物联网消防系统 智慧消防整体解决方案

近年来，以智慧城市建设热潮为契机，与之相匹配的智慧消防技术发展方兴未艾，从层面，到学会、协会、科研机构层面，再到产品供应商层面，都已成为今后一段时间的发展的方向。
       2017年10月10 日，消防局发布了《关于推进“智慧消防”建设的意见》，意见提出了智慧消防的建设任务和工作目标。
2019年5月30日，联合印发了《关于深化消防执法改革的意见》，提出了消防执法改革的5个方面12项主要任务（5+12）；在加强事中事后方面：完善“互联网 + ”，运用物联网和大数据技术，实时化、智能化评估消防安全风险，实现详细。
       现阶段，中国多数省级以上城市、90%左右地级以 上城市均提出了智慧消防建设计划，有数百个城市正在规划和建设智慧消防，智慧消防行业未来发展潜力巨大。同时，智慧消防建设工程系统庞大，涉及范围广阔，发展空间宽广，因此智慧消防整个产业链都成为投资热点。
       根据中国采购网数据，2019年，地方单位智慧消防招标项目共有63个，平均每个项目招标金额为475.65万元左右。
根据新思界产业研究发布的《2019～2023年中国智慧消防市场可行性研究报告》显示，2019 年，我国智慧消防市场规模约为36亿元，预计未来5年仍将保持14%左右的增速增长，到 2024年市场规模将达到70亿元左右。现阶段，我国智慧消防市场仍处于初级阶段，行业中尚未出现市场占有率较高、能够引导行业发展的大型企业，企业规模普遍较小，市场格局较为分散，具有研发创新能力的企业未来发展空间巨大。
智慧消防是一个数据收集、数据分析、数据预警、详细指挥、优化反馈的模块动态化过程，即结合互联网技术、数字通信技术、移动定位技术，收集数字化的地理信息、建筑消防设施、灭火及抢险救援应急预案、消防水源以及消防装备等方面的内容，并在数字平台上及时预警、分析并将指令反馈给相关部门。相较于传统消防，其优势明显。
       快速：物联网烟感、气感，电气设备各项数据实时传输到云平台，大数据、云计算进行计算分析，实现智慧管理，若出现数据异常，进行事件预判，异常预警，快速反应，快速处理，将隐患消灭在萌芽。
1.系统结构
安全用电管理云平台采用分层分布式结构进行设计，即现场设备层、网络通讯层和站控管理层。
现场可通过GPRS移动网络(移动、联通2G/4G网络)和安全用电服务系统平台通讯，云平台可自行架设服务器，需要具备固定IP地址的宽带接入，或者租用阿里云服务器（本地不需要固定IP宽带）。
现场安装的设备采集用电回路剩余漏电电流、故障电弧、线缆温度，通过无线方式上传到安全用电服务系统平台，当现场检测到线路中存在引起火灾的故障电弧，线缆漏电电流、温度**出标准值或者设定值时，通过安全用电服务系统平台或者手机APP推送报警信号，并发送短信通知安全责任人，派运维员处理现场隐患。
2.电气火灾隐患治理模式
依托线上“隐患预警平台”对电气线路运行数据采集，通过大数据分析技术识别电气隐患类型，及时通知相关负责具体维保人员排查，终消除电气的安全隐患；“隐患管理平台”为管理人员提供隐患、隐患治理、信息管理分析报告，实现区域电气火灾隐患的风险评估。
系统应用包括基于实时监测的电气火灾监测预警系统、基于监测数据的隐患分析及系统以及根据监测数据的线下服务体系建设等功能。
通过项目设计、安装施工、管理、调试、运行等步骤，实现医院电气线路的实时监测，实现相关监测数据的采集、上传、、报警等功能。在目标配电柜安装用智慧用电在线装置、故障电弧探测器、剩余电流互感器、温度传感器等实时监测设备。将采集电气线路的剩余电流、故障电弧、线路温度等多路参数通过无线方式上传平台服务器。
系统具备远程实时监测，异常数据报警，历史信息查询及统计，动态数据变化实时显示，电气线路安全隐患排查分析，及隐患分析处理等功能；同时系统支持移动终端登陆功能（APP）、三方远程服务托管、远程程序升级、设备远程维护等服务。
3.设备选型及介绍
3.1.现场设备选型及具体配置
(1)根据现场监测功能需要，为楼层配电箱进线处配置以下设备用于漏电流、线路温度等参数的监测。
漏电火灾探测器 ARCT-Z-2G*1
漏电电流互感器 AKH-0.66/K-L K-L-45*1
线缆温度传感器 ARCM-NTC*3
其中住院楼共8层，每层均有东西两个电井，其中3至8层为病房层，病房层每层共有6台配电箱进线，1至2层每层共有5台配电箱进线，合计共需要安装46套上述表格配置；楼共5层，其中一层楼梯处有两面集中安装的配电柜，东西走廊内墙上各有一台配电箱，一层放射科门口的配电箱为两路立的进线，合计楼层配电箱处需要安装11套上述表格配置，楼梯间处的两台配电柜内各安装一只多回路的电气火灾探测器，再配套一只无线数据采集传输模块用于数据上传；康复中心处只有东西两台配电箱进线，因此合计共需安装2套上述表格配置；办公楼共3层，每层各有一台配电箱进线，因此合计共需安装3套上述表格配置；设备楼共有4台配电箱进线，因此合计共需安装4套上述表格配置。
(2)配电箱末端出线侧配置一套故障电弧探测器及配套的无线数据采集传输模块（住院楼的病房及康复中心为重点区域）。
故障电弧探测器 AAFD-16*1
无线数据采集传输模块 AF-GSM200*1
备注：故障电弧为单相监测设备，为保证用电安全还需额外配置带分励脱扣的微断，当有故障电弧产生时联动控制分励脱扣单元，用于切断后方用电。
住院楼合计共有124间病房，在每个病房的进线处均需安装一套上述表格配置，合计安装124套；楼共5层，每层两个配电箱，两个配电箱合计共有20路出线回路，为保证用电安全，在楼配电箱的出线侧回路上均加装一只故障电弧探测器，一个配电箱可共用一只无线数据采集传输模块，因此楼合计共需安装100只故障电弧探测器和10只无线数据采集传输模块；康复中心共有两台配电箱，合计20路出线回路，由于此次的用电负荷很大，而且线路老旧，此次为故障电弧监测的重点区域，一个配电箱可共用一只无线数据采集传输模块，因此康复中心合计共需安装20只故障电弧探测器和2只无线数据采集传输模块；办公楼共3层，每层一个配电箱有5路单相出线，因此共需在配电箱出线侧安装15只故障电弧探测器和3只无线数据采集传输模块。

1.漏电探测器ARCT-Z-4G
测量：实时监测一路剩余电流、四路温度、电流、电压、功率、电能等电参量，遥信输入、遥信输出、谐波分析、GPRS无线通讯
遥信：4路开关量输入
遥控：1路继电器输出
通讯：RS485/MODBUS-RTU
显示：液晶
技术参数 ARCT-Z-4G指标
输入 网络 三相TT、TNS、TN-C-S或TNC(局部TT)系统
频率 50Hz
电压等级 0.4kV
输入电流 5A
额定电流 100A、250A、400A、800A、1250A
剩余电流 10 mA ~ 3000mA
温度 NTC型热电阻（0℃ ~ 120℃）
输出 继电器 节点容量AC 220V/1,DC 30V/1
通讯 RS485接口，MODBUS-RTU协议，波特率可设(4800/9600/19200/38400)
报警 声光报警
事件记录 20条报警记录、20条故障记录、20条开关记录
报警设置 额定动作电流值I△n设定范围：20～1000mA,也可设为OFF，以关闭剩余电流保护 ；预警电流为＞0.8I△n，报警动作电流为＞0.95I△n；
温度报警设定范围：50℃～120℃，也可设为OFF，以关闭温度通道保护；
动作延时时间可设定范围：0.1S～60 .0S 。
测量精度 剩余电流 频率0.05Hz、电压电流0.2级、有功电能0.5S、无功电能2级、其他0.5级
温度 ±1℃
工作电源 AC 85 ~ 265V，DC 110 ~ 350V  功耗ARCM200≤3ＶＡ ARC≤5ＶＡ
工频耐压 电源与信号输入、继电器输出、通讯端子之间2 kV/min
信号输入、继电器输出、通讯端子两两之间1.5 kV/min
环境 工作温度：-10℃～+55℃；储存温度：-20℃～+70℃
相对湿度：5％～95％不结露；海拔高度：≤2500ｍ
2.故障电弧探测器AAFD-16
1）.监测单相回路的故障电弧；
2）.通过对电气线路的实时监测能及时、准确的发现电气线路中的故障和异常状态，可帮助用户*查明电气故障发生的区域，以便及时消除电气火灾隐患；
3）.具有声光报警功能；
4）.本探测器尺寸小巧、安装方便，采用标准35mm导轨安装；
5）.具有故障电弧模拟发生功能，可以通过模拟故障电弧对本机进行性能测试；
6）.具有通用485总线接口，采用标准Modbus协议进行数据交换，信号兼容性强。
3.无线传输
ARCT-Z-2G内嵌TCP/IP协议栈，同时采用了功能强大的微处理芯片，配合内置，性能可靠稳定。
用户设备就可以与云端服务器通过GPRS无线网络建立连接，实现数据的全透明传输。
GPRS参数
工作频段  900MHZ/1800MHZ，GPRS mulit-slot class 10/8,GPRS mobile station class B
传输速率  下行：85.6kbps；上行：42.8kbps；支持PBCCH，Coding schemes CS 1,2,3,4,CSD达14.4kbps,USSD,PPP-stack
SIM卡电压  3V，1.8V
天线接口  50Ω/SMA（母头）
4.无线模块AF-GSM200
AF-GSM200采用嵌入式设计，内嵌TCP/IP协议栈，同时采用了功能强大的微处理芯片，配合内置，性能可靠稳定。
AF-GSM200可作为 TCP Client 连接到一个固定 IP（或者域名）的服务器，并发送自己采集的数据。服务器上的软件通过轮询的方式可以索要数据。 
本项目安全用电平台通过AF-GSM200无线模块实时采集现场故障电弧探测器的数据。从而达到平台、养老机构控制中心、现场安装模块统一报警。
5.温度传感器
温度传感器为—热敏电阻NTC，它提供0℃～120℃的温度基准，可以用来监测线缆或配电箱体的温度，提供温度保护。

智能消防技术的应用主要体现在智慧消防系统的构建，此系统是建立在现代化物联网技术、大数据技术、通信技术等基础上，借助 PC 平台、手机微信平台，利用多个应用系统，例如火灾预警系统、消防巡查系统以及智能化评估系统等，努力实现消防信息查询与功能、消防信息反馈与处理功能、消防安全评估与分析等功能，整个的系统属于典型的数字化火灾防控系统。 
1 火灾预警系统 
       通过物联网技术、GIS技术、可视化室内地图技术等，实现市消防远程系统之间的无缝对接，直接获取火灾警示信号，并利用GIS技术来锁定火警单位的地理位置、报警位置等数据，同时与视频、微信等进行联动，以此来提早地预测火灾，能提前7-10s，在预警的同时，也能对各类信息实施数字化处理，将火灾防控终端系统应用于城市商业区、住宅区以及工业区等，能达到多方位的火灾隐患，因为各台火灾防控设备之间联系紧密，且高密度布局，这就使得各个火灾防控装置之间都能通畅联通，以此来协助消防部门、单位等来动态监测火灾现场的隐患，并及时地发出预警信号，进而从根源上控制火灾的出现。 
2 消防设施监测系统 
       通过借助的物联网技术、信息技术、通信技术等来动态监测一切关键的消防信息，例如室内外消火栓水压、消火栓流量、防火门是否正常开启与关闭，防火门的启动次数、消防配电柜电流数值等，并将这些关键信息以微信、手机短信等方式来及时传输给消防各岗位人员，消防管理人员以及各个部门指挥人员来负责做出科学的指示和，同时也达到了对消防设施的动态。 
3 消防巡查维保系统 
       参照来自于GIS地图的信息，以及建筑物3D室内地图来对应科学地分配巡查维保任务，借助二维码来检查维修保护人员是否亲临巡查点，掌握他们的行程，记住此系统也能动态锁定不同维保人员所处的具体部位，以及他们的巡查轨迹，能够将这些信息动态上传，并及时地加以反馈，同时也能对这些信息进行统计、分析，并对维保人员的职责履行情况实施动态跟踪与有效监督。 
4 智能化分析评估系统 
       主要针对消防单位的消防履职以及消防设备的运行水平展开评估，具体从报警处理率、异常处理率、巡查完成率、维保处理率以及控制室在岗时长等几大方面入手来加以核、评估，以此来为消防单位的考核提供参考。 
5 实战指挥应用系统 
       借助物联网系统来动态监测火灾现场，从而达到对现场人员、车辆等的动态调整与科学分配，其他的高层建筑、灾害现场等则可以利用无人机、消防机等进行智能化，以此来协助火灾现场救援。同时，可以借助火灾现场的高清摄像头等来动态侦查火场，并对火情作出合理评估。此外，通过VR眼镜来协助火灾现场的火情侦查，并做好现场救援，有秩序、有规范地提供逃生、救援。一些很危险的火灾现场则可以借助远程消防指挥车、无人机等进行远距离指挥，以此来保护救援人员安全。 
6 消防控制室智能管理系统 
       将人脸识别系统安装在消防控制室，通过此系统来动态识别消防人员，时刻消防人员是否身在其岗，也能对作人员的工作状态进行动态监督，对于任何的离岗**时、倦怠等状态都能及时发出警报信号，同时，也能对不同人员的在岗率进行有效统计，以此来达到对消防控制室的智能化。 
7 对消防监督工作的作用 
       通过对建立防火监督信息数据库这样的方法实现对消防安全状况的动态化监督与管控，为防火监督业务的开展提出更具针对性整改意见，提高防火监督业务的工作质量，提高消防安全水平。改变传统的防火监督检查工作主要依靠消防执法人员实地走访单位检查记录以获取单位安全信息方式，将防火监督检查业务工作纳入“智慧消防”系统中无疑是对现行模式的一种革新与完善。通过物联网技术广泛获取消防监督检查基础信息数据，凭借云计算平台对海量信息进行更加科学有效的处理，对各单位行业消防安全水平进行客观准确的分析评估，对症，有针对性地进行消防监督执法工作，节约了人力物力成本，提高监督检查效率，从本质上带动各行业消防安全水平稳步提升。

1 智能消防移动子系统
智能消防移动子系统主要在移动终端上部署，能够满足不同用户群体的需求，所提供的服务包括消防水源数据采集更新、隐患排查和灭火救援现场灾情信息实时获取、多方通信和警车跟踪等。在这些服务的支持下，消防安全管理和应急救援指挥效率和质量也会随之提升。
2 消防数据可视化子系统
该系统具有数据整理和融合功能，能够通过GIS地图的方式，对不同区域消防警情、灭火和防火空间分布情况进行可视化展现，有助于消防安全全局管理目标的达成。一，警情管理一张图。可视化系统可以在GIS地图上对消防警情信息进行汇总，这里所说的消防警情信息，主要包括实时信息、警情类型和不同时间段的信息。同时，还能采用高亮形式，对区域范围内警情灾害热度进行展示，为消防安全管理工作的实施，创造了有利条件。二，火灾隐患一张图。系统可以利用传感器，对火灾隐患数据进行采集，并在GIS地图上展示。这里所说的数据是指火灾空间分布情况、火灾隐患的类型、火灾隐患的热力图等。三，消防力量一张图。可视化系统可以在GIS地图上对消防力量空间分布情况进行展示，比如消防车、消防装置、消防队伍当前所处的位置。
3 火灾风险隐患预警子系统
大数据技术的应用，赋予了系统大数据挖掘的能力。系统可以利用大数据技术挖掘消防安全管理基础数据，同时对这些数据进行分析，实现融合数据流、业务流和管理流的目标，在此基础上，还能结合过往经验数据，预测区域范围内发生火灾风险的概率，并提供分析报告，确定火灾风险的高发区域，并进行预警，为消防安全管理工作的开展，提供数据方面的支持。
4 消防作战指挥管理系统
在消防安全管理中，作战指挥管理不容忽视，与消防安全管理效果存在密切的关联，而指挥消防安全管理平台可以为消防作战指挥人员提供数据和决策支持，在火灾事故发生后，系统会将报警地址作为依据生成火灾事故信息，主要包括定位事故点、搜索事故点附近的水源、危险源和消防力量，与此同时，系统还能自动与门、气象部门和交通部门进行信息对接，共享实时数据，从而使消防作战指挥管理更加立体，并且该功能的实现，还有助于消防作战指挥人员掌握火灾防控的实时信息，并合理调配消防资源，消防管理的精度也会随之增强。此外，该系统属于平台的后端服务系统，可以向消防人员提供各种信息，且这些信息不单单是文字信息，还包括图像信息、导航信息和语音信息等，有利于消防人员掌握火灾现场的实际情况，从而使火灾事故现场和指挥部门的信息屏障被打破，消防作战的效果大幅度增强l21o
5 公众服务系统
公众服务系统是消防安全管理系统的重要功能模块，支持公众上传火灾隐患信息、火灾现场信息。在公众下载App后，平台会为公众定期推送消防安全知识和火灾自救知识，为消防部门与普通公众建立了畅通无阻的桥梁。火情报警、预防和处理效率也因此而提升。在公众拍下现场照片上传到系统后，平台会向指挥部门上传位置信息。总之，公众服务系统的实现，是提升消防安全管理水平的重 要举措。
6 应急值守管理系统
应急值守管理系统可以针对不同事件类型匹配接警提示列表，满足接警人员对现场信息的需求。同时，系统还可以将突发事件类型作为依据,打开针对该工作的通信录，通过一键式方式，发送报警信息，使接警效率提升。
随着我国对于变电站消防安全工作的重视度不断提高，要求采取更为有力的手段强化安全**能力，各个电网企业必将加强变电站智慧消防系统建设的力度，相关业界人士需要紧跟时代发展步伐，提高现代信息技术使用能力，关注新的技术优势以及系统建设的内容要求，为变电站进行消防安全**工作做出更大的贡献。