韓歡慶

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要:隨著(zhù)高速公路的建設不斷發(fā)展，公路隧道的建設越來(lái)越多，隧道的消防安全管理越顯得尤為重要。為進(jìn)一步加強隧道消防安全管理，紫惠高速公路隧道通過(guò)應用科學(xué)的交通智能技術(shù)集成了智慧消防巡檢系統，系統運行后能實(shí)時(shí)地監控管理隧道內消防設施，自動(dòng)巡檢并在發(fā)現故障異常后及時(shí)告警，提高了對隧道消防設施的人工巡檢效率，有效地保障了隧道消防設施的可靠可用，對及時(shí)處置隧道火災事故和保護人民生命財產(chǎn)安全具有重要作用。

 

關(guān)鍵詞:智慧消防;巡檢;隧道

 

      公路隧道一般呈扁坦狀、大斷面，多為雙孔狀設計，相比通常的路面、橋梁結構，隧道結構較為封閉，空間狹小，且隧道內的亮度、通風(fēng)和氣候環(huán)境較差等特點(diǎn)。因此，通車(chē)運營(yíng)的隧道一旦發(fā)生火災事故，則易造通堵塞，隧道內人員、車(chē)輛面臨疏散困難，不利于及時(shí)采取營(yíng)救措施;伴隨火災事故的持續，隧道內燃燒、產(chǎn)生的高溫或爆炸現象，易對現場(chǎng)人員造成缺氧、中毒或物體撞擊等惡性事故。因此，在火災發(fā)生初期，隧道內消防設施能及時(shí)監測發(fā)現火災事故，現場(chǎng)人員及時(shí)采用消防栓、滅火器等設備將火災消滅在萌芽階段，快速有效地控制和消除火災事故，減少火災事故帶來(lái)的損傷。

 

      近年來(lái)，雖然高速公路隧道安全運營(yíng)管理不斷受到重視，但在實(shí)際工作中仍存在一些失控漏管的現象。其中隧道消防設施建設完成并交付使用后，日常的維護管理往往容易被忽視或者不重視，這就容易導致隧道消防設施如滅火器失效或缺失、消防管道失壓、消防栓閥門(mén)生銹失效及水龍帶漏水等問(wèn)題未及時(shí)發(fā)現和修復;其次高速隧道一般地處偏遠，車(chē)流量大，且部分隧道里程較長(cháng)，部分養護人員在巡檢工作中可能也是隨機抽查，走過(guò)場(chǎng)形式的巡檢;再者由于養護單位安排的維護或操作人員的技術(shù)水平和經(jīng)驗不足，不能勝任現場(chǎng)巡檢和故障處理，致使巡檢工作不能達到預期目標。因此，管理上存在的缺陷因素，給隧道消防設施維護管理提出了更高的要求和挑戰。

      結合隧道消防安全特點(diǎn)和管理現狀，紫惠高速公路隧道消防建設嚴格按照國家安全標準進(jìn)行設計，不僅注重隧道結構安全，更重視為保障營(yíng)運安全而增加的保障措施。如為了提高隧道內建筑本身的抗火性能，隧道墻體及附屬建筑物增加防火涂料，提高墻體耐高溫的能力，同時(shí)設計隧道內的裝飾材料在高溫下無(wú)有毒氣體釋放，以免對滯留人員造成危害。在隧道消防設施建設方面，除采用了傳統的水消防系統、干粉滅火器、水成膜滅火器等裝置外，還配備了火災報警器、環(huán)境檢測器、強排式風(fēng)機、緊急疏散指示標志等配套設備，進(jìn)一步確保發(fā)生火災事故時(shí)，及時(shí)、快速的進(jìn)行滅火處理。

另外，紫惠高速公路在建設前期根據實(shí)際和標準規范要求又進(jìn)行了深度設計，在傳統的消防系統建設基礎上，通過(guò)了應用現代物聯(lián)感知設備、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )傳輸設備及智慧分析管理平臺等集成智慧消防巡檢系統的設計方案，并試點(diǎn)在單洞1．5km長(cháng)的好義隧道進(jìn)行安裝和投入了使用，提升了對隧道消防設施的監控管理水平。

      為進(jìn)一步加強對消防設施的管理工作，減少人工巡檢的頻次和工作量，紫惠高速在隧道內實(shí)施了智慧消防巡檢系統，制定了基于低功耗智能傳感器技術(shù)、LoＲa容錯無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)、智慧運維平臺技術(shù)的改造方案，采用物聯(lián)網(wǎng)監測模塊、網(wǎng)關(guān)、無(wú)線(xiàn)傳輸的方式，在不改變原有系統的前提下，通過(guò)軟硬件系統結合，將隧道的消火栓、滅火器、消防管道、水泵房和高位水池液位等設施的狀態(tài)數據進(jìn)行收集、整合，實(shí)現對隧道消防設備的自動(dòng)巡檢功能。

 

4.1智能感知設備

      智能感知設備是智慧消防巡檢系統的基礎設備，為可靠有效的采集到消防設施的狀態(tài)數據，在隧道原有基礎上增加消防水管智能壓力傳感器、滅火器箱智能傳感器(包括滅火器壓力、水成膜泡沫液位和門(mén)禁)、水泵房水浸傳感器等。其中LoＲa智能型水壓傳感器安裝義隧道消防管始端、末端及中段位置靠近水閥處，用于實(shí)施監測管道水壓;LoＲa智能型滅火器箱傳感器安裝在消火栓箱、滅火器箱門(mén)上，檢測其的開(kāi)閉狀態(tài)以及部分滅火器失壓報警

試點(diǎn)檢測信號，在箱門(mén)打開(kāi)或破壞時(shí)上傳報警信號;而智能型水浸傳感器用于安裝在隧道水泵房?jì)?，檢測有無(wú)漏水或浸水現象。主要設備參數選型見(jiàn)圖1。

圖1主要設備參數選型表

4.2傳輸設備

      由于需要采集的設備量大，為減少成本且有利于施工，傳輸設備選擇數據接入能力強的智能物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，允許接入各種消防主機、電氣火災控制器、消防栓、獨立煙感等第三方物聯(lián)設備。LoＲa網(wǎng)關(guān)可以并行接收、處理多個(gè)節點(diǎn)數據，拓展系統容量，其具備低功耗、抗力強，且通信距離較遠的優(yōu)點(diǎn)。智能感知設備采集的數據通過(guò)LoＲa網(wǎng)關(guān)傳輸設備匯聚集中控制器進(jìn)行傳輸，能在不影響原有隧道設備通信系統的基礎上，可靠有效地將數據進(jìn)行傳輸。

 

4.3智慧分析平臺

      智慧巡檢系統的數據、分析處理、數據生成及應用等方面都是通過(guò)智慧分析平臺完成，管理客戶(hù)端的智慧分析平臺軟件界面上，能顯示消防栓、滅火器箱、風(fēng)機、卷簾門(mén)等設備的狀態(tài)信息，直觀(guān)的通過(guò)設備顏色狀態(tài)判定設備狀態(tài)，產(chǎn)生的告警信息能通過(guò)APP軟件、微信及短信推送給相應的管理人員，實(shí)現了對隧道消防設備的實(shí)時(shí)健康監測，根據設備故障的重要程度，有針對性的進(jìn)行維護管理工作。

 

4.4數據應用

      智慧消防巡檢系統可以根據設備的重要程度，設置定期智能巡檢的時(shí)間和頻率，制定相應的巡檢策略，實(shí)時(shí)有效的監測前端設備狀態(tài)。若系統檢測到前端消防栓水壓超出限壓值、滅火器箱門(mén)開(kāi)關(guān)狀態(tài)、消防水管失壓、水泵房漏水浸水、卷簾門(mén)在線(xiàn)狀態(tài)等異常報警信息，則及時(shí)在監控客戶(hù)端上告警提示，并將信息通過(guò)APP軟件、微信及短信推送給主要管理員進(jìn)行相應處理。同時(shí)通過(guò)系統采集的數據、歷史故障信息等記錄進(jìn)行分析，為設備采購、故障判別、修復處理措施提供科學(xué)的依據。

 

      智慧消防巡檢系統自2021年1月完成聯(lián)調并投入使用后，通過(guò)不斷優(yōu)化完善系統功能，逐步實(shí)現了用戶(hù)方對系統的需求期望，一定程度上減少了人工巡檢的工作量，降低了巡檢時(shí)帶來(lái)的風(fēng)險隱患，提高了對隧道的安全管理水平。

 

5.1實(shí)時(shí)的監測和管理

      智慧消防巡檢系統是基于傳統的消防系統基礎上進(jìn)行的升級改造，對原有設備及網(wǎng)絡(luò )的影響較小，而且前端采用的感知設備、網(wǎng)絡(luò )傳輸設備基本為當前市場(chǎng)主流設備，設備成本低、安裝簡(jiǎn)單，應用推廣難度底。系統投入運行后，而管理人員可隨時(shí)通過(guò)一臺可連接互聯(lián)網(wǎng)的電腦客戶(hù)端登錄對應，就可遠程在線(xiàn)查看當前隧道消防設備情況，提供了更科學(xué)的管理和便捷。

      通過(guò)近6個(gè)月系統運行，核查統計平臺的告警記錄有112條，其中經(jīng)消防栓水壓告警記錄27條，高位水池液位告警記錄12條，滅火器箱告警記錄25條，火災報警記錄36條和卷簾門(mén)告警記錄12條，根據告警提示與現場(chǎng)檢查，故障上報正確率達98．5%，滿(mǎn)足規定指標要求。當然，對于系統運行過(guò)程中存在誤報現象，通過(guò)不斷改進(jìn)調優(yōu)，大大實(shí)施監測的準確度，為實(shí)施智慧的消防設施的管理及維護提供了更科學(xué)依據。

 

5.2的智慧化巡檢

      智慧消防系統應用相相比人工巡查更具有便捷性，具有更高巡檢效率。例如消防管道的巡查，傳統的管理措施是通過(guò)人工巡查或逐段查找方式來(lái)發(fā)現和確定故障點(diǎn)，在消防管道距離長(cháng)、消火栓數量多等情況下，靠人工巡檢手段相對落后，巡檢效率低。而通過(guò)智慧消防巡檢系統，則可通過(guò)監測管道水壓或流量變化，在超出一定范圍時(shí)平臺能夠自動(dòng)監測并根據對應漏水位置快速發(fā)出報警提示，監控人員時(shí)間知曉并進(jìn)行處置，大大的節約了人力發(fā)現和確定故障的成本。

      系統在運行期間，通過(guò)自動(dòng)巡檢發(fā)現了隧道高位水池液位異常并向管理平臺告警，監控人員及時(shí)發(fā)出故障通知，機電維護人員根據故障點(diǎn)針對性的進(jìn)行排查檢修，發(fā)現為抽水泵故障導致無(wú)法抽水，并經(jīng)過(guò)搶修更換，地解決了故障隱患。

 

5.3降低人員安全風(fēng)險

      傳統的人工巡查往往是現場(chǎng)進(jìn)行，由于隧道內車(chē)輛行駛速度快、隧道內光線(xiàn)環(huán)境較差且維護空間小等因素，維護人員現場(chǎng)作業(yè)前按照相關(guān)安全標準規范先進(jìn)行圍蔽，但由于高速公路施工安全圍蔽往往耗時(shí)長(cháng)，擺放交通安全設施時(shí)人員面臨的危險隱患也較高。而系統投入使用后，監控人員便能實(shí)時(shí)監測隧道消防設施的現狀，發(fā)現故障或異常事件后能快速且有針對性的進(jìn)行處置，減少了在隧道內巡檢的頻率，降低了維護人員暴露在隧道現場(chǎng)的概率，很大程度地保障了人員的生命安全。

      智慧消防巡檢系統的實(shí)施，一定程度提高了紫惠高速對隧道消防設施的管理，但系統仍有優(yōu)化提升空間。例如系統能結合日常運營(yíng)安全管理需求，制定隧道安全應急管理的方案策略，當隧道發(fā)生火災事故后，系統除能進(jìn)行及時(shí)告警提示外，還能根據事故類(lèi)型按照預先確定的策略自動(dòng)進(jìn)行應急處置，能快速聯(lián)動(dòng)地進(jìn)行交通誘導、信息發(fā)布、消防滅火等各項措施，更好地為運營(yíng)安全管理服務(wù)。

 

6.1平臺結構

 

6.2平臺主要功能介紹

6.2.1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。

 

6.2.2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、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。

6.2.3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。

 

 

6.2.4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、能耗報表和能耗預測等五個(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)行能耗。

 

6.2.5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。

 

6.3推薦配置

6.3.1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）

6.3.2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

6.4產(chǎn)品介紹

電氣火災監控探測器

ARCM300T-Z-2G/4G/NB可選配2G上傳、4G上傳、NB-IOT網(wǎng)絡(luò )上傳，單表流量說(shuō)明：

上傳間隔一分鐘，小于30M/月；

上傳間隔二分鐘，小于15M/月；

上傳間隔五分鐘，小于10M/月

 

       高速公路隧道消防安全管理是一項復雜的系統工程，紫惠高速應用了科學(xué)的交通智能技術(shù)，集成了軟硬件設備，實(shí)時(shí)地收集、和分析隧道消防設施的狀態(tài)數據，通過(guò)智慧消防管理平臺分析整合，實(shí)現了對隧道消防設備的自動(dòng)巡檢功能。系統通過(guò)實(shí)施并投入使用后，減輕了一線(xiàn)員工對隧道設施的人工巡檢力度，降低了日常巡檢成本和風(fēng)險隱患，便捷地實(shí)現了對隧道內消防設施的監控管理，對保障隧道運營(yíng)安全和人民生命財產(chǎn)不受損失具有積意義。

 

[1]黃?；?智慧消防巡檢系統在高速公路隧道的應用

[2]黃哲．高速公路隧道消防安全管理的研究［J］．消防技術(shù)與產(chǎn)品信息，2015(2)．

[3]安科瑞AcrelCloud-6800智慧消防管理云平臺2020版

[4]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2020.06版

 

       韓歡慶，女.現任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要從事智慧消防平臺的設計與應用。