基于物联网技术的智慧消防管控系统的研究与应用

原标题：基于物联网技术的智慧消防管控系统的研究与应用

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/202010/419360.htm

0  引言

近年来，电力系统内变电站着火事件时有发生，消防安全管控处于高压状态。加强变电站消防安全管理是电网企业的重要工作之一，预防火灾，消除火灾的安全隐患尤为重要。国网公司、省公司等对于消防管理的要求逐年提高，关于消防的技术、管理措施不断升级。从目前电力系统消防管理总体情况来看，存在以下几个问题：缺少适用消防专业的物联网智能感知终端、缺少消防物联网智能诊断决策系统、缺少“设备主人”消防管控的有效技术手段。

目前，大数据、物联网技术的应用水平不断提升，如何将智慧与变电站消防有机的融合应用，智慧消防应运而生，更好地将信息技术应用于消防领域，进而实现灭火救援和火灾防控智能化，为变电站防火监督管理和灭火救援提供数据支撑，提高消防监督与管理水平。因此，本文提出基于物联网技术的智慧消防管控系统的研究，并在变电站实施应用。

1  需求分析

1.1  业务需求

监管中心：实时接收用户端联网传输装置发送的报警信息、报警点周围图像信息，通过现场数据全面感知、视频图像等信息的分析来确定真实火警、疑似火警、严重故障、一般故障。

运检中心：安装在变电站内的用于监控火灾自动报警系统及其联动系统运行状态信息的设备，物联传输终端采集到的各种信息传送到消防物联网管控中心。

1.2  功能需求

系统应实时接收、显示联网单位的火灾自动报警系统及其联动系统各个监控点报警信息，并通过语音通信和数据通信对火警信息进行判别确认，真实火警及起火部位及时向消防指挥系统传送，提高火灾报警的及时性和可靠性。

落实消防设备主人制，严格日常管理，随时掌握本单位变电站消防设施运行情况，建立消防档案，实现消防异常告警诊断，制作灭火预案，隐患登记整改等消防安全管理工作，提高单位自身的消防安全管理水平。

2  智慧消防管控系统

2.1  整体框架

基于变电站消防管控的相关需求，结合变电站消防实际状况，提出建设具有状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活特征的智慧消防管控系统的整体框架如图1。

在智慧消防整体架构的基础上，通过云、管、边、场、端五元素，最终实现 1 张物联网、2 个核心数据库、N 种智慧服务（1+2+N）的智慧理念。

图1  智慧消防管控系统整体框架

2.2  主要功能

（1）全面感知实时监测

采用物联网技术，研发具有前端感知的智能消防栓、智能灭火器、智能消防报警系统、智能消防水箱、泛在液位传感器等智能化设备，如图2。

图2  消防设备全面感知

通过配置以上智能终端对整套消防系统进行实时有效监控，实现站内消防系统运行数据的智能化采集和高效监管定位，如图3，利用数据分析和可视化技术，后台直观展示不同类型消防设施运行状态及数据，实现在线监控消防设备，推动机器代人，提高消防安全智能化水平。

图3  消防设备实时监控

（2）火灾异常告警及诊断

当系统监控到火灾异常告警时，联动工业视频、智能机器人等智能化设备进行火灾告警观察，实时掌握火灾告警情况。系统自动定位火灾告警地点、数量，分析火灾报警是否存在误报，并判断分析火灾告警情况重要程度，利用视频监控进行伙食观察、判断，利用系统诊断分析模型，给出火灾异常分析报告，可在系统后台直接显示及发送至手机APP，如图4。运行人员可依据上传视频判断火灾情况，结合系统诊断报告，做出相应处理方案，实现火灾异常告警及诊断处置的及时、有效、精准。

图4  火灾异常告警及诊断

（3）灾情处置智能决策方案

本系统利用变电站3D建模技术，将变电站透视化、层级化、当发生火警时，系统及时启动火灾应急预案，将调动着火附近区域内所有工业视频以及变电站内智能机器人进行火势观察，通知变电站运维人员采取措施、依据实际情况和要求进行判断是否停电，并且联动消防部门，将变电站所在位置、火势情况等相关信息及时有效进行通知，给出最佳灭火方案和最佳逃生预案，如图5。最终实现火警以最快速度，全方位的信息化智能方案控制消灭火灾，确保变电站安全。

图5  灾情处置智能决策方案

（4）消防运维全过程管控

改变传统的纸质作业模式，使消防作业透明化、系统化。系统提供消防设施故障一键报修，实现运维与维保工作无缝对接，在线完成从火灾报警系统故障的自动上报、日常工作中的人工故障上报，到故障的指派、分发、协同处理，直至故障的确认和解决，上传故障维修单据。设施运行数据真实有效，故障预警及时处理，设施完好率一目了然，在线生成维保报告，在线完成全过程闭环，使消防安全管理工作更加快捷高效。对两项工作实现全过程管控，同时实现设备消缺、维保率及关键环节实现了有效监管，实现关键环节的见证，保证了设备完好率。

3   成效与应用

3.1  实施成效

该系统实施应用以来效果显著，主要有如下几点：

（1）智能化管控：改变传统的作业模式，增加了巡检频率，实现了消防设备的实时监控、智能诊断、全过程管控，并提供最佳决策方案，有效保障了变电站安全性，提高变电站消防火灾监管和管理水平。

（2）机器代人：变革消防巡检方式，节省了人力物力。消防巡检时间由3小时缩短至5分钟。按每小时人力费、车辆调度费600元来算，嘉兴地区200个变电站一年可节省150万元。

（3）泛在物联网应用：从初步试用LORA以及后期NB-I0T、以及最终的泛在物联网智能运维终端的全面适应，探索了通讯技术在消防物联网的实施应用。

3.2  应用情况

（1）智慧消防管控系统目前已在烟雨变、汇龙变全面推广使用。首次实现变电站内智慧消防，具有代表性，推广范围广，易复制。基于该系统申请独有核心知识产权，已经形成专利链和专利池。

（2）本项目通用性、可拓展性广，现场采集数据均可接入智能辅控平台，统一管理，实现数据全面共享。

4   结论

本文研发了智慧消防管控系统，利用物联网技术全面感知，实现了站内消防系统数据的实时采集和高效监控。异常告警时，系统智能诊断、自动判别，当发生火灾，启动火灾应急预案，直观展示火灾位置附近的消防设置数量、位置，联动消防部门，及时消除火灾隐患。系统使消防作业透明化、系统化，消防设备主人实时跟踪消防维保动态，在线完成消防管理上全过程的闭环，实现消防关键环节的见证。该系统具有状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活特征，提高了变电站消防监督与管理水平，增强消防灭火救援能力。

本系统可进一步研发深化，建立应用建筑等相关消防应用环境下的数据深度学习分析模型，涵盖事件判定、火灾风险、规则设置、数据统计、智能决策与修正火警机制，提升系统消防功能特性。

5  参考文献

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[2]常剑,杨晶,袁博文,李孝荣.基于LoRa技术的智慧消防报警系统设计[J].物联网技术,2019,9(01):46-47+51.

[3]陈琪锋.传感器在智慧消防物联网云平台中的应用与设计[J].电子技术与软件工程,2019(02):84.

[4]樊明华,徐培哲,邓永辉,罗亚楠.打造基于NB-IoT网络的全域一体化“智慧消防”[J].江西通信科技,2019(01):27-31.

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