全天候智慧消防 消防物联网

一线城市高层建筑群数量和密度愈创新高。高层建筑尤其是高层建筑一旦发生火灾，易造成群死群伤、巨额经济损失和社会恐慌等严重后果，其火灾防控和灭火救援已成为消防难题。高层建筑消防安全领域主要存在问题——防控难度大，决策手段不足。
1. 火灾防控难度大，监测预警信息化手段缺乏
高层建筑体量庞大、功能复杂，风险管控区域多，火灾防控难度大，目前消防管理及监督缺乏信息化监测预警手段，火灾风险主动管控措施有限。
2. 人员疏散和灭火救援困难，态势研判和决策手段不足
高层建筑中庭和幕墙多、竖向管井多，易形成立体火灾，灭火救援难度大，传统技战术难应对 ；高层建筑结构复杂、疏散路径长，人员疏散困难，灭火救援态势研判和决策支持手段不足。
3. 智慧消防对高层建筑各相关方全周期支撑不足
基于消防综合大数据的态势感知网尚未形成，区域及行业孤岛发展模式大量存在。不足为消防责任主体（、物业）落实管理责任，以及消防部门提升及综合救援效能提供支持。
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.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。

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 智能消防移动子系统
智能消防移动子系统主要在移动终端上部署，能够满足不同用户群体的需求，所提供的服务包括消防水源数据采集更新、隐患排查和灭火救援现场灾情信息实时获取、多方通信和警车跟踪等。在这些服务的支持下，消防安全管理和应急救援指挥效率和质量也会随之提升。
2 消防数据可视化子系统
该系统具有数据整理和融合功能，能够通过GIS地图的方式，对不同区域消防警情、灭火和防火空间分布情况进行可视化展现，有助于消防安全全局管理目标的达成。一，警情管理一张图。可视化系统可以在GIS地图上对消防警情信息进行汇总，这里所说的消防警情信息，主要包括实时信息、警情类型和不同时间段的信息。同时，还能采用高亮形式，对区域范围内警情灾害热度进行展示，为消防安全管理工作的实施，创造了有利条件。二，火灾隐患一张图。系统可以利用传感器，对火灾隐患数据进行采集，并在GIS地图上展示。这里所说的数据是指火灾空间分布情况、火灾隐患的类型、火灾隐患的热力图等。三，消防力量一张图。可视化系统可以在GIS地图上对消防力量空间分布情况进行展示，比如消防车、消防装置、消防队伍当前所处的位置。
3 火灾风险隐患预警子系统
大数据技术的应用，赋予了系统大数据挖掘的能力。系统可以利用大数据技术挖掘消防安全管理基础数据，同时对这些数据进行分析，实现融合数据流、业务流和管理流的目标，在此基础上，还能结合过往经验数据，预测区域范围内发生火灾风险的概率，并提供分析报告，确定火灾风险的高发区域，并进行预警，为消防安全管理工作的开展，提供数据方面的支持。
4 消防作战指挥管理系统
在消防安全管理中，作战指挥管理不容忽视，与消防安全管理效果存在密切的关联，而指挥消防安全管理平台可以为消防作战指挥人员提供数据和决策支持，在火灾事故发生后，系统会将报警地址作为依据生成火灾事故信息，主要包括定位事故点、搜索事故点附近的水源、危险源和消防力量，与此同时，系统还能自动与门、气象部门和交通部门进行信息对接，共享实时数据，从而使消防作战指挥管理更加立体，并且该功能的实现，还有助于消防作战指挥人员掌握火灾防控的实时信息，并合理调配消防资源，消防管理的精度也会随之增强。此外，该系统属于平台的后端服务系统，可以向消防人员提供各种信息，且这些信息不单单是文字信息，还包括图像信息、导航信息和语音信息等，有利于消防人员掌握火灾现场的实际情况，从而使火灾事故现场和指挥部门的信息屏障被打破，消防作战的效果大幅度增强l21o
5 公众服务系统
公众服务系统是消防安全管理系统的重要功能模块，支持公众上传火灾隐患信息、火灾现场信息。在公众下载App后，平台会为公众定期推送消防安全知识和火灾自救知识，为消防部门与普通公众建立了畅通无阻的桥梁。火情报警、预防和处理效率也因此而提升。在公众拍下现场照片上传到系统后，平台会向指挥部门上传位置信息。总之，公众服务系统的实现，是提升消防安全管理水平的重 要举措。
6 应急值守管理系统
应急值守管理系统可以针对不同事件类型匹配接警提示列表，满足接警人员对现场信息的需求。同时，系统还可以将突发事件类型作为依据,打开针对该工作的通信录，通过一键式方式，发送报警信息，使接警效率提升。
总结来说，作为一种当下新的消防理念，智慧消防主要就是凭借信息科学技术的加持才得以对作的全过程进行多方位立体化把控，从而使得作更加准确化和智能化，为的生命财产安全提供了更好的保障。
做好智慧消防主要依赖大数据所提供的共享信息。从智慧防控，智慧管理，智慧救援到智慧指挥，智慧消防的全过程都离不开大数据的信息支撑。大数据支撑下的智能防控和智能管理在智慧消防“防”的环节发挥了不可替代的作用。智能防控做到了对灾情的有效预警，从而将可能发生的灾情很大限度地扼杀在萌芽状态。智慧管理是应对灾情的一种前期准备。只有管理得当，才能在灾情发生的危急时刻及时发挥作用。智慧救援和智慧指挥在智慧消防“消”的环节发挥着至关重要的作用。灾情突发时，智慧救援关系到人员的生命财产安全。因此，智慧救援作用的正常发挥关系重大。智慧指挥是智慧救援得以实现的保障，只有消防指挥得当，智慧救援才能发挥更大的作用。
大数据在智慧消防从“防”到“消”的整个过程中都发挥着不可或缺的作用，如同智慧消防的血液一般，大数据连接贯通的智慧消防的各个环节，将信息互通共享，保证了作的信息通畅，使得各个环节都能在实际运作中反应机动灵敏，从而实现更加智能消防救援合作。
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