物联网

望京边上的城中村,如何被物联网变成“智慧消防村”?

SENSORO用物联网技术改变消防报警设备行业实现“智慧消防”

2019年12月13日
指导 | 黄勇 调研 | 黄勇 冯伟 撰写 | 冯伟
  • 数字政府
  • 物联网

SENSORO用三年在全国建立上百个城市级智慧消防预警网络,用“端到端”的物联网技术服务彻底改变消防报警设备行业的生态。

两年前的2017年11月18日,北京市大兴区西红门镇新建村发生火灾,火灾共造成19人死亡,其中包括8名女性和8名未成年人。

火灾的起火地点是一座典型的集经营、仓储、住人于一体的“多合一”建筑的地下冷库,楼上是有大量常住人员的一处集中式公寓。这类“多合一”建筑往往未经建设部门统一规划和消防部门审核,由单一功能建筑改建而成,消防设施不健全,一旦发生火灾,极易造成大面积燃烧和大规模人员伤亡,已经成为各地政府重点整治的对象。

2019年3月19日审议通过的《关于深化消防执法改革的意见》,明确取消消防技术服务机构资质许可,企业办理营业执照后即可开展经营活动。这项政策意味着消防技术服务行业将迎来大变革,有利于更多的科技创新型企业利用自身技术和创新能力优势,提升消防技术的信息化、智能化水平。

2019年11月29日,中央再次强调:要加大先进适用装备的配备力度,加强关键技术研发,提高突发事件响应和处置能力;要适应科技信息化发展大势,以信息化推进应急管理现代化,提高监测预警能力、监管执法能力、辅助指挥决策能力、救援实战能力和社会动员能力。

因此,利用科技和信息化手段,提高火灾等事故的预警、响应和处置,即将成为国家政策在下一步的重点推进领域。

望京边上的城中村,被物联网技术改造成“智慧消防村”

物联网技术作为连通线下设备与线上数据的桥梁,能够将传统的火灾报警装置与互联网进行打通,是消防技术乃至应急管理能力走向信息化、智能化的重要手段。

在物联网等新技术的改造下,许多类似于西红门镇新建村一样的消防重点、难点区域,正在发生翻天覆地的变化,北京费家村社区就是这样一个典型案例。

望京边上的城中村,如何被物联网变成“智慧消防村”?

费家村社区位于北京市朝阳区崔各庄乡,离著名的望京商圈只有20多分钟车程,总面积约0.46平方公里,本地居民500多人,实际外来流动人口超过14000人。

费家村社区存在大量集商铺、公寓等功能于一体的“多合一”式建筑物。这类建筑的建造一般未经消防安全审查,且内部人员密集,成为传统消防技术条件下的难点区域。

物联网技术服务公司SENSORO利用物联网技术赋能消防场景,在费家村社区内派驻本地安全团队,为费家村社区提供城市级智慧消防预警服务,将其打造成“智慧消防村”。

在安全团队的办公室内,安全人员可以通过CITY应急指挥服务平台对区域内的传感器、AI摄像机进行统一管理和实时监控,实现火灾的实时预警。安全人员还为费家村提供火警确认、警情共享等各类线下服务。

据了解,在贴有“升哲安全服务警戒中”防护标识的建筑物内,每个房间都装有SENSORO的传感器,用来实时监测烟雾和可燃气体浓度。一旦发生火警,传感器可以通过SENSORO的低功耗广域网实现火警的秒级预警,费家村驻地的线下安全团队也将立刻响应,对警情进行及时确认,并进行相应处置。

据SENSORO提供的数字,费家村的6000多个房间内,一共安装有5600多个传感器。从费家村项目落成至今,SENSORO一共帮助社区实现上万次隐患预警,直接发现并消灭9起初起火灾。

另外,在费家村的街道、走廊等公共空间内,还安装有近百个AI摄像头。这些摄像头除了可以用于线上远程火警确认,还可以实时捕捉人脸/人形、车辆等数据并进行匹配。迄今为止,AI摄像头多次协助警方破获违法案件,找回走失儿童。

望京边上的城中村,如何被物联网变成“智慧消防村”?

从iBeacon设备起家,逐步切入智慧消防场景

早在2013年,中国已经开始进入移动互联网的数字时代。当时,赵武阳、赵东炜等人十分看好线下设备数据采集到线上带来的商业价值,所以一起创立了SENSORO。

SENSORO的早期定位是一家通过物联网对线下数据进行采集和应用的大数据公司,当时的技术团队以软件工程师为主。但物联网技术涉及到四个方面,即如何对线下数据进行采集、传输、处理和应用。其中,数据的采集和传输的核心技术是无线网络通信技术,所需硬件设备包括传感器、基站等。

因此,SENSORO最早选择从成本较低、覆盖范围较小的低功耗蓝牙(BLE)技术起步,通过自研iBeacon设备,切入室内和近距离通信的应用场景,逐步积累起了硬件研发的能力。iBeacon设备也在国内外市场取得了不错的反响,在大型商场、旅游景点等公共场所的趣味互动场景中得到了很好的落地应用。

由于BLE技术在传输距离上的限制,iBeacon面向的应用场景大部分都是小型化的。但是,SENSORO的长期战略始终是实现城市级线下数据在线上的汇集应用,更希望能够切入大规模、城市级的应用场景,实现物联网网络的规模化。

SENSORO认为,在所有的城市级物联网应用场景中,智慧消防是最具有规模化潜力的场景。同时,由于国家政策的推动,以及基层政府面临的消防安全压力,街道、社区、场馆等地点均存在对智慧消防系统的刚性需求。因此,智慧消防是一个十分利于物联网技术公司实现规模化扩张的领域。

低功耗广域网——城市级智慧消防预警网络的核心技术

立志从小型化走向规模化的SENSORO,在转型之初遇到的关键技术难题,就是市面上现有的无线通信技术,都无法完全满足城市级智慧消防预警网络的需求,即低功耗、远距离、高容量。

1) 低功耗:城市级智慧消防预警网络往往需要部署在恶劣、长期无人值守的环境中。同时,为了节省供电成本,传感器一般由电池供电,并要求供电时间可以长达数年。因此,传感器的功耗必须足够低。

2) 远距离:城市级智慧消防预警网络的服务对象可能是大型场馆、楼宇等建筑或建筑群,也可能是街道、社区等行政单位,覆盖范围往往需要达到数公里以上。因此,基站的覆盖范围必须足够远,才能保证以较少的基站数量覆盖整个服务范围,从而降低部署和维护成本。

3) 高容量:在楼宇等室内环境下,传感器往往需要部署到每间房屋,密度极大。因此单基站网络内可容纳的传感器数量必须足够多,才能保证以较少的基站数量覆盖整个服务范围,从而降低部署和维护成本。

无线通信技术分为近距离和远距离通信两类。其中,BLE、Wi-Fi、Zigbee等近距离通信技术,由于覆盖范围小,难以被应用在城市级智慧消防场景中。因此,低功耗、远距离、高容量的低功耗广域网(LPWAN)技术是智慧消防等城市级物联网工程的必然选择。

目前主流的LPWAN技术主要包括NB-IoT和LoRa两类。其中NB-IoT技术在实际落地中尚未完全成熟,实际功耗略高,续航时间仅为数年,且需要依靠三大运营商来建设网络,无法独立建网。另外,LoRa的芯片技术由美国Semtech公司独家垄断,无法做到自主可控。

因此,SENSORO技术团队基于过去在iBeacon设备研发中积累的硬件研发经验,自主研发了一套安全可控的低功耗广域网技术,以及与之配套的α芯片、α传感器、α基站等一系列通信设备。

望京边上的城中村,如何被物联网变成“智慧消防村”?

从通信设备到通信网络,全面实现技术自主可控

SENSORO城市级物联网智慧消防预警系统的技术架构分为智能感知层、服务网络层、安全应用层三层。

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1) 智能感知层

智能感知层包括α传感器和AI智能安防摄像头,主要作用是采集火灾现场的各项信息。

SENSORO自主研发的α传感器可根据烟雾浓度、可燃气体浓度、温湿度等各种指标,在火灾早期发出预警,为火灾提前处置和救援争取宝贵的时间。

AI智能安防摄像头可通过内置的AI算法对人脸、人形、车辆等目标进行检测,传回云端后进行智能比对分析,并对监测区域内的人数、人流密度、人员分布、行为和活动轨迹进行分析,从而辅助火灾救援,并赋能城市安防建设。

2) 服务网络层

服务网络层即通信网络,它包括α芯片、α基站、IoT云端等通信设备,以及LPWAN等通信技术,主要作用是对传感器进行组网,将传感器采集到的数据实时上传到IoT云端。

α芯片嵌入在α传感器中,为其提供无线通信能力,与α基站之间通过LPWAN和BLE技术实现远近场双通道通信。

α基站负责采集α传感器的数据并上传IoT云端,与IoT云端之间通过LTE、Wi-Fi、Ethernet等多种网络通信技术实现通信。

IoT云端位于SENSORO的远程服务器上,建有大数据平台,主要作用是对α基站上传的数据进行收集、存储和分析,并搭载上层的安全应用。

3) 安全应用层

安全应用层包括CITY城市应急服务指挥平台,以及基于CITY平台为客户提供的火灾应急响应服务和灾后服务。

望京边上的城中村,如何被物联网变成“智慧消防村”?

CITY城市应急服务指挥平台基于IoT云端的大数据平台来搭建,为SENSORO的安全人员和本地服务团队提供一系列功能。

其中,核心功能是“秒级、远程”实时预警,即通过电话、平台、短信等方式第一时间通知相关责任人,AI摄像机也将同步抓取发生地的视频画面。

其他功能还包括针对传感器和AI摄像机提供统一管理、实时监控,针对地理信息提供可视化分析与定位等。

基于CITY平台的一系列功能,火灾发生时,SENSORO派驻在项目地点的本地服务团队可为火灾现场提供包括警情共享、火警确认、安全疏散等应急响应服务。火灾发生后,SENSORO还可基于CITY平台形成的证据链体系和安全服务报告,为客户提供保险服务和法务支持。

“实时联网+端到端+持续服务+保险保障”模式,解决一次性采购模式痛点

SENSORO为客户提供的物联网智慧消防预警模式,可以概括为“实时联网+端到端+持续服务+保险保障”,它涵盖了设备安装、网络建设、后期运维、安全服务等全生命周期服务。

相比于非物联网的产品类型、“采购+集成”的网络建设模式,以及一次性采购的收费模式,SENSORO的产品类型、建设和收费模式均存在很大的不同。

1) 实时联网降低误报率

在非联网模式下,技术老旧的传感器常常误报。但由于误报信息无法实时传递给系统集成商、设备生产商,集成商和生产商都没有动力去通过维修、升级等手段来降低误报率。因此,这类误报率较高的传感器无法得到业主和消防部门的信任,实际应用效果大打折扣。

但在SENSORO的物联网模式下,由于传感器报警会直接引发整个物联网实时联动,误报率过高会直接拉高SENSORO的服务成本。同时,无线通信网络也节省了实施过程中的线路成本。因此,SENSORO更加有动力采用最新技术,对传感器进行持续升级,从而有效降低误报率。

2) “端到端”建设缩减责任主体范围

在传统的网络建设模式下,系统集成商向设备提供商一次性采购设备,然后根据集成方案进行系统建设。建设完成后,系统集成商还可能会将运维工作交给专门的运维企业。因此,整个建设过程中涉及多方利益实体,当设备或网络出现故障时,问题需要层层反馈,响应周期很长,甚至会出现互相扯皮的情况。

但在SENSORO的“端到端”的建设模式下,设备和网络全部由SENSORO提供、建设和运维,而且核心技术也由SENSORO掌控。因此,SENSORO不但有责任,也有能力为用户遇到的各类问题提供充分的后期服务。

3) 提供持续性优质服务,附带保险保障

在一次性采购的收费模式下,系统集成商的利润来源主要集中于建设实施费用,后期的服务和运维带来的收益极少。这就意味着系统集成商很难有动力为客户提供持续性的优质服务。

但在SENSORO的“持续服务+保险保障”模式下,传感器、基站、AI摄像头等设备一般不单独出售,SENSORO安全服务质量的好坏直接影响着客户的续费意愿,这使得SENSORO有足够的动力为客户提供持续性的优质服务。考虑到安全行业的特殊性,SENSORO服务模式还包含保险保障,切实解决客户的后顾之忧。

当然,在实际落地过程中,SENSORO采取的服务模式是非常灵活的。除了安全人员在公司总部通过CITY平台和监控大屏实现远程监控以外,SENSORO在项目驻地会通过派驻、对外培训、外包等多种形式建立本地安全团队,为项目驻地提供线下的应急响应服务。

以toG和toB为主,面向大型基础设施和大型企业

目前,SENSORO已在全国25个省份、140多个城市落地城市级智慧消防网络,服务场所不但包括费家村社区这样的居民社区,还包括各类大型场馆、文物古建、工业厂区、楼宇、学校等大型基础设施。

同时,SENSORO有几十人的销售团队,分布在全国众多一、二、三线城市。在获客模式上,SENSORO以借助渠道资源的toG和toB模式为主,客户大体可以分为政府和企业两大类。

一方面,场馆、景点、厂区、楼宇、学校大型基础设施的智慧消防需求,一般来自乡镇、街道、工业园区等区域的地方基层政府的主管部门。例如,在浙江宁波,SENSORO与地方消防部门合作,对以小生产加工企业为代表的“九小场所”展开消防智慧化改造。在180天内,就实现了128起早期火灾隐患的成功预警。

另一方面,还有一部分需求来自微软、三星、索尼、一汽这类有大面积办公或生产场所的大型企业。

今后,SENSORO仍然会以智慧消防为核心应用场景,但同时也会持续在物联网技术领域进行各种应用场景的探索,积极涉足与物联网技术相关且有商业价值的应用场景,比如智慧物业、智慧交通、智慧文旅、资产管理等。

SENSORO认为,现阶段物联网智慧消防网络落地过程中的工作重点,是加强对消防市场的客户教育,增加客户对SENSORO服务优势的理解。同时,为更好地满足不同的市场需求,SENSORO目前采取相对灵活的合作方式,比如与一些生态伙伴进行合作,共同建设项目并提供服务。

望京边上的城中村,如何被物联网变成“智慧消防村”?

近日,爱分析专访SENSORO公司CTO赵东炜,就SENSORO的发展历程、业务模式、客群情况等方面进行了深入的交流,现摘取部分内容如下。

从大数据走向物联网,从小型化走向规模化

爱分析:SENSORO的成立背景是怎样的?

赵东炜:我们公司是2013年成立的,最开始只有我们三个人。我们创立公司的最初想法,是认为这是一个数据的时代,而线上的数据和流量已经被各家互联网公司分得差不多了,但还有大量数据是在线下,这是一个更大的市场。

但如果要把线下数据采集到线上,就需要传感器的技术。所以,我们当时把公司的名字取为SENSORO,其实就是传感器(sensor)加了一个O。字母“O”含有“完整”的寓意,代表了公司通过自主研发,实现了完整的从芯片、传感器、通信基站到云端平台的“端到端”的物联网技术与产品线,进而实现了大规模物联网感知网络覆盖。

爱分析:SENSORO的技术和产品是怎样一步步发展到现在这样的?

赵东炜:我们在成立之初的定位是一家做大数据的公司。那么我们面临的问题,第一就是怎么取数据,第二是怎么传数据,第三是数据传上来之后能用来做什么,第四是这些数据除了能够完成我的业务,还有没有进一步挖掘的可能性。打个比方,这就好像是食物从农田到餐桌的一个过程。

从发展之初,我们也经历过几个阶段,最开始也在摸方向,探索采集什么数据。一开始我们的想法是采集人的数据,然后站在数字世界的角度来看人。后来,我们将目光投向了智慧城市,希望通过传感器来采集城市级的数据,用数字世界的角度来看城市。

其实从2007年开始,就已经出现过一波物联网的热潮。但是到2013年左右,整个物联网行业都没有达到预期,已经在往下走。为什么会往下走呢?就是因为仅通过Zigbee、Wi-Fi等无线通信技术不能解决所有问题,把组网规模限制住了。如果强行提高组网规模,实施成本将非常高昂。

最后,我们得到结论,市面上没有能够适合我们应用场景的技术,我们必须自己解决无线通信技术了。所以我们从那个时间点开始,逐步转型为一个能够建设城市级的大规模通信网络的一家物联网公司,逐步把传感器、芯片、基站和IoT云端都做了出来。

这里面要解决的核心问题就是低功耗、远距离、高连接数。

规模化潜力、与国家政策助力物联网赋能智慧消防

爱分析:为什么SENSORO会选择智慧消防作为主要的应用场景?

赵东炜:第一个原因是经济学上的问题,也就是“长尾效应”。同一项技术,它的应用场景会很多,但一定有大量的需求是长尾的需求,他们往往是非刚性的。比如很多公司做物联网井盖,防止井盖被偷。再比如智能家居,包括里面的toC的烟感设备。但这些市场现在都做不起来,因为这些需求往往是非刚性的,也就很难实现规模化。

我们的认知是必须要去做有规模的市场。什么东西会有规模?城市级的智慧消防,对于地方政府来说就是个刚需,因为火灾会死很多人,然后就会有问责压力,就会形成规模市场。

另外一个是国家的政策和改革让我们看到了机会。在过去,企业要提供消防技术服务,是需要资质许可的。但是现在国家的改革已经把资质给取消了,各个地方的政府和消防部门希望利用新技术追求新的效果,尤其是利用IT技术来迭代原来那套陈旧的东西。这意味着客户买单的逻辑会发生明显的变化,这就是我们的机会。

再一个原因,就是技术是用来解决问题的,企业在进行技术创新、实现商业价值的同时,也应该担负起社会责任。通过我们城市级物联网预警服务,我们已经成功挽救了几十条人命。随着越来越多的应用落地,我们也越发确定首先进入智慧消防这个领域保障人们的生命财产安全,护航城市安全发展的决策,是真正有价值的。

爱分析:是怎样的契机让SENSORO正式切入到智慧消防的应用场景中来?

赵东炜:这个是从我们的一个项目开始。当时我们实现了芯片、传感器、基站及云端的端到端产品线之后,一下子接到了几百个需求,但都是完全不一样的场景需求。所以我们那段时间天天都在评估这些需求。

后来,我们在一个三线城市接到了一个需求,就是智慧消防的场景。当地的传统消防条件较差,经常会有火灾事故发生,人员伤亡数量很难控制,也是让当地非常头疼。他们当时一单要2000个烟感装置。我们一开始怀疑这2000多个烟感是否真得会应用到位,是不是真需求。于是我们就去现场,发现智慧消防真的能够解决他们用传统方式完全无法解决的问题,是关于人命的刚需,于是我们就进入了智慧消防的领域。

多重因素诱发火灾,传感器+AI摄像头实现“技防+人防”

爱分析:AI安防摄像头具体有哪些作用?为什么SENSORO会考虑引入这项技术?

赵东炜:在实际落地过程中,一旦发生火灾,无论是对于当地政府还是企业,一定会有一个响应机制。一般来说,烟感报警之后,都需要有一个现场确认的过程,也就是“人防加技防”。这时候,如果在火灾发生地有一个摄像头,只要在平台把附近的摄像头调出来看一眼就知道现场情况了。

另外,我们还把AI图像识别技术加了进来。因为看摄像头的过程,不仅需要确认火灾情况,还要看现场人员疏散情况。AI可以将人从摄像头里识别出来,自动实现人流的统计,提升安全服务人员及应急等相关部门对现场救援情况判断的科学性。

爱分析:AI摄像头也能进行火灾预警吗?

赵东炜:火灾的诱发原因之一是用火不慎,这类火灾有一个从阴燃到爆燃的过程。一旦火苗能够被摄像头识别到,就已经是爆燃了,室内温度从20度升高到上百度,可能只需要三分钟,这时候再去救火就往往已经来不及了。

而发生爆燃之前,阴燃阶段可能长达半个小时,这时烟雾传感器可以发现,而一旦出现更大程度的烟雾,AI摄像头就能够充分发挥作用了。这时候如果及时报警,那么就可以争取到救援的黄金时间,提前把初起火灾给掐灭。

爱分析:除了用火不慎,还有哪些火灾的诱发原因?

赵东炜:火灾的诱发原因主要有三类。第一类就是用火不慎,我们刚刚讲了,就近年的统计数据来看这一类大概是占全部火灾数量的20%多。

第二类是电气火灾,占比高达35%。电气火灾的特点是人们缺乏有效的手段来了解它。在电路发生燃烧之前,电路中会有过载、短路等各种情况,但是不知道什么时候就会引发电气火灾。所以我们现在有一款电气火灾传感器,可以让人在电路出现故障的时候得到预警,然后去做电路系统的检修,从而消除隐患。

第三类的数量不超过5%,但是后果非常严重,一旦发生,往往会造成严重的伤亡,这就是燃气火灾。但是燃气也是一个慢慢泄露的过程,临界点就是有人开了一下灯。所以,我们现在也有各种类型的可燃气体传感器,能够在室内可燃气体浓度升高到临界值的时候进行报警。

“端到端”服务构筑竞争壁垒

爱分析:与集成厂商相比,SENSORO最主要的竞争壁垒在什么地方?

赵东炜:我们的服务方式是“端到端”。其实“端到端”的成本非常高,比集成商高很多。但“端到端”的优势就在于它使得我们解决问题的能力和手段与集成商不一样。

集成商就是把市面上的设备采购过来,拼到一起,然后交付给客户。但如果客户在使用中遇到问题,如果集成商足够负责任的话,可能会帮客户做深入调查,去发现原因所在。如果问题是烟感装置的故障导致的,集成商会把问题反馈给设备商。如果是通信的问题,比如用的是NB-IoT技术,集成商会把问题反馈给三大运营商。但这些问题要什么时候才能改?

但对我们来说,客户发现的问题,无论是终端的、传输的、云端的,只要符合应用场景的需求,在我们这边都能改,因为整条供应链都是我们自己把控的。这也保证了我们的产品迭代速度足够快,能踩的坑都踩过然后补上了。