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浅谈智慧消防在铁路系统中的应用与发展

发表于 2021-12-14 浏览:
摘要:从基于物联网技术的“智慧消防”概念入手,探讨了智慧消防物联网技术在铁路工程中的应用,分析了实际应用过程中存在的一些难点,提出了新型物联网无线组网、智能传感器技术、图形可视化技术以及安全隐患预测评估等技术解决方案。

摘要:从基于物联网技术的“智慧消防”概念入手,探讨了智慧消防物联网技术在铁路工程中的应用,分析了实际应用过程中存在的一些难点,提出了新型物联网无线组网、智能传感器技术、图形可视化技术以及安全隐患预测评估等技术解决方案。

关键词:铁路工程;智慧消防;物联网;app应用

1、智慧消防物联网在铁路工程的应用

根据《铁路工程消防设计规范》,客运站、调度中心(站)、区间信号机房、变电所、机务段、车辆段、动车段(站)、综合维修基地、道路养护机械车辆段、铁路隧道、地下车站和商业建筑属于监控部位。考虑到调度中心、通信机房等场所对消防的特殊要求,电气房单独描述为独立场所。

1.1客运站

火车站是人流密集的地方,消防安全的重要性不言而喻。针对车站候车区、配送大厅、售票处、固定餐饮及商品零售网点等人员聚集的公共区域,安装智能物联网采集终端和用户信息传输装置,通过有线或无线通信传输至铁路智慧消防平台,实现火灾隐患的实时监测和判断。并配合火灾自动报警、自动喷水灭火、排烟、防火门等消防系统及非消防电梯、空调等电气设备确保预警及时、消防配合、应急准备有序引导。对于地下车站业主来说,需要加强对出入口、安全通道、消防专用通道、站台、配电室等区域的监控,并结合视频和图像识别技术,确保道路畅通,及时发现消防隐患并给予预警。一方面,它加强和深化了防患于未然的能力;另一方面,在发生火灾时能够及时采取措施,尽可能在消防创造良好的救援环境。智慧消防平台具有对消防设施和非消防、以及消防和消防消防部队的物资和人员的在岗状态进行检查、记录和验证的功能,可以一目了然地实时掌握和分发信息,并将相关信息整合到平台大数据中,实现物联网全方位大数据管理。用户可通过智能手机APP或PC终端接收各类消防及机电设备报警信息,实时查看相关数据,使用方便、可靠、稳定。该平台还开放数据接口,与铁路警察和火灾报警119等第三方系统对接。一方面利用平台的特色大数据平台进行数据分析,利用3D可视化技术将原始数据与原始场景关联起来进行可视化展示。另一方面,它可以实时链接外部资源和力量,确保消防安全,提高管理效率。

1.2电气设备房

铁路电气设备房主要针对通信机房、信号机房及操作室、信息设备室、调度中心(所)、车辆安全防范及预警系统室、变电站、配电变电站、牵引变电站、变电所、自耦变压器变电站、开关站及设备室、消防控制室等。在各级铁路中,消防应强调对各种电气设备的监测和预警。这样的地方通常有消防设施用的气体灭火系统,火灾自动报警系统还有灭火器。传统的消防设备只能保证站点内部独立系统的完整性,无法实现与上级监管部门的点对点直接通信。如果物联网的消防设备直接接入互联网,消防设备的实时运行状态将传输到智慧消防,的统一管理平台,对极早期空气热释光离子监测发现的隐患将及时处理。比如灭火器3360从出厂时间到失效日期一目了然,维保信息,维修记录等。报警设备报警和故障条件;气体灭火装置的压力是否正常,大大提高了监管和工作效率,可以一次性了解任何消防设备的完整信息。

1.3车间(仓库)

铁路系统厂内仓库设置的消防系统,利用RFID、早期烟雾传感器、大数据、低功耗网络等物联网技术,可以动态有效地对消防地区设备物资的标识和仓库环境的大空间进行监管。如重要物资的查询定位和一键式盘点、危险化学品储存环境实时监管、消防,隐患分析判断预警、消防设施,应急启动等。

1.4铁路隧道

铁路隧道距离长,环境差,空间窄,能见度差。一旦发生火灾,人员避难救援困难,恢复整治时间长,间接损失大,维护监管不便,这也意味着铁路隧道的消防设施安全性能要求越来越高。根据目前消防铁路隧道的设计,在隧道防火设计的基础上,如结构防火、防坍塌和材料燃烧性能降低、气体物理检查和通风、应急照明、电源监控,信号、通信、防火门和消防插头和自动灭火装置、水幕防火和分隔设施、高压细水雾灭火系统、火灾自动报警系统和消防,的防护设备、消防软管、消防水枪和灭火器(包括超细干粉自动灭火装置和移动式灭火设施)等。规划和建立分离、救援、疏散和避难的应急系统。一方面,加强对消防和非消防的电气设备设施联网监控;另一方面,结合NFC/RFID等物联网技术,确保设备维护检查到位,实时感知设备工作状态。目前,物联网技术在消防主要体现在远程监控系统中。监管中心可以实时采集联网建筑中前端传感设备(如烟雾探测器、温度探测器)的报警信息和运行状态信息,一次性发现损坏设备。包括地理位置、消防设施分布信息、消防安装信息参数、告警和故障点信息等。从而实现互联铁路隧道消防安全状态的多方分析。

感知和监控,及早发现隐患。

2、智慧消防物联网在铁路工程中的应用难点

经过研究探索,智慧消防物联网在铁路工程中的实施还存在一些困难。

2.1施工人口密度高,空间和时间有限

智慧消防物联网涉及传统消防设施,的转型升级,在应用r

流密集度高、施工空间 受限、施工时间受限、施工影响范围大、水电条件受阻等困难。

2.2 电气火灾防控要求高

电气火灾对铁路工程的影响与危害巨大,一方面需加强对电气火灾的预防,另一方面需探索有效、安全的电气火灾灭火技术。

2.3 地下车站及长隧道排烟防控难

地下车站及隧道等一旦发生火灾,具有烟雾大且不易散出、能见度低、疏散困难、结构特殊部分消防设施难以使 用等特点,做好排烟防控、有效疏散能够降低人员伤亡。

2.4 网络覆盖与稳定性不足

尤其是铁路四电和隧道比较常见,如电磁干扰、建筑物屏蔽以及偏远地区因基站设置不到位没有网络信号,导致物联网设备无法正常使用。

3、针对难点的解决方案探析

3.1 新型物联网无线组网解决方案

智慧消防物联网在应用中可采用新型无线组网方式,利用LORA自组网、NB-IoT单点部署、蓝牙/NFC/RFID短距离通信等各种技术融合互补,降低施工难度、稳定网络覆盖。在部署点位密集、人流密集场所、运营商基站覆盖不足的区域等择优选择施工条件较好、中心区

域安装LORA网关,可无线连接覆盖周边2km范围内上千个左右使用LORA技术的传感器、采集器等前端物联设备节点。LORA技术为低功耗无线远距离局域网,不受运营商基站信号覆盖影响,并且无流量使用费等成本。对于部署点位较为分散独立旦有运营商网络覆盖的,可选择运营商NBJoT新型物联网通信技术,具有独立性强、信号穿透好、功耗低等优点。而涉及消防巡检、消防物资监管等消防维保及消防值班监控等方面时,则可使用蓝牙/NFC/RFID等短距离通信技术,具有定位准、交互快、效率高等符合工作监管要求的优势。

3.2 智能传感器技术

智慧消防物联网可采用多种智能传感器及检测装置,除应用较为广泛的温度、湿度环境监测,压力、液位消防水系统监测,压差、开关量等排烟与防火分隔系统监测之外,针对电气火灾防控,可通过加装剩余电流探测器、线缆测温探测器、灭弧式短路保护装置、可燃气

体探测器等,实现有效防控。

3.3 图形可视化技术

智慧消防物联网可整合BIM建模、3D可视化、视频监控、图像识别等技术,更加直观的定位、呈现消防设施的工作与报警状态,以及现场建筑结构、设施分布、现场人员、火灾情况等。发生火灾等事故时可以在铁路工程较为庞大、复杂的建筑结构和空间中尽快定位事故位置,了解位置所在周边环境和当前人流分布情况,掌握就近消防设施部署及实际工作状态,查看各疏散通道是否安全通畅,并可以调阅事故发生前后的现场视频监控画面,更加科学地对现场事故进行判断分析,以便做出合理的应急处置。同时通过对现场的场景模拟、消防系统组态结构分析,旅客、值班客服等非消防专业人士也容易进行简易消防设施操作、当前定位及逃生路线规划,有利于初期火灾扑灭及发生火灾事故后的人员疏散逃生。

3.4 安全隐患预测与评估

智慧消防物联网运用消防安全工程学的原理与方法,以火灾科学的基础原理和火灾风险评估的理论知识为基础,建立火灾风险评估指标体系,在防火防烟能力、疏散能力、灭火救援能力、消防设施工况、消防安全管理等维度下,对铁路工程中的消防安全情况做出定性和定量评价。另外,智慧消防物联网重视消防巡检、维修、保养等工作的开展,要求过程中发现的各类消防安全隐患、故障、事故等及时上报并逬行整改,纳入整体消防安全评估体系。同时结合历史数据进行整体分析研判,分别预测风险多发的时间段、设备、行为等,便于针对性制定策略进行整改调整优化,预防为主、防消结合。

4、安科瑞智慧消防平台介绍

4.1 平台结构

4.2平台主要功能介绍

4.2.1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。

4.2.2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。

4.2.3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。

4.2.4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。

4.2.5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。

4.3 推荐配置

4.3.1 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)

4.3.2 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

4.4 产品介绍

电气火灾监控探测器

5、结语

对于旅客车站、电气设备房屋、厂房(仓库)及铁路隧道的消防要求各有不同,但目的都是为了建造安全、稳定、智能的消防管理平台,及时发现消防隐患并预警。在实际应用中存在人流密集度高,施工空间及时间受限等问题,可通过新型物联网无线组网、智能传感器技术、图形可视化技术及安全隐患预测与评估的方案来解决。

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