淺談物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧消防管控系統(tǒng)的應(yīng)用

時(shí)間：2021-05-07作者：安科瑞電子商務(wù)（上海）有限公司瀏覽：63

【摘要】本文基于變電站消防管控的實(shí)際情況，采用“感、傳、知、用”物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，應(yīng)用移動互聯(lián)、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)、**通信技術(shù)，使變電站消防各環(huán)節(jié)萬物互聯(lián)、人機(jī)交互，建設(shè)具有狀態(tài)多面感知、信息高效處理、應(yīng)用便捷靈活特征的智慧消防管控系統(tǒng)。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了消防設(shè)施多面感知、實(shí)時(shí)監(jiān)測、火災(zāi)異常告警及診斷、災(zāi)情處置智能決策、消防運(yùn)維全過程管控等功能，提高了變電站消防監(jiān)督與管理水平，增強(qiáng)消防滅火救援能力。

 

【關(guān)鍵詞】智慧消防；多面感知；智能診斷；全過程管控

 

0 引言

近年來，加強(qiáng)變電站消防安全管理是電網(wǎng)企業(yè)的重要工作之一，預(yù)*災(zāi)、消除火災(zāi)的安全隱患尤為重要。國網(wǎng)公司、省公司等對于消防管理的要求逐年提高，關(guān)于消防的技術(shù)、管理措施不斷升級。從目前電力系統(tǒng)消防管理總體情況來看，存在以下幾個(gè)問題：缺少適用消防專業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)智能感知終端、缺少消防物聯(lián)網(wǎng)智能診斷決策系統(tǒng)、缺少“設(shè)備主人”消防管控的有效技術(shù)手段。

目前，大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用水平不斷提升，如何將智慧與變電站消防**的融合應(yīng)用，智慧消防應(yīng)運(yùn)而生，較好地將信息技術(shù)應(yīng)用于消防領(lǐng)域，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)滅火救援和火災(zāi)防控智能化，為變電站*監(jiān)督管理和滅火救援提供數(shù)據(jù)支撐，提高消防監(jiān)督與管理水平。因此，本文提出基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧消防管控系統(tǒng)的研究，并在變電站實(shí)施應(yīng)用。

 

1 需求分析

1.1 業(yè)務(wù)需求

監(jiān)管中心：實(shí)時(shí)接收用戶端聯(lián)網(wǎng)傳輸裝置發(fā)送的報(bào)警信息、報(bào)警點(diǎn)周圍圖像信息，通過現(xiàn)場數(shù)據(jù)多面感知、視頻圖像等信息的分析來確定真實(shí)火警、疑似火警、嚴(yán)重故障、一般故障。

運(yùn)檢中心：安裝在變電站內(nèi)的用于監(jiān)控火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)及其聯(lián)動系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)信息的設(shè)備，物聯(lián)傳輸終端采集到的各種信息傳送到消防物聯(lián)網(wǎng)管控中心。

1.2 功能需求

系統(tǒng)應(yīng)實(shí)時(shí)接收、顯示聯(lián)網(wǎng)單位的火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)及其聯(lián)動系統(tǒng)各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)報(bào)警信息，并通過語音通信和數(shù)據(jù)通信對火警信息進(jìn)行判別確認(rèn)，真實(shí)火警及起火部位及時(shí)向消防指揮系統(tǒng)傳送，提高火災(zāi)報(bào)警的及時(shí)性和可靠性。

落實(shí)消防設(shè)備主人制，嚴(yán)格日常管理，隨時(shí)掌握本單位變電站消防設(shè)施運(yùn)行情況，建立消防檔案，實(shí)現(xiàn)消防異常告警診斷，制作滅火預(yù)案，隱患登記整改等消防安全管理工作，提高單位自身的消防安全管理水平。

 

2 智慧消防管控系統(tǒng)

2.1 整體框架

基于變電站消防管控的相關(guān)需求，結(jié)合變電站消防實(shí)際狀況，提出建設(shè)具有狀態(tài)多面感知、信息高效處理、應(yīng)用便捷靈活特征的智慧消防管控系統(tǒng)的整體框架如圖1。

 

圖1 智慧消防管控系統(tǒng)整體框架

在智慧消防整體架構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過云、管、邊、場、端五元素，實(shí)現(xiàn)1張物聯(lián)網(wǎng)、2個(gè)**數(shù)據(jù)庫、N種智慧服務(wù)（1+2+N）的智慧理念。

2.2 主要功能

2.2.1多面感知實(shí)時(shí)監(jiān)測

采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，研發(fā)具有**感知的智能消防栓、智能*、智能消防報(bào)警系統(tǒng)、智能消防水箱、泛在液位傳感器等智能化設(shè)備，如圖2。

 

圖2 消防設(shè)備多面感知

通過配置以上智能終端對整套消防系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)有效監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)站內(nèi)消防系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的智能化采集和高效監(jiān)管定位，如圖3，利用數(shù)據(jù)分析和可視化技術(shù)，后臺直觀展示不同類型消防設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)及數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)控消防設(shè)備，推動機(jī)器代人，提高消防安全智能化

水平。

 

圖3 消防設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控

2.2.2火災(zāi)異常告警及診斷

當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)控到火災(zāi)異常告警時(shí)，聯(lián)動工業(yè)視頻、智能機(jī)器人等智能化設(shè)備進(jìn)行火災(zāi)告警觀察，實(shí)時(shí)掌握火災(zāi)告警情況。系統(tǒng)自動定位火災(zāi)告警地點(diǎn)、數(shù)量，分析火災(zāi)報(bào)警是否存在誤報(bào)，并判斷分析火災(zāi)告警情況重要程度，利用視頻監(jiān)控進(jìn)行伙食觀察、判斷，利用系統(tǒng)診

斷分析模型，給出火災(zāi)異常分析報(bào)告，可在系統(tǒng)后臺直接顯示及發(fā)送至手機(jī)APP，如圖4。運(yùn)行人員可依據(jù)上傳視頻判斷火災(zāi)情況，結(jié)合系統(tǒng)診斷報(bào)告，做出相應(yīng)處理方案，實(shí)現(xiàn)火災(zāi)異常告警及診斷處置的及時(shí)、有效、準(zhǔn)確。

 

圖4 火災(zāi)異常告警及診斷

2.2.3災(zāi)情處置智能決策方案

本系統(tǒng)利用變電站3D建模技術(shù)，將變電站透視化、層級化、當(dāng)發(fā)生火警時(shí)，系統(tǒng)及時(shí)啟動火災(zāi)應(yīng)急預(yù)案，將調(diào)動著火附近區(qū)域內(nèi)所有工業(yè)視頻以及變電站內(nèi)智能機(jī)器人進(jìn)行火勢觀察，通知變電站運(yùn)維人員采取措施、依據(jù)實(shí)際情況和要求進(jìn)行判斷是否停電，并且聯(lián)動消防部門，將變電站所在位置、火勢情況等相關(guān)信息及時(shí)有效進(jìn)行通知，給出較佳滅火方案和較佳逃生預(yù)案，如圖5。實(shí)現(xiàn)火警以快速度，多方位的信息化智能方案控制消滅火災(zāi)，確保變電站安全。

 

圖5 災(zāi)情處置智能決策方案

2.2.4消防運(yùn)維全過程管控

改變傳統(tǒng)的紙質(zhì)作業(yè)模式，使消防作業(yè)透明化、系統(tǒng)化。系統(tǒng)提供消防設(shè)施故障一鍵報(bào)修，實(shí)現(xiàn)運(yùn)維與維保工作無縫對接，在線完成從火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)故障的自動上報(bào)、日常工作中的人工故障上報(bào)，到故障的指派、分發(fā)、協(xié)同處理，直至故障的確認(rèn)和解決，上傳故障維修

單據(jù)。設(shè)施運(yùn)行數(shù)據(jù)真實(shí)有效，故障預(yù)警及時(shí)處理，設(shè)施完好率一目了然，在線生成維保報(bào)告，在線完成全過程閉環(huán)，使消防安全管理工作較加快捷高效。對兩項(xiàng)工作實(shí)現(xiàn)全過程管控，同時(shí)實(shí)現(xiàn)設(shè)備消缺、維保率及關(guān)鍵環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)了有效監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的見證，保證了設(shè)

備完好率。

 

3 成效與應(yīng)用

3.1 實(shí)施成效

該系統(tǒng)實(shí)施應(yīng)用以來效果顯著，主要有如下幾點(diǎn)。

3.1.1智能化管控

改變傳統(tǒng)的作業(yè)模式，增加了巡檢頻率，實(shí)現(xiàn)了消防設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控、智能診斷、全過程管控，并提供較佳決策方案，有效**了變電站安全性，提高變電站消*災(zāi)監(jiān)管和管理水平。

3.1.2機(jī)器代人

變革消防巡檢方式，節(jié)省了人力物力。消防巡檢時(shí)間由3 h縮短至5 min。按每小時(shí)人力費(fèi)、車輛調(diào)度費(fèi)600元來算，嘉興地區(qū)200個(gè)變電站1年可節(jié)省150萬元。

3.1.3泛在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用

從初步試用LoRa以及后期 NB-IoT、以及泛在物聯(lián)網(wǎng)智能運(yùn)維終端的適應(yīng)，探索了通訊技術(shù)在消防物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)施應(yīng)用。

3.2 應(yīng)用情況

（1）智慧消防管控系統(tǒng)目前已在煙雨變、匯龍變推廣使用。實(shí)現(xiàn)變電站內(nèi)智慧消防，具有代表性，推廣范圍廣，易復(fù)制?；谠撓到y(tǒng)申請**知識產(chǎn)權(quán)，已經(jīng)形成**鏈和**池。

（2）本項(xiàng)目通用性、可拓展性廣，現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)均可接入智能輔控平臺，統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

 

4 安科瑞智慧消防平臺介紹

4.1平臺結(jié)構(gòu)

 

4.2平臺主要功能介紹

4.2.1首頁

用戶登錄成功之后進(jìn)入首頁，如圖所示。主要展示的內(nèi)容有：項(xiàng)目概況、設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備分類、設(shè)備報(bào)警信息、報(bào)警分類、報(bào)警統(tǒng)計(jì)、設(shè)備臺賬信息等。其中百度地圖可以選配成BIM建筑模型，任何傳感器報(bào)警時(shí)可以在BIM模型中預(yù)警顯示。

 

4.2.2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(shè)備電源子系統(tǒng)、*門子系統(tǒng)、消防設(shè)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(zāi)、孤航電弧、電氣火災(zāi)主機(jī)、滅弧式保護(hù)器探測器和無線測溫探測器等。點(diǎn)擊智慧用電子系統(tǒng)進(jìn)入智慧用電監(jiān)控頁面，點(diǎn)擊菜單顯示整個(gè)項(xiàng)目的基礎(chǔ)信息和該項(xiàng)目下的所有探測器的信息，點(diǎn)擊末級節(jié)點(diǎn)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(shí)時(shí)的監(jiān)控消防水管網(wǎng)的壓力、液位、是否漏水，以及開蓋等事件，當(dāng)消防水壓不夠，管網(wǎng)漏水時(shí)，系統(tǒng)也能實(shí)時(shí)地發(fā)出警報(bào)，能讓相關(guān)人員及時(shí)維修維護(hù)，**消防安全。

防排煙子系統(tǒng)通過高靈敏的無線煙感報(bào)警裝置，實(shí)現(xiàn)對煙霧、有害氣體、及氣體滅火信息等數(shù)據(jù)采集，實(shí)時(shí)秒級檢測煙霧，一且發(fā)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)劇**過風(fēng)險(xiǎn)閾值，APP、短信報(bào)警、電話報(bào)警統(tǒng)統(tǒng)上陣，通過設(shè)備的標(biāo)簽、地理位置定位，快速通知業(yè)主、物業(yè)消防單位是哪個(gè)位置的火災(zāi)隱情。

消防設(shè)備電源子系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控消防系統(tǒng)各個(gè)部件（如消防報(bào)警主機(jī)、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(shè)備供電正常，并對各個(gè)部件電源產(chǎn)生的過壓、欠壓、過流、短路、斷路等故障報(bào)警提示?？砷L期記錄電壓電流運(yùn)行參數(shù)，自動對消防電源一段時(shí)間的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析，對可能產(chǎn)出問題的隱患進(jìn)行警示。

*門子系統(tǒng)通過與門禁報(bào)警、視頻識別的關(guān)聯(lián)，實(shí)時(shí)監(jiān)控消防通道、安全出口、生命通道*門的開閉及消防通道堆放物情況，實(shí)現(xiàn)緊急情況下的開閉控制等功能。確保*門常閉、不上鎖狀態(tài)及**火警救援是消防生命通道的暢通等，**安全的生活、工作環(huán)境。

應(yīng)急照明與疏散指示子系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對各個(gè)應(yīng)急燈具的實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，可準(zhǔn)確的給出安全的疏散路徑指示，智能打開消防應(yīng)急指示燈的指示方向及應(yīng)急照明燈，幫助建筑內(nèi)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(yīng)端各子系統(tǒng)報(bào)警信息后，可調(diào)出報(bào)警位置關(guān)聯(lián)的監(jiān)控?cái)z像頭圖像，查看報(bào)警現(xiàn)場視頻輔助進(jìn)行火情確認(rèn)。實(shí)現(xiàn)火災(zāi)報(bào)警子系統(tǒng)、消防水子系統(tǒng)、電氣火災(zāi)子系統(tǒng)、防排煙子系統(tǒng)、消防設(shè)備電源子系統(tǒng)、*門子系統(tǒng)和視頻監(jiān)控子系統(tǒng)的**結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了報(bào)警點(diǎn)和監(jiān)控點(diǎn)的聯(lián)動。

消防設(shè)備管理子系統(tǒng)能夠?qū)⒚總€(gè)建筑、項(xiàng)目節(jié)點(diǎn)的所有消防設(shè)備和資產(chǎn)納入管理，對一些消防栓、*、噴淋和消防大隊(duì)地址等著重標(biāo)注，日常的巡檢和維護(hù)都需要納入計(jì)劃，在緊急情況下，會聯(lián)動GIS調(diào)度子系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)度。

4.2.3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(gè)模塊。可以查看登錄用戶下的所有項(xiàng)目的隱患信息，并進(jìn)行派發(fā)和處理操作，且對所有隱患進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

 

 

4.2.4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(bào)表和能耗預(yù)測等五個(gè)模塊?？梢圆榭吹卿浻脩粝碌乃许?xiàng)目的能耗統(tǒng)計(jì)、同環(huán)比和報(bào)表，且按日、周、月等維度進(jìn)行能耗預(yù)測分析。



 

4.2.5手機(jī)APP

APP支持Android、iOS操作系統(tǒng)，方便用戶查看電氣火災(zāi)、防排煙、消防水、消防設(shè)備電源、*門、消防設(shè)備管理、視頻監(jiān)控、火災(zāi)報(bào)警等子系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、報(bào)警信息、能耗統(tǒng)計(jì)等。

 

 

 



4.3推薦配置

4.3.1平臺服務(wù)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）

4.3.2系統(tǒng)現(xiàn)場推薦硬件配置清單：



注：以下配置為針對1個(gè)回路選型，其中剩余電流互感器應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場回路電流大

 

4.4產(chǎn)品介紹

 

電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器



ARCM300T-Z-2G/4G/NB可選配2G上傳、4G上傳、NB-IOT網(wǎng)絡(luò)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

 

5 結(jié)語

本文研發(fā)了智慧消防管控系統(tǒng)，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)多面感知，實(shí)現(xiàn)了站內(nèi)消防系統(tǒng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和高效監(jiān)控。異常告警時(shí)，系統(tǒng)智能診斷，自動判別，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)，啟動火災(zāi)應(yīng)急預(yù)案，直觀展示火災(zāi)位置附近的消防設(shè)置數(shù)量、位置，聯(lián)動消防部門，及時(shí)消除火災(zāi)隱患。系統(tǒng)使消防作業(yè)透明化、系統(tǒng)化，消防設(shè)備主人實(shí)時(shí)跟蹤消防維保動態(tài)，在線完成消防管理上全過程的閉環(huán)，實(shí)現(xiàn)消防關(guān)鍵環(huán)節(jié)的見證。該系統(tǒng)具有狀態(tài)多面感知、信息高效處理、應(yīng)用便捷靈活特征，提高了變電站消防監(jiān)督與管理水平，增強(qiáng)消防滅火救援能力。本系統(tǒng)可進(jìn)一步研發(fā)深化，建立應(yīng)用建筑等相關(guān)消防應(yīng)用環(huán)境下的數(shù)據(jù)深度學(xué)習(xí)分析模型，涵蓋事件判定、火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)、規(guī)則設(shè)置、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、智能決策與修正火警機(jī)制，提升系統(tǒng)消防功能特性。

 

參考文獻(xiàn)

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