施部件相对楼层平面图的相对位置，确定相对坐标(X，Y)，16个字节，前8个字节存储部件的X坐标(相对于建筑平面图西南方位角坐标(0,0)，精确到小数点后5位)，后8个字节存储部件的Y坐标(相对于建筑平面图西南方位角坐标(0,0)，精确到小数点后5位)；
(2.13)应用上行指令“上传建筑消防设施部件相对位置”向监控中心上传建筑消防设施相对位置(129)；
(2.14)全部上传成功转(2.15)，否则转(2.7)；
(2.17)结束。
所述步骤(3)针对消防控制室图形显示装置的数据解析，实现监控中心自动标注联网单位建筑消防设施部件的过程如下：
(3.1)开始；
(3.2)接收联网单位注册申请；
(3.3)检索联网单位消防控制室图形显示装置地址是否已经存在，如果已经存在转(3.4)，否则转(3.2)；
(3.4)解析上行指令“上传联网单位建筑平面图”，存储建筑平面图；
(3.5)将建筑的每层平面图以米为单位，叠加到全球地理信息地图中，叠加方法是首先全球地理信息地图中定位到该单位，以此点(WGS84坐标)作为单位坐标原点，对应平面图的西南坐标原点(0,0)进行叠加；
(3.6)该单位内建筑平面图全部叠加完毕，如果已经叠加完毕转(3.7)，否则转(3.4)；
(3.7)解析上行指令“上传建筑消防设施部件相对位置”；
(3.8)按照部件类型、所属建筑、所属楼层，将部件叠加到全球地理信息地图中，叠加方法为将解析后的坐标(X,Y)结合该单位的坐标原点(WGS84坐标)以米为单位换算成WGS84坐标系下的经纬度坐标，实现叠加；
(3.9)建筑消防设施部件叠加完毕，如果已经叠加完毕转(3.10)，否则转(3.7)；
(3.10)结束。
在联网单位建筑消防设施信息访问时，只需要根据所属地理区域、单位地址码、系统类型码、系统地址码等即可提交申请进行访问，监控中心收到访问申请，只需返回联网单位世界坐标系统(WGS84)的坐标原点或部件WGS84坐标，即可实现联网单位或者部件的访问。
综上，本发明的新型建筑消防设施监控系统，通过取代城市消防远程监控系统中的用户信息传输装置，将编码方法放到消防控制室图形显示装置内进行实现；同时本发明的新型建筑消防设施监控系统及消防设施编码方法，能够实现基于全国联网单位内部消防设施系统信息的存储，保证数据的唯一性和科学性，方便后续大数据处理与分析。

Claims (4)

1.一种用于建筑消防设施监控系统的消防设施自动标注及数据处理方法，采用GB/T26875.3-2011《城市消防远程监控系统第3部分：报警传输网络通信协议》作为通讯协议基础，其特征在于，具体包括如下步骤：
(1)针对协议指令进行拓展，使得协议使用主体由用户信息传输装置转变为消防控制室图形显示装置；
(2)消防控制室图形显示装置上传消防设施相对位置；
(3)针对消防控制室图形显示装置上报的数据进行解析，监控中心实现自动标注联网单位建筑消防设施部件。
2.根据权利要求1所述的一种用于建筑消防设施监控系统的消防设施自动标注及数据处理方法，其特征在于：所述步骤(1)的协议拓展过程如下：
(1.1)拓展上行指令“上传联网单位建筑平面图”，该指令信息包括：建筑编码、楼层编码、建筑平面图；
(1.2)拓展上行指令“上传建筑消防设施部件相对位置”，该指令信息包括：系统类型、系统地址、部件类型、部件地址、建筑编码、楼层编码、相对X坐标、相对Y坐标；
(1.3)通过增加步骤1.1)、1.2)的拓展上行指令，使得协议使用主体由用户信息传输装置转变为消防控制室图形显示装置。
3.根据权利要求1所述的一种用于建筑消防设施监控系统的消防设施自动标注及数据处理方法，其特征在于：所述步骤(2)将消防控制室图形显示装置上传消防设施相对位置数据处理流程如下：
(2.1)开始；
(2.2)自定义消防控制室图形显示装置地址，包括6个字节，向监控中心发送注册信息，取值方法为前4个字节为联网单位所在地理位置的地域码，后2个字节顺序编码，取值空间1～216-1；
(2.3)注册成功转(2.4)，否则转(2.2)；
(2.4)根据联网单位内部建筑数量和每栋建筑的层数，形成建筑编码与楼层编码，建筑编码占用1个字节，取值0～255；楼层编码占用1个字节，取值-20～235；
(2.5)按照联网单位与楼层，应用上行指令“上传联网单位建筑平面图”逐一上传楼层平面图到监控中心；
(2.6)全部上传所有平面图成功转(2.7)，否则转(2.4)；
(2.7)按照已经选取的某一建筑消防设施系统，确定系统的类型，1个字节，取值0～255；
(2.8)按照已经选取的某一建筑消防设施系统，确定系统的地址，1个字节，取值0～255；
(2.9)按照已经选取的某一建筑消防设施系统，确定连接在该系统下的消防设施部件的类型，1个字节，取值0～255；
(2.10)按照已经选取的某一系统下的确定的消防设施部件类型，确定部件的地址，4个字节，取值1～232-1；
(2.11)按照已经确定的消防设施部件所在建筑与建筑楼层，确定建筑编码和楼层编码，建筑编码占用1个字节，取值0～255；楼层编码占用1个字节，取值-20～235；
(2.12)按照已经确定的消防设施部件相对楼层平面图的相对位置，确定相对坐标(X，Y)，16个字节，前8个字节存储部件的X坐标，即相对于建筑平面图西南方位角坐标(0,0)，精确到小数点后5位；后8个字节存储部件的Y坐标，即相对于建筑平面图西南方位角坐标(0,0)，精确到小数点后5位；
(2.13)应用上行指令“上传建筑消防设施部件相对位置”向监控中心上传建筑消防设施相对位置；
(2.14)全部上传成功转(2.15)，否则转(2.7)；
(2.15)结束。
4.根据权利要求1所述的一种用于建筑消防设施监控系统的消防设施自动标注及数据处理方法，其特征在于：所述步骤(3)针对消防控制室图形显示装置的数据解析，实现监控中心自动标注联网单位建筑消防设施部件的过程如下：
(3.1)开始；
(3.2)接收联网单位注册申请；
(3.3)检索联网单位消防控制室图形显示装置地址是否已经存在，如果已经存在转(3.4)，否则转(3.2)；
(3.4)解析上行指令“上传联网单位建筑平面图”，存储建筑平面图；
(3.5)将建筑的每层平面图以米为单位，叠加到全球地理信息地图中，叠加方法是首先全球地理信息地图中定位到该单位，以此点(WGS84坐标)作为单位坐标原点，对应平面图的西南坐标原点(0,0)进行叠加；
(3.6)该单位内建筑平面图全部叠加完毕，如果已经叠加完毕转(3.7)，否则转(3.4)；
(3.7)解析上行指令“上传建筑消防设施部件相对位置”；
(3.8)按照部件类型、所属建筑、所属楼层，将部件叠加到全球地理信息地图中，叠加方法为将解析后的坐标(X,Y)结合该单位的坐标原点(WGS84坐标)以米为单位换算成WGS84坐标系下的经纬度坐标，实现叠加；
(3.9)建筑消防设施部件叠加完毕，如果已经叠加完毕转(3.10)，否则转(3.7)；
(3.10)结束。
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