智慧消防物联网平台 消防物联网监测平台

在大数据思维背景下，智慧消防已成为城市建设不可缺少的一部分，本文从大数据技术和大数据思维的含义入手，分析大数据思维下智慧消防建设具有广泛的信息整合、能够实现互联互通、可实现海量数据的与计算等特征，提出完善 火灾防控机制、在智慧消防火灾救援与防控中增加信息化与智能化等多项功能的对策，为智慧消防建设提供有力支撑。
在现代生活中，消防安全是社会发展的关键内容，提升消防管理水平，加强消防防火防控能力，加速消防系统信息化建设，具有非常重要的现实意义。因此，根据大数据技术及大数据思维而建设的智慧消防也日益完善，使整个和谐社会健康稳步地发展。
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。

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、变电站智慧消防系统建设的基础性标准
1)合法的标准
变电站在进行消防系统建设的过程中，为了充分发挥出社会化的功能优势，先需要按照国家相关法律法规的要求来进行逐步的落实。在设备的选择上、信息技术入网标准上以 及系统运行模式上都需要严格按照法律规定来进行开展。
2)可靠性标准
所建设出的变电站智慧消防系统要具备良好的兼容性、电气隔离性以及智慧诊断能力，能够适应每天24h不间歇的工作压力，这样才能够**变电站智慧消防系统保持良好的稳定和可靠性。
3)兼容性标准
兼容性的原则标准主要是指变电站智慧消防系统应该能够支持来自国内外各个领域的消防设备厂家所提供的各类消防智慧机械设备，这样才能够更好地**设备之间以及不同变电站网络之间的信息互通。
4)安全性标准
变电站智慧消防系统需要实现更高标准的安全性能，这就要求系统在运行的过程中能够对自身的运行状态进行自检，自我研判预警状态，并具备报警功能，这样可以帮助系统实现自动化的运行，降低对人力劳动的依赖性。
5)可扩展性标准
变电站智慧消防系统在系统设计上应该保持动态化的理念，以更高的宏观性的角度来对系统进行软件的设计和功能的选择，而且这一定程度上硬件的搭配使用也应该实现可持续发展的标准，使整个系统都能够在标准化的模块结构下获得可扩展的能力，不仅要使系统适用于任何标准的变电站，也要促进系统保持更为持久的使用寿命，通过功能升级适应不同发展时期下的消防防控需要。
6)开放性标准
对于智慧消防系统的规划需要满足开放性的原则，这主要是指系统的设计标准应该迎合标准来进行开展，同时建立起通用型功能类型以及数据模块，以开放性的理念促进数据之间的对接。
7)分层级标准
分层级标准主要是指系统在设计时需要建立起两层以上的系统架构，这样便可以实现不同层级的管理人员获得不同的权限，进而对系统进行分工协作的管理提高管理效率、**力度。
2、智慧消防系统建设的技术分析
①　感知技术
变电站智慧消防系统建设中所需要的使用到的技术类型之一便是感知技术，感知技术需要依靠现代信息技术的功能实现信息采集层级建设，凭借着现代信息技术完成自动化感知能力，能够对各个消防器械设备进行准确的识别，并对设备的运行状态进行分析和报警。如系统内可以设置出针对管道压力的感知设备、阀门运行状态的感知设备，或者是对周边环境进行感知的设备等等。这些设备的核心技术都是依靠信息技术，不同领域内系统的运行状态所生成的数据进行分析，进而可以实现设备机械化的感知功能，提高整个系统的社会能力。
②　网络技术
网络技术主要是针对的数据信息传输技术，通过构建其网络层可以将变电站运行数据和功能数据进行及时的传输，网络所依靠的系统有多大，就能够实现数据传播的范围有多大。具体而言，该技术主要涉及内容包括微波技术、长期演进技术、分频演讲技术等等。
③　平台技术
通过对信息进行处理能够提高变电站消防系统的智慧效果，而处理的过程中需要依靠平台建设，数据信息的分析、收集、处理、传输都需要在该平台上进行完成，平台的技术主要针对的是对各项数据进行整合和使用，需要依靠整个体系内的消防物联网应用平台和大数据平台的协同作用才能够实现良好的功能效果。在对平台技术进行应用时，其核心技术主要包括大数据技术、云计算技术、结构化或者是非结构化信息数据自动化处理技术等等。
3、智慧消防系统的应用
变电站智慧消防系统所具备的应用型技术主要是指体系功能的实现以及用户需求之间应该形成良好的联系度，进而发挥出系统的应用价值，使消防信息在共享的过程中为系统自动制定决策提供。应用型技术主要涉及服务性的体系结构以及中介型技术。如物联网技术等，以交互式的方式对软件功能进行优化，完成各个技术之间的协调置，**各个关键技术功能的发挥。

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。
随着互联网的发展，智慧消防也应登上消防系统发展的舞台，本系统对建筑物建立整体 BIM 模型，并将每层划分为普通区域与逃生区域，根据云平台上传的消防数据并基于 Zigbee可实现对被困人员的定位并根据反馈的“着火点”避开火情严重区域，从逃生区域规划不同的逃生路线，并将逃生路线由云平台直接发送至手机移动端。由此可见，本系统不仅可以帮助人员逃生，还可以统计建筑物内的人员数量信息，使救援更加有效准确。在移动端实
时、及时反馈建筑物运行情况可以将火灾危险降到很低，提高消防人员的工作效率，保证人们的人身与财产安全。