物联网智慧用电平台 智慧消防技术

1、引言
      4月1日，王蒙徽部长签署住房和城乡51号令，《建设工程消防设计审查验收暂行规定》 （以下简称《暂行规定》）正式发布，并于6月1日开始施行。《暂行规定》的发布备受行业关注，这也是自2019年4月，消防设计审核和验收权限移交以来，住房和城乡涉及消防审批的规章。
       2019 年5月10日，为了加强建设工程消防设计审查验收管理，保证建设工程消防设计、施工质量，司法部面向全社会公开征求《建设工程消防设计审查和验收管理规定（征求意见稿）》意见。本次《暂行规定》的内容对比原 119 号令《建设工程消防监督管理规定》有较大的改变，紧紧围绕着建筑消防参与各方的权责、行政许可审批范围的缩小等内容，其中有关单位、个人的责任义务得到明确，并优化了消防设计审查验收备案抽查范围、条件和程序。
      对比原119号令《建设工程消防监督管理规定》，《建设工程消防设计审查验收管理暂行规定》强调行政“许可”，去除“管理”，明确对象，强化责任。不仅明确了建设、设计、施工、监理、施工图审查、技术服务等机构和个人均要对执业行为负责，还明确要求各方要“参加建设单位组织的建设工程竣工验收，对建设工程消防施工质量签章确认”，并对建设工程消防施工质量承担责任。
在智慧消防管理平台建设后，各地区需要及时应用，发挥出平台在消防安全管理中的优势作用。其优势主要体现在以下方面：
1 具有火情预警能力
使用本文所提出的消防安全管理系统，对旧有消防系统进行更换，究其原因主要是传统系统存在误报警和故障报警的现象，导致消防安全管理无法有效落实。而本文提出的消防安全管理系统依托于KingMap平台，具有GIS功能和可视化功能，能够实现对火灾事故的有效预警，其应用有助于消防安全管理效率和水平的提升。
2 力量调度和集中
在联网单位发生真实火情后，系统会对火警点单位信息、三维坐标、内部联系人和平面度等多维信息进行展示，同时，GIS系统还会显示火情点外部的消防力量，以及重要危险源等，从而为消防安全管理创造了有利的条件。系统还会向周边地区消防力量发送火情信息，并规划救援路线，促进灭火效率的提升。
3 消防安全管理智能化
基于KingMap的智慧消防安全管理平台终端设备，可以将火灾的建筑物内部信息、以数字和图片的形式上传到平台之中，有助于指挥部门及时了解消防救援情况，并做出合理的指挥。
4  日常管理精细化
基于KingMap的智慧消防安全管理平台拥有数据库，这些数据库中存储了海量的信息，为日常管理精细化目标的实现，创造了有利的条件。具体表现为消防安全管理可以通过信息数据对比的方式，确定火灾事故多发区域，并将这些地区作为地区，以此来消除火灾隐患。
5 执法工作系统化
智慧消防安全管理平台的应用，可以将消防安全管理过程由人工管理转变为电子化管理和信息化管理，在减轻消防人员工作量的同时，还能对数据进行自动存储和保留，为消防安全管理工作的开展提供了支持和保障。

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、温度超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.平台配置
安全用电服务平台需要配置三台服务器用于日常运维，其中：
数据库服务器用于采集安装在现场漏电探测器的漏电电流、故障电弧、线缆温度等信号并实时存储，用于曲线、柱状图等显示；
应用服务器用于数据展示和分析，并处理各种报警信号，发出报警信息；
WEB服务器用于WEB端数据访问以及数据加密。
服务器配置如下：
1） 应用服务器 Dell R730 CPU:E5-2603 内存:16G 硬盘容量:3*300G(SAS 1万转 2.5英寸小盘) RAID5
2） WEB服务器 Dell R730 CPU:E5-2603 内存:16G 硬盘容量:3*300G(SAS 1万转 2.5英寸小盘)
3） 数据库服务器 Dell R730 CPU:E5-2620 内存:32G 硬盘容量:4*1.2T(SAS 1万转 2.5英寸小盘) RAID5
2.系统功能
1）安全用电服务系统包含安全用电管理云平台、电脑终端显示系统、手机APP、漏电探测器、漏电互感器、故障电弧探测器等。
2）安全用电服务系统平台能展示剩余电流、线路故障电弧、温度等电气安全参数的实时监测数据及变化曲线、历史数据与变化曲线、实时报警数据等，能实时显示现场服务次数、排除隐患数、未排除隐患数、报警未处理数、常规巡检及产品维护等数据，数据能保存十年以上。
3）手机APP软件同时具有IOS版本和安卓版本，能通过手机APP对每条报警记录进行呼叫，便于紧急情况下能尽快通知用电单位。
4）能对各个单位及设备的电气安全运行情况进行自动统计和分析评估，并随时展示电气安全运行分析报告。
5）探测终端产品满足国家法律法规和有关技术标准（GB14287.2《剩余电流式电气火灾监控探测器》、GB14287.3《测温式电气火灾监控探测器》和GB14287.4-2014《电气火灾监控系统 4部分：故障电弧探测器》）的要求，并通过国家消防产品质量监测检验中心提供的消防3C认证。
6）漏电探测器能同时探测剩余电流、四路温度、三相电流等参数值，并能通过无线以移动通讯网络接入安全用电系统平台。
7）ARCM漏电探测器和Acrel-6000Cloud安全用电系统平台购买中国人保提供的保险，累计赔偿金额1000万，单次事故赔偿500万（产品质量责任险、电气火灾险、三者责任险等）。
8）Acrel-6000Cloud安全用电系统平台具有国家计算机著作权。

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，可帮助用户迅速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。
智慧消防是通过的网络科技制定解决方案与传统消防管理模式相比，他打通了各个系统之间的信息。提供了一个大数据信息交流游平台。智慧消防提升了感知预警能力以及应急指挥能力。通过网络更早发现，更快处理日常火灾风险交损失降到低。智慧消防不单单是建立一个数据联网平台，而是将物联网云计算AI 区块链接等技术融合一起。做到对环境的感知，行为的管理，人员的流程的把握，以及通过网络智能判断，科学指挥。智能消防能够通过大数据平台进行异常报警提高作效率。互联网与消防融合是时代发展的需求，智慧消防是具备了科学技术与推广平台的新型管理措施。利用网络达到对作的管理，提高管理效率。在消防管理中融入技术和创新理念，提高消防管理的效率，实现创新发展。互联网与消防相结合还在不断进步，想要完善创新跨越式的发展就需要认识到互联网与消防融合的重要性。
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