淺談智慧消防在鐵路系統中的應用與發(fā)展

　　摘要 ：文章從基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的“智慧消防"概念入手，探討了智慧消防物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在鐵路工程中的應用，分析了在實(shí)際應用過(guò) 程中存在的部分難點(diǎn)，并提出了新型物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)、智能傳感器技術(shù)、圖形可視化技術(shù)及安全隱患預ce與評估的技術(shù)解決方案。

　　關(guān)鍵詞：鐵路工程；智慧消防；物聯(lián)網(wǎng)；應用

　　1、智慧消防物聯(lián)網(wǎng)在鐵路工程的應用

　　根據鐵路工程設計防火規范，旅 客車(chē)站、調度中心(所)、區間信號機械室、 變電站、機務(wù)段、車(chē)輛段、動(dòng)車(chē)段(所)、 綜合維修基地、養路機械段、鐵路隧道、 地下車(chē)站以及商業(yè)用房等屬于監測部位，考慮到調度中心、通信機房等場(chǎng)所在防火方面特殊要求，單獨將電氣房 屋逬行獨立場(chǎng)所說(shuō)明，具體監測組網(wǎng)搭 建可根據建筑情況混合組網(wǎng)。

　　1.1旅客車(chē)站

　　鐵路旅客車(chē)站是人員密集場(chǎng)所，其 消防安全的重要性不言而喻。針對車(chē)站 候車(chē)區、集散廳、售票廳以及固定設置 的餐飲、商品零售點(diǎn)等人流聚集的公共 區域，通過(guò)加裝智能物聯(lián)網(wǎng)采集終端及 用戶(hù)信息傳輸裝置，通過(guò)有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)通 信方式傳送到鐵路智慧消防平臺，實(shí)現 實(shí)時(shí)監測判斷火災隱患，并聯(lián)動(dòng)火災自 動(dòng)報警、自動(dòng)噴水滅火、排煙、防火門(mén) 等消防系統及電梯、空調等非消防電氣 設備，做好及時(shí)預警、消防聯(lián)動(dòng)、緊急 預處、有序指引等保障工作，對于地下 車(chē)站主要加強對出入口、安全通道、消 防通道以及站臺、集散廳等區域的 監控，結合視頻與圖像識別技術(shù)確保 道路通暢，及時(shí)發(fā)現消防隱患并預警。 一方面加強、加深了防患于未然的能 力，另一方面可在發(fā)生火警時(shí)及時(shí)做好 應對措施，盡可能營(yíng)造有利的消防救援 環(huán)境。智慧消防平臺同時(shí)具有檢查、記錄、 核定消防設施和非消防設備巡檢維護情 況，以及消防物資、消防人員的在役在崗情況，消防力量實(shí)時(shí)掌握、分布一目 了然，并將相關(guān)信息納入平臺大數據實(shí)現quan方位的物聯(lián)網(wǎng)大數據管理。用戶(hù)通過(guò)智能手機APP或PC終端，實(shí)時(shí)接收到 各類(lèi)消防及機電類(lèi)設備告警信息并查看 相關(guān)數據，使用方便、可靠、穩定。平臺還開(kāi)放數據接口對接鐵路公安、火警 119等第三方系統，一方面用平臺特色 的大數據平臺進(jìn)行數據分析，使用3D 可視化技術(shù)，將原始數據關(guān)聯(lián)原始場(chǎng)景直觀(guān)的展現，另一方面可實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)外界資源與力量，保障消防安全、提高管理效率。

　　1.2電氣設備房屋

　　鐵路電氣設備房屋主要是針對鐵路 各級通信機房、信號機械室及運轉室、 信息設備用房、調度中心(所)、車(chē)輛安 全防范預警系統機房和變、配電所，牽 引變電所、分區所、自耦變壓器所、開(kāi) 閉所以及設備機房、消防控制室等，重 點(diǎn)做好各類(lèi)電氣設備消防監測與預警。 此類(lèi)場(chǎng)所通常設置的消防設施有氣 體滅火系統、火災自動(dòng)報警系統及滅火器。傳統消防設備僅能保證該場(chǎng)所內部 獨立系統的完整性，無(wú)法與上級監管部門(mén)實(shí)現點(diǎn)對點(diǎn)直接通信。若采用物聯(lián)網(wǎng) 消防設備直接聯(lián)網(wǎng)，將消防設備的實(shí)時(shí) 運行狀態(tài)傳送到統一的智慧消防管理平 臺，利用極早期空氣熱釋離子監測發(fā)現 隱患及時(shí)處理。如滅火器:從出廠(chǎng)時(shí)間 到有效期、維保信息、維修記錄等均一 目了然；報警設備的報警、故障情況； 氣體滅火裝置的壓力正常與否等，大大 提升了監管力度和工作效率，可一時(shí)間了解到任一消防設備的完整信息。

　　1.3廠(chǎng)房(倉庫)

　　對鐵路系統的廠(chǎng)房倉庫中設置的消 防系統可利用RFID及早期煙霧傳感器、 大數據、低功耗網(wǎng)絡(luò )等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將 消防設備及物資識別、庫房環(huán)境大空間 等動(dòng)態(tài)、有效監管起來(lái)，如重要物資的 查詢(xún)定位與一鍵盤(pán)點(diǎn)、?；返膬Υ姝h(huán) 境實(shí)時(shí)監管、消防隱患分析研判與預警、 消防設施應急啟動(dòng)等。

　　1.4鐵路隧道

　　鐵路隧道距離長(cháng)、環(huán)境差、空間狹小、 可視性差，一旦發(fā)生火災人員避難和救援困難，恢復整治時(shí)間長(cháng)、間接損失大、維護和監管不方便，這也意味著(zhù)鐵路隧道消防設施的安全性能要求越來(lái)越高。 按照目前的鐵路隧道消防設計，在 結構耐火、防塌陷、降低材料燃燒性能 等隧道防火設計的基礎上，設置氣體檢 測與通風(fēng)、應急照明、電源監控、信號、通信、防火門(mén)、消防栓及自動(dòng)滅火裝置、 水幕防火分隔設施、高壓細水霧滅火系統、火災自動(dòng)報警系統、消防防護裝備、 消防水帶、消防水槍及滅火器(包括超 細干粉自動(dòng)滅火裝置及移動(dòng)式滅火設施)等，規劃與設置分隔、救援、疏散和避難應急系統。一方面加強消防和非消防 電氣設備設施的聯(lián)網(wǎng)監測，另一方面結 合NFC/RFID等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)確保設備維 修巡查到位，實(shí)時(shí)感知設備的工作狀態(tài)?，F階段的消防物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要體現在遠程監控系統上，監管中心可以實(shí)時(shí)釆集聯(lián)網(wǎng)建筑物內的前端感知設備(如感煙 探測器、感溫探測器等)的報警信息和運行狀態(tài)信息，一時(shí)間發(fā)現損壞設備，包括地理位置、消防設施分布信息、消防設 施信息參數以及報警和故障點(diǎn)位信息等, 實(shí)現對聯(lián)網(wǎng)鐵路隧道消防安全狀況的多方

　　位感知和監控，提前發(fā)現各故障隱患。

　　2、智慧消防物聯(lián)網(wǎng)在鐵路工程中的應用難點(diǎn)

　　經(jīng)過(guò)研究探索，智慧消防物聯(lián)網(wǎng)在鐵路工程實(shí)施過(guò)程中仍然存在部分難點(diǎn)。

　　2.1 人流密集度高，施工空間及時(shí)間受限

　　智慧消防物聯(lián)網(wǎng)涉及到對傳統消防設施的改造與升級，而在鐵路工程的應用中往往存在人流密集度高、施工空間 受限、施工時(shí)間受限、施工影響范圍大、水電條件受阻等困難。

　　2.2 電氣火災防控要求高

　　電氣火災對鐵路工程的影響與危害巨大，一方面需加強對電氣火災的預防，另一方面需探索有效、安全的電氣火災滅火技術(shù)。

　　2.3 地下車(chē)站及長(cháng)隧道排煙防控難

　　地下車(chē)站及隧道等一旦發(fā)生火災，具有煙霧大且不易散出、能見(jiàn)度低、疏散困難、結構特殊部分消防設施難以使 用等特點(diǎn)，做好排煙防控、有效疏散能夠降低人員傷亡。

　　2.4 網(wǎng)絡(luò )覆蓋與穩定性不足

　　尤其是鐵路四電和隧道比較常見(jiàn)，如電磁干擾、建筑物屏蔽以及偏遠地區因基站設置不到位沒(méi)有網(wǎng)絡(luò )信號，導致物聯(lián)網(wǎng)設備無(wú)法正常使用。

　　3、針對難點(diǎn)的解決方案探析

　　3.1 新型物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)解決方案

　　智慧消防物聯(lián)網(wǎng)在應用中可采用新型無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)方式，利用LORA自組網(wǎng)、NB-IoT單點(diǎn)部署、藍牙/NFC/RFID短距離通信等各種技術(shù)融合互補，降低施工難度、穩定網(wǎng)絡(luò )覆蓋。在部署點(diǎn)位密集、人流密集場(chǎng)所、運營(yíng)商基站覆蓋不足的區域等擇優(yōu)選擇施工條件較好、中心區

　　域安裝LORA網(wǎng)關(guān)，可無(wú)線(xiàn)連接覆蓋周邊2km范圍內上千個(gè)左右使用LORA技術(shù)的傳感器、采集器等前端物聯(lián)設備節點(diǎn)。LORA技術(shù)為低功耗無(wú)線(xiàn)遠距離局域網(wǎng)，不受運營(yíng)商基站信號覆蓋影響，并且無(wú)流量使用費等成本。對于部署點(diǎn)位較為分散獨立旦有運營(yíng)商網(wǎng)絡(luò )覆蓋的,可選擇運營(yíng)商NBJoT新型物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)，具有獨立性強、信號穿透好、功耗低等優(yōu)點(diǎn)。而涉及消防巡檢、消防物資監管等消防維保及消防值班監控等方面時(shí)，則可使用藍牙/NFC/RFID等短距離通信技術(shù)，具有定位準、交互快、效率高等符合工作監管要求的優(yōu)勢。

　　3.2 智能傳感器技術(shù)

　　智慧消防物聯(lián)網(wǎng)可采用多種智能傳感器及檢測裝置，除應用較為廣泛的溫度、濕度環(huán)境監測，壓力、液位消防水系統監測，壓差、開(kāi)關(guān)量等排煙與防火分隔系統監測之外，針對電氣火災防控，可通過(guò)加裝剩余電流探測器、線(xiàn)纜測溫探測器、滅弧式短路保護裝置、可燃氣

　　體探測器等，實(shí)現有效防控。

　　3.3 圖形可視化技術(shù)

　　智慧消防物聯(lián)網(wǎng)可整合BIM建模、3D可視化、視頻監控、圖像識別等技術(shù)，更加直觀(guān)的定位、呈現消防設施的工作與報警狀態(tài)，以及現場(chǎng)建筑結構、設施分布、現場(chǎng)人員、火災情況等。發(fā)生火災等事故時(shí)可以在鐵路工程較為龐大、復雜的建筑結構和空間中盡快定位事故位置，了解位置所在周邊環(huán)境和當前人流分布情況，掌握就近消防設施部署及實(shí)際工作狀態(tài)，查看各疏散通道是否安全通暢，并可以調閱事故發(fā)生前后的現場(chǎng)視頻監控畫(huà)面，更加科學(xué)地對現場(chǎng)事故進(jìn)行判斷分析，以便做出合理的應急處置。同時(shí)通過(guò)對現場(chǎng)的場(chǎng)景模擬、消防系統組態(tài)結構分析，旅客、值班客服等非消防專(zhuān)業(yè)人士也容易進(jìn)行簡(jiǎn)易消防設施操作、當前定位及逃生路線(xiàn)規劃,有利于初期火災撲滅及發(fā)生火災事故后的人員疏散逃生。

　　3.4 安全隱患預ce與評估

　　智慧消防物聯(lián)網(wǎng)運用消防安全工程學(xué)的原理與方法，以火災科學(xué)的基礎原理和火災風(fēng)險評估的理論知識為基礎,建立火災風(fēng)險評估指標體系，在防火防煙能力、疏散能力、滅火救援能力、消防設施工況、消防安全管理等維度下,對鐵路工程中的消防安全情況做出定性和定量評價(jià)。另外，智慧消防物聯(lián)網(wǎng)重視消防巡檢、維修、保養等工作的開(kāi)展,要求過(guò)程中發(fā)現的各類(lèi)消防安全隱患、故障、事故等及時(shí)上報并逬行整改，納入整體消防安全評估體系。同時(shí)結合歷史數據進(jìn)行整體分析研判，分別預ce風(fēng)險多發(fā)的時(shí)間段、設備、行為等，便于針對性制定策略進(jìn)行整改調整優(yōu)化，預防為主、防消結合。

　　4、安科瑞智慧消防平臺介紹

　　4.1 平臺結構

4.2平臺主要功能介紹

　　4.2.1首頁(yè)

　　用戶(hù)登錄成功之后進(jìn)入首頁(yè)，如圖所示。主要展示的內容有：項目概況、設備狀態(tài)、設備分類(lèi)、設備報警信息、報警分類(lèi)、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(shí)可以在BIM模型中預警顯示。

4.2.2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(mén)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(wú)線(xiàn)測溫探測器等。點(diǎn)擊智慧用電子系統進(jìn)入智慧用電監控頁(yè)面，點(diǎn)擊菜單顯示整個(gè)項目的基礎信息和該項目下的所有探測器的信息，點(diǎn)擊末級節點(diǎn)顯示具體探測器的監控頁(yè)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(shí)時(shí)的監控消防水管網(wǎng)的壓力、液位、是否漏水，以及開(kāi)蓋等事件，當消防水壓不夠，管網(wǎng)漏水時(shí)，系統也能實(shí)時(shí)地發(fā)出警報，能讓相關(guān)人員及時(shí)維修維護，保障消防安全。

　　防排煙子系統通過(guò)高靈敏的無(wú)線(xiàn)煙感報警裝置，實(shí)現對煙霧、有害氣體、及氣體滅火信息等數據采集，實(shí)時(shí)秒級檢測煙霧，一且發(fā)現監測數劇超過(guò)風(fēng)險閾值，APP、短信報警、dian話(huà)報警統統上陣，通過(guò)設備的標簽、地理位置定位，快速通知業(yè)主、物業(yè)消防單位是哪個(gè)位置的火災隱情。

　　消防設備電源子系統實(shí)時(shí)監控消防系統各個(gè)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(tài)，確保消防設備供電正常，并對各個(gè)部件電源產(chǎn)生的過(guò)壓、欠壓、過(guò)流、短路、斷路等故障報警提示?？砷L(cháng)期記錄電壓電流運行參數，自動(dòng)對消防電源一段時(shí)間的運行狀態(tài)進(jìn)行分析，對可能產(chǎn)出問(wèn)題的隱患進(jìn)行警示。

　　防火門(mén)子系統通過(guò)與門(mén)禁報警、視頻識別的關(guān)聯(lián)，實(shí)時(shí)監控消防通道、安全出口、生命通道防火門(mén)的開(kāi)閉及消防通道堆放物情況，實(shí)現緊急情況下的開(kāi)閉控制等功能。確保防火門(mén)常閉、不上鎖狀態(tài)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(huán)境。

　　應急照明與疏散指示子系統可實(shí)現對各個(gè)應急燈具的實(shí)時(shí)監控和控制，當發(fā)生火災時(shí)，可準確的給出安全的疏散路徑指示，智能打開(kāi)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(xiàn)，指引安全逃生方向。

　　視頻監控子系統數據部門(mén)收到感應端各子系統報警信息后，可調出報警位置關(guān)聯(lián)的監控攝像頭圖像，查看報警現場(chǎng)視頻輔助進(jìn)行火情確認。實(shí)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(mén)子系統和視頻監控子系統的有機結合，實(shí)現了報警點(diǎn)和監控點(diǎn)的聯(lián)動(dòng)。

　　消防設備管理子系統能夠將每個(gè)建筑、項目節點(diǎn)的所有消防設備和資產(chǎn)納入管理，對一些消防栓、滅火器、噴淋和消防大隊地址等著(zhù)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(huì )聯(lián)動(dòng)GIS調度子系統進(jìn)行調度。

　　4.2.3隱患管理

　　隱患管理功能包括了隱患查詢(xún)、隱患派發(fā)、隱患處理和隱患分析四個(gè)模塊?？梢圆榭吹卿浻脩?hù)下的所有項目的隱患信息，并進(jìn)行派發(fā)和處理操作，且對所有隱患進(jìn)行統計分析。

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、能耗報表和能耗預ce等五個(gè)模塊?？梢圆榭吹卿浻脩?hù)下的所有項目的能耗統計、同環(huán)比和報表，且按日、周、月等維度進(jìn)行使用量能耗分析。

4.2.5手機APP

　　APP支持Android、iOS操作系統，方便用戶(hù)查看電氣火災、防排煙、消防水、消防設備電源、防火門(mén)、消防設備管理、視頻監控、火災報警等子系統的實(shí)時(shí)監控數據、報警信息、能耗統計等。

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(mǎi)，或者客戶(hù)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 系統現場(chǎng)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根據現場(chǎng)回路電流大

　　4.4 產(chǎn)品介紹

　　電氣火災監控探測器

　　5、結語(yǔ)

　　對于旅客車(chē)站、電氣設備房屋、廠(chǎng)房(倉庫)及鐵路隧道的消防要求各有不同，但目的都是為了建造安全、穩定、智能的消防管理平臺，及時(shí)發(fā)現消防隱患并預警。在實(shí)際應用中存在人流密集度高，施工空間及時(shí)間受限等問(wèn)題，可通過(guò)新型物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)、智能傳感器技術(shù)、圖形可視化技術(shù)及安全隱患預ce與評估的方案來(lái)解決。

　　參考文獻

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