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浅淡基于物联网技术的社会单位智慧消防管理

 发布时间:2022-03-22 点击量:208

王兰

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要:本文通过自动采集火灾自动报警系统、消防水系统、电气设备、独立式火灾探测器等建筑消防设施运行状态数据,对重点部位监控视频智能分析,第一时间发现火灾隐患,自动上报给责任人员,跟踪消除火灾隐患。这种新方法能增强社会单位日常防火工作的针对性,落实分解消防安全管理责任,全面提升社会单位消防安全管理效能。

关键词:消防物联网系统;数据处理技术;智慧消防

 

0 引言

我国《消防法》规定社会单位应当落实消防安全主体责任,单位的主要负责人是本单位的消防安全责任人。日常防火管理内容主要包括以下内容:

1)按照国家标准、行业标准配置消防设施、器材,设置消防安全标志,并定期组织检验、维修,确保完好有效,要有完整规范的消防设施维护保养报告。

2)组织防火检查,及时消除火灾隐患,并建立巡查记录。

3)对建筑消防设施每年至少进行一次全面检测,确保完好有效,检测记录应当完整准确,存档备查。

4)保障疏散通道、安全出口、消防车通道畅通。

5)设有消防控制室的,实行24小时值班制度,每班不少于2人,并持证上岗。

但是火灾发生毕竟是小概率事件,单位消防安全管理在实际执行过程中,往往遇到负责人时间有限、预算有限和牵涉面广,责任无法分解落实的挑战,传统的人工逐点巡视,使用手工填写报表模式,随意性强,工作质量受现场人员的经验和责任心影响较大,很难在第一时间发现火灾隐患和消防设施故障,对已发现的火灾隐患和消防设施故障难以持续跟踪解决,造成巨大的火灾风险。

物联网(theInternetofThings,IOT)又称传感网,是智慧城市建设的重要支撑,指各种信息传感设备,如射频识别(RFID)装置、二维码、全球定位系统、激光扫描器等,按约定的通讯协议互相连接,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监测管理的一种网络系统。2017年公安部印发的《关于全面推进“智慧消防"建设的指导意见》明确提出综合运用物联网、云计算、大数据、移动互联网等新兴信息技术,加快推进“智慧消防"建设,全面促进信息化与消防业务工作的深度融合,积极创新社会消防管理。因此,如何将物联网技术融入到社会单位日常消防安全管理,提升消防安全管理效能,已成为智慧消防应用研究和探讨的热点问题。

 

1 社会单位消防安全管理的难点

社会单位日常消防管理主要有两个目的:一是及时发现火灾隐患并解决,二是火灾发生时消防设施能及时动作告警和扑灭火灾。管理涉及的对象包括单位消防安全员、单位消防安全管理员和消防设施。消防安全员主要负责监控火灾自动报警系统等消防设施的运行情况,巡查灭火器、消火栓等消防设施是否完整有效,纠正防火通道堵塞、非法用电用火等火灾隐患,现场核实消防设施的告警,处理消防设施的误报火警与故障。消防安全管理员主要负责制定火灾隐患发现和消除的流程,督促消防安全员履行职责。

实际上消防安全员对消防设施的操作并不熟悉,对消防专业知识的掌握也比较粗浅,在消防中控室接收到火灾报警信号时,往往认为是误报,直接进行消音操作。日常巡查是发现火灾隐患的重要措施,但是存在麻痹大意的问题,经常是人员不到现场,随意填写巡查记录,漏检现象屡见不鲜。2017年6月28日发生的杭州保姆纵火案中,绿城房产集团回应外界质疑,称个别保安员在发现漏检消火栓后擅自涂改了消防器材检查记录。发现火灾隐患或者消防设施故障时,消防安全员依靠传统的纸笔进行记录并上报,可追溯性差,很多问题上报后经常没有下文,即便收到上级派发维修工单,也经常因为各种原因耽搁一段时间,不能及时解决。

因此单位消防安全管理员遇到的首要难题是如何落实分解消防安全责任,确保火灾隐患能被及时发现和消除。目前通常采用人工手段核实消防安全员的履责情况,包括消防中控室是否有消防安全员值守,消防设施是否运行正常,消防设施是否按照要求巡查到位,巡查中发现的隐患是否及时上报,火灾自动报警系统上报的火警是否被安全员现场确认,火灾自动报警系统上报的故障是否及时上报,下发的维修工单是否被安全员及时执行,维修工单对应的故障是否被解决等,管理内容纷繁复杂。费时费力,效能非常低下,效果也不理想。

其次,单位消防安全管理员非常需要掌握单位消防安全管理整体状况,并采取针对性的改进。消防法律法规规定管理人员的职责很多,但是管理人员的时间和精力有限,如果面面俱到,反而抓不住重大火灾隐患,应该能充分利用已有消防管理数据,对单位现有安全状况进行完整全面的评估,按照GB35181《重大火灾隐患判定方法》准确识别严重违反消防法律法规的因素,并加以解决。

 

2 单位智慧消防物联网系统的构建

单位智慧消防物联网系统是以物联网、大数据技术为基础建立的消防设施在线监测数据采集、处理的安全管理系统,构建目的是将单位消防安全管理的人员、消防设施和日常工作整合在一起,推动社会消防管理的规范化、系统化、科学化,全面提升单位消防安全管理效能。

系统运行流程如图1所示。消防设施在线监测数据来源于两方面,一个是基于物联网技术的日常消防巡查过程,一个是通过安装物联网传感器和通讯传输设备监控各类消防设施,实时上传消防设施的运行状态信息。消防安全员在日常巡查过程中要完成物联网传感器的扫描,确保到达现场,发现故障时,要拍照记录,并申请维修。当消防安全员接收到上传的火警或者火灾隐患信息时,需要到现场核实,拍照并上传核实结果。如果是因为消防设施故障引起的,要申请维修。当接收到上级下发的维修工单时,要及时完成维修,并拍照记录上传。消防安全管理员对上报的故障维修信息,可以下发维修工单,并追踪工单的执行过程和执行结果,对于达不到要求的执行结果,可以要求重新维修。

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图片2.png

 

单位智慧消防物联网系统充分考虑人员因素在消防安全管理中的决定性作用,实现人防和技防的融合,紧扣火灾隐患的发现和消除,解决消防安全管理的核心问题,将单位消防安全管理员从繁琐的日常工作中解放出来,全面提升管理效能。

 

3 单位智慧消防物联网系统的实现

单位智慧消防物联网系统中的物联感知部分由日常巡查管理模块、AI智能视频分析模块、远程监控装置、电气火灾监控装置、消防水系统监测装置、可燃气体探测装置、无线火灾探测器组成,*覆盖已有各类消防设施。采集的数据通过4G和NB无线网,上传到云服务器。隐患处理模块负责下发维修工单和上传维修记录数据。数据处理模块对汇集的各类消防信息数据进行存储、整合、分析、管理,实现对终端设备传送数据的分区域、分时段、分单位统计,对单位巡查合格率、设备完好率等进行计算,完成单位火灾风险评估,并给出针对性建议。系统结构图如图2所示。

3.1物联感知

针对日常巡查中人员不到现场管理的难点,可采用在巡查点位处张贴RFID超高频电子标签的方式解决。RFID超高频电子标签是一种近场通讯的身份认证无源标签,通讯协议遵循国际标准ISO1800-6C,只有使用专用RFID读取设备才能获取标签信息,巡查员也能在设备上填写记录和拍照,确保巡查人员到现场和及时上传发现的隐患。

针对消防中控室值班人员可能脱岗的难点,可在中控室安装AI智能摄像头。AI智能摄像头安装有边缘计算算法的芯片,能实时分析监控视频画面,判断消控室人员是否在岗或者睡觉,一旦发现异常能自动上传报警信息并发送截图,不需要专人24小时紧盯监控画面,极大减轻管理压力针对火灾自动报警系统,可安装数据采集和传输模块,通过解析报警主机的通讯协议,实时采集火警和故障信息,第一时间上传给消防安全员,包括设施种类、回路地址、具体位置和所在建筑物等,解决消防设施运行状态的在线监测问题。

针对电气设备,可安装电流互感器、剩余电流互感器、温度传感器和电气火灾监控装置。当被保护线路中的剩余电流值、温度值超过预警阈值时,传感器第一时间将异常信息上传系统,实时推送消防安全员处理,不需要到现场值守,就能实现对用电系统的运行信息采集和异常预警。

针对消防水系统的重要监测部位,比如消防水箱和消防水池的水位、地下一层泵房消火栓泵、泵房喷淋泵和最不利处的喷淋末端的水压,可安装无线液位变送器和无线压力变送器,实时采集液位和水压值,与设定的预警值对比,一旦超出,第一时间将报警信息上传到消防安全员,这样可以降低人员的检查频率,减轻工作强度。

针对可燃气体可能泄露的重要场所,可安装无线可燃气体探测器,或者将已有的可燃气体探测控制器与火灾报警主机相连,实时采集场所的可燃气体浓度值,与设定的预警值对比,一旦超出,第一时间将报警信息上传到消防安全员,这样实现24小时不间断监控,发生可疑泄漏时能及时采取措施,降低爆炸风险,确保人员安全。

针对火灾自动报警系统无法覆盖的部位,消防改造条件不具备的地方,可以设置无线火灾探测器。无线独立式感烟和感温探测器安装方便,电池供电,采用三大运营商(移动/联通/电信)的NB窄带物联网为传输载体,能实现区域管理,大局域全程监控。一旦探测到火警,能及时推送给单位消防安全员。由于使用了NB网络,探测器的功耗较GPRS和4G大为降低,电池寿命能达到数年之久,维护性好。

3.2数据处理

系统针对物联网传感器上传的数据和火灾隐患信息进行处理,通过按区域、时段、部位和消防设施种类显示火灾隐患和报警事件的发生,能帮助单位消防管理人有针对性地开展专项治理,提高消防设施维护质量,确保消防设施完好有效。通过计算消防设施完好率、巡查合格率、维修工单的完成率,能帮助单位消防管理人掌握消防安全员是否按时履行职责。通过优化火灾风险评估指标体系,充分利用消防设施完好率、火灾隐患发生到解决的平均周期,巡查按时完成率等动态数据,能更准确地评估单位的火灾风险等级,帮助单位找出安全管理工作的短板,提出改进建议,促进单位提高消防安全管理能力。

 

4 安科瑞智慧消防平台介绍

4.1平台结构

图片3.png

 

 

4.2平台主要功能介绍

4.2.1首页

用户登录成功之后进入首页,如图所示。主要展示的内容有:项目概况、设备状态、设备分类、设备报警信息、报警分类、报警统计、设备台账信息等。其中地图可以选配成BIM建筑模型,任何传感器报警时可以在BIM模型中预警显示。

 

 

4.2.2消防子系统

智慧消防管理云平台包含了智慧用电子系统、防排烟子系统、消防水子系统、消防设备电源子系统、防火门子系统、消防设备管理子系统和视频监控子系统等。智慧用电子系统可以接入电气火灾、孤航电弧、电气火灾主机、灭弧式保护器探测器和无线测温探测器等。点击智慧用电子系统进入智慧用电监控页面,点击菜单显示整个项目的基础信息和该项目下的所有探测器的信息,点击末级节点显示具体探测器的监控页面。

 

 

 

消防水子系统可以接入消防栓、消防水压、水位传感器等,用于实时的监控消防水管网的压力、液位、是否漏水,以及开盖等事件,当消防水压不够,管网漏水时,系统也能实时地发出警报,能让相关人员及时维修维护,保障消防安全。

防排烟子系统通过高灵敏的无线烟感报警装置,实现对烟雾、有害气体、及气体灭火信息等数据采集,实时秒级检测烟雾,一且发现监测数剧超过风险阈值,APP、短信报警统统上阵,通过设备的标签、地理位置定位,快速通知业主、物业消防单位是哪个位置的火灾隐情。

消防设备电源子系统实时监控消防系统各个部件(如消防报警主机、楼层显示器、水泵、喷淋泵、电梯等)的电源工作状态,确保消防设备供电正常,并对各个部件电源产生的过压、欠压、过流、短路、断路等故障报警提示。可长期记录电压电流运行参数,自动对消防电源一段时间的运行状态进行分析,对可能产出问题的隐患进行警示。

防火门子系统通过与门禁报警、视频识别的关联,实时监控消防通道、安全出口、生命通道防火门的开闭及消防通道堆放物情况,实现紧急情况下的开闭控制等功能。确保防火门常闭、不上锁状态及保障火警救援是消防生命通道的畅通等,保障安全的生活、工作环境。

应急照明与疏散指示子系统可实现对各个应急灯具的实时监控和控制,当发生火灾时,可准确的给出安全的疏散路径指示,智能打开消防应急指示灯的指示方向及应急照明灯,帮助建筑内的人群选择逃生疏散路线,指引安全逃生方向。

视频监控子系统数据部门收到感应端各子系统报警信息后,可调出报警位置关联的监控摄像头图像,查看报警现场视频辅助进行火情确认。实现火灾报警子系统、消防水子系统、电气火灾子系统、防排烟子系统、消防设备电源子系统、防火门子系统和视频监控子系统的有机结合,实现了报警点和监控点的联动。

消防设备管理子系统能够将每个建筑、项目节点的所有消防设备和资产纳入管理,对一些消防栓、灭火器、喷淋和消防大队地址等着重标注,日常的巡检和维护都需要纳入计划,在紧急情况下,会联动GIS调度子系统进行调度。

4.2.3隐患管理

隐患管理功能包括了隐患查询、隐患派发、隐患处理和隐患分析四个模块。可以查看登录用户下的所有项目的隐患信息,并进行派发和处理操作,且对所有隐患进行统计分析。

 

 

 

4.2.4能耗分析

能耗分析功能包括了能耗概况、能耗同比、能耗环比、能耗报表和能耗预测等五个模块。可以查看登录用户下的所有项目的能耗统计、同环比和报表,且按日、周、月等维度进行能耗分析

 

 

 

 

4.2.5手机APP

APP支持AndroidiOS操作系统,方便用户查看电气火灾、防排烟、消防水、消防设备电源、防火门、消防设备管理、视频监控、火灾报警等子系统的实时监控数据、报警信息、能耗统计等。

图片11.png

图片12.png

 

 

序号

名称

型号、规格

单位

数量

备注

1

剩余电流监控探测器

ARCM系列,一路剩余电流,4路温度,三相电流、电压、功率、电能

1

安科瑞

剩余电流互感器

AKH-0.66/LL-45(0-100A)

1

安科瑞

剩余电流互感器

AKH-0.66/LL-80(100-250A)

1

安科瑞

剩余电流互感器

AKH-0.66/LL-100(250-400A)

1

安科瑞

线缆温度传感器

ARCM-NTC

4

安科瑞

2

无线传输模块

AF-GSM400-4G,需加SIM卡,SIM卡甲供

1

安科瑞

3

灭弧式保护器

ASCP200-1

1

安科瑞

4

故障电弧探测器

AAFD-40

1

安科瑞

5

电气火灾监控主机

Acrel-6000/B

1

安科瑞

6

消防设备电源监控主机

AFPM100/B1

1

安科瑞

7

防火门监控主机

AFRD100/B

1

安科瑞

8

应急照明与疏散指示主机

A-C-A100

1

安科瑞

9

火灾报警主机

甲供

1

其他品牌

10

用户信息传输装置

JK-GH2013G,用于火灾报警主机上传

1

蓝天电子

11

视频

萤石云CS-C5C-3B1WFR,CS-C6TC-32WFR,乐橙云品牌摄像机TP2E

1

海康威视/大华

12

NB烟感

海康烟感NP-FDY100-N,嘉德烟感jd-sd51,NB卡甲供

1

海康/嘉德

13

NB可燃气体探测器

可燃气体探测器JD-GD10

1

嘉德

14

智能空开(带计量,远程通断)

NL200-IB1L

1

索创

15

水压水位监测器

TK-82系列,SIM卡甲供

1

泰科

4.3推荐配置

序号

名称

型号、规格

单位

数量

备注

1

数据服务器

DellR730CPU:E5-2620内存:32G硬盘容量:4*1.2T(SAS1万转2.5英寸小盘)RAID5

1

甲供,供参考

2

WEB服务器

DellR730CPU:E5-2603内存:16G硬盘容量:3*300G(SAS1万转2.5英寸小盘)RAID5

1

甲供,供参考

3

操作系统

WindowsServer2016R2

2

甲供,供参考

4

数据库

MYSQL,REDIS,MONGODB

3

开源方案

5

数据流量卡

需加SIM卡,SIM卡甲供

1


6

网络交换机

华为(HUAWEI)S1728GWR-4P-AC,24口千兆交换机

1

甲供,供参考

4.3.1平台服务器:建议按照我方推荐配置购买,或者客户自己租用阿里云资源。

推荐硬件配置清单:(如申请阿里云可忽略)

4.3.2系统现场推荐硬件配置清单:

注:以下配置为针对1个回路选型,其中剩余电流互感器应根据现场回路电流大

4.4产品介绍

电气火灾监控探测器

图示

型号

U/I/P

电度

剩余电流

温度

DO

2G/4G

Modbus-RTU

图片13.png

 

ARCM300T-Z-2G/4G/NB

1路

4路

1路

1路

1路

ARCM300T-UI-2G/4G/NB

——

1路

2路

1路

1路

1路

ARCM300D-Z-2G/4G/NB

1路

3路

1路

1路

1路

图片14.png

 

ARCM300-J1

——

——

1路

3路

1路

外接

1路

ARCM300-J4

——

——

4路

——

1路

外接

1路

图片15.png

 

ARCM200L-UI


1路

4路

1路

外接

1路

ARCM200L-Z

1路

4路

1路

外接

1路

ARCM200L-Z2

1路

4路

1路

外接

1路

ARCM200L-J4T4

——

——

4路

4路

1路

外接

2路

ARCM200L-J8

——

——

8路

——

1路

外接

1路

ARCM200L-J16

——

——

16路

——

1路

外接

1路

ARCM200L-J8T8

——

——

8路

8路

1路

外接

1路

ARCM200L-T16

——

——

——

16路

1路

外接

1路

图片16.png

 

ARCM200BL-J1

——

——

1路

3路

1路

外接

1路

ARCM200BL-J4

——

——

4路

——

1路

外接

1路

ARCM300T-Z-2G/4G/NB可选配2G上传、4G上传、NB-IOT网络上传,单表流量说明:

上传间隔一分钟,小于30M/月;

上传间隔二分钟,小于15M/月;

上传间隔五分钟,小于10M/月

 

5 结束语

针对现阶段社会单位消防安全管理中遇到的责任分解落实难和整体状态难以掌握的问题,充分利用大数据、互联网+、物联网、数据处理等技术,建立单位智慧消防物联网系统。通过自动采集各类消防设施的运行数据,接收火警、报警和故障数据,跟踪处理,实现火灾隐患的及时发现,督促责任人及时消除隐患。通过对采集的消防管理动态数据进行分析研判,评估单位火灾风险状况,帮助持续改进单位的消防安全管理。单位智慧消防物联网系统的应用,将单位消防安全管理人员从纷繁复杂的工作中解放出来,全面提升了单位的消防安全管理效能,确保单位消防安全。

参考文献

[1]范辉.基于物联网技术的社会单位智慧消防管理

[2]张振球.智慧消防技术的社会消防管理应用[J].公共安全 ,2014(03):5-7.

[3]安科瑞AcrelCloud-6800智慧消防管理云平台2020版

[4]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2020.06版