浅析智慧消防在变电站中的应用

摘要：阐述变电站智慧消防系统的建设，提出变电站智慧消防系统的特点、需要面临的挑战、应该达到的建设标准，包括状态感知技术、网络技术、平台技术。
 
关键词：智慧消防，系统建设，变电站，标准。
 
1、引言
       传统的消防工作在管理模式上已经无法适应新的时代发展需要，所存在的不足愈发明显，为了更好地提高我国现代社会防火能力和火灾救援能力，加强智慧消防的普及力度，构建起智慧消防物联网系统，各方面保障火灾防控工作的安全可靠。变电站也需要加强社会消防系统建设力度，对用电安全给予可靠的保障，提供有力的支持。  
 
2、变电站智慧消防系统面临的挑战
       变电站作为我国输送电源的重要功能组成部分，也是长期以来消防安全的重要关注领域，虽然一方面我国现代科学技术呈现出快速发展进步的趋势，但是另一方面，我国许多变电站仍然采取的是传统的消防管理方法，对于消防安全管理控制力度上没有实现各方面的现代化完善，导致消防安全设备信息覆盖面不广、信息数据孤立、灭火调度能力不强，无法充分发挥出信息技术对于火灾防控工作的支持效用，所以这就要求变电站要提高消防工作的社会化和精细化，充分发挥出物联网技术、大数据技术以及智能视频技术的优势价值，通过构建起变电站智慧消防系统形成档案管理系统、设备状态感知系统等多层次的管控系统体系，多方位、多节点维护变电站消防防控工作的效率和安全。
 
3、变电站智慧消防系统建设的基础性标准
3.1 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，首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。
3.2 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，这样才能够保障变电站智慧消防系统保持良好的稳定和可靠性。
3.3 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，这样才能够更好地保障设备之间以及不同变电站网络之间的信息互通。 
3.4 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。
3.5 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。 
3.6 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国际标准来进行开展，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。
3.7 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、保障监管力度。
 
4、智慧消防系统建设的技术分析
4.1 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[5]。 
4.2 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。 
4.3 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。 
 
5、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特殊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辅助。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，保障各个关键技术功能的发挥。变电站智慧消防系统建设的系统分析：
5.1 档案管理系统
      变电站智慧消防系统建设中所构建起的档案管理系统主要针对的是消防安全基本数据档案以及管理过程中所生成的数据档案。消防安全基本数据档案的内容包括单位的布局情况、单位的实际情况、消防规划、消防验收以及日常消防安全检查所生成的档案数据，也包括消防组织架构、消防制度、消防器材等等；消防数据档案主要包括的是智慧消防系统在运行的过程中，各类机械设备的配置规格、软件设计特点、系统运行状态、消防预警状态的快速查询以及风险防范的测试查询。通过构建起消防管理数据档案能够帮助消防部门及时掌握变电站的运行状态以及消防能力，提高系统维护效率。
5.2 状态感知系统
     变电站智慧消防系统中的状态感知系统主要包括的是警系统、阀门监控系统、电源监控系统、实时视频系统，整个系统会对变电站的运行过程中，各个灾报警情况进行实时的监控；阀门作为变电站的功能枢纽也将成为该系统内关注的对象；变电站系统内所具备的消防设施设备会得到实时的监控。如消防栓、水箱水位喷淋系统、气体灭火系统等。以智能化的手段对这些关键的设施进行状态的感知，能够各方面提高变电站消防系统的智慧可靠性。
 
6、安科瑞智慧消防平台介绍
6.1 平台结构

6.2平台主要功能介绍
6.2.1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。其中百度地图可以选配成BIM建筑模型，任何传感器报警时可以在BIM模型中预警显示。

 
6.2.2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、电话报警统统上阵，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。
6.2.3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。


 
6.2.4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、月等维度进行能耗预测分析。


 
6.2.5手机APP
       APP支持Android、iOS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。


6.3 推荐配置
6.3.1 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）
6.3.2 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
6.4 产品介绍
电气火灾监控探测器

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
 
7、结语
       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保障能力，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保障工作做出更大的贡献。

参考文献
[1]. 李国生.智慧消防平台建设探讨[J].消防科学与技术,2018,37(05):687-690.
[2]. 严 薇，宋 豪，董 梁，常彩霞，卢义兵，强若辰. 变电站的智慧消防系统分析
[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
 
作者简介
陈芳芳. 女. 现任职于安科瑞电气股份有限公司，主要从事智慧消防平台的设计与应用。