核电厂智慧消防构建思路及研究展望--中国期刊网

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核电厂智慧消防构建思路及研究展望

发表时间：2020/1/8 来源：《建筑学研究前沿》2019年20期作者：鲁磊1 狄振功2 李原原3

[导读] 构建核电厂智慧消防大数据库，对核电厂智慧消防后续建设发展提出针对性建议。

1.海南核电有限公司海南昌江 572700；
2.中核工程咨询有限公司北京 100000；
3.中核辽宁核电有限公司辽宁葫芦岛 125100
        摘要：分析核电消防管理现状及问题，提出从火灾危害性实时动态分析、应急指挥及辅助决策、物资管理及战勤保障、消防系统动态预警、消防工作实践管理等平台建设入手，构建核电厂智慧消防大数据库，对核电厂智慧消防后续建设发展提出针对性建议。
        关键词：核电厂；智慧消防；消防管理；数据平台


1 引言
        对于核电厂而言，其消防管理不仅涉及电厂的经济运行，更是核安全管理的重要内容，核电发展的历史经验表明，核电厂火灾与核事故在一定条件下，特别是在严重事故条件下，可能相互派生或转化。由此可见，核电厂消防管理对核电机组的安全稳定运行是非常重要。
        随着新材料、新技术的应用和核电技术的发展，加之火灾本身的复杂性和随机性，也随之衍生出很多新的消防管理问题，而现行核电厂消防管理体系无法很好的解决新问题所带来的管理风险。在这种形势下，核电厂要想快速提高整体消防管理水平，唯有通过“物联网技术+模型构建分析”技术应用，建设智能化消防平台的方式实现。
        2 核电厂智慧消防建设需求分析
        现阶段，国内外核电厂消防管理不断改进发展，综合管理水平也在不断提升。但核电厂消防主体管理方式仍以“纸质化办公、经验积累式”的传统方式为主，仍停留在分散静态式管理阶段，并没有在理念转变、层次提升等方面发生根本转变；急需向数据立体化、科学化、动态化、直观化的方向发展。
        基于核电企业设备设施的复杂性，引发火灾的潜在因素越来越多，造成的后果和影响也越来越严重，那么，加强对核电厂消防安全运行状况全时段全天候的动态监控就显得非常必要，再加上国内每个核电厂配备的专职消防管理人员捉襟见肘，显然无法应对这种新的管理需求。另外，国内核电厂当前既要面临厂房复杂、消防技术更新慢以及设备陈旧等问题，又面临新材料、新技术、新产品等衍生出来的新问题，消防管理和消防应急救援的难度日益增大。消防监督管理作为消防管理的重要部分，不断向复杂化、现场化和痕迹化转变，对数据衔接共享、执法记录留存等方面的需求不断增强，这就需要我们通过运用信息化消防管理方式提高监督规范化水平。
        基于核电厂现有消防管理体系运转现状，要想快速提高整体消防管理水平，唯有通过“智能化、数据化、多种媒介交互”的方式实现。此外，国家发布近年来也不断提出加强智慧消防建设的思路和指导精神，运用信息技术手段破解各类消防难题的导向也日益凸显。
        3 核电厂智慧消防构建思路
        核电厂智慧消防体系建设（图1），以“基础数据库”（核电厂消防各项基础数据）为数据资源、融入“应用支撑平台”（数据分析计算和处理中心），以提供“专业应用层”（各项消防应用场景的系统应用中心）进行场景应用。

        图1 核电厂智慧消防管理平台
        3.1构建火灾危害性实时动态分析平台
        火灾是核电厂安全管理所面临的重要挑战之一，核电厂防火一直都是核电厂必须考虑的关键性安全问题，对核电厂火灾进行系统全面的评价已成为核电厂安全分析中的重要部分。
        以《核动力厂设计安全规定》、《核电厂防火》、《核动力厂运行防火安全》、《核电厂防火准则》等规范导则为基准原则，运用《火灾危害性分析报告》、《消防专篇》、《机组内部火灾概率安全分析报告》等基础成果，依托核电厂内部火灾概率安全分析模型、核电厂常用可燃物特征及热值数据库，嵌入物联网平台技术。结合核电厂防火特点，分别以房间、安全防火区、厂房、机组为基本单位，构建火灾危害性实时动态分析平台，作为核电厂火灾防控水平的评价分析大数据库，进行实时动态精细定量化风险评估。
        3.2建设应急指挥及辅助决策平台
        依托核电厂消防力量及部署数据库、消防战例分析数据库、消防行动预案数据库和后端计算处理平台等建立核电厂应急指挥及辅助决策平台。
        平台系统将前期采集的核电厂遥感数据、实景数据、厂房三维地理数据、水源、取水点等消防地理信息集成到平台后端。同时，将核电现场消防人防和技防等力量及部署情况、消防行动预案三维动态模拟呈现、火场基础信息（路况信息、进攻路线、起火部位、风险因素、起火点周围风险警示等）、核电厂一级至四级消防响应流程等进行融合集成，结合现场实时采集的信息，通过计算处理平台快速决策计算，并以三维动态模拟的方式，形成最佳处置方案，指导前场干预队伍进行针对性处置。
        通过应急指挥及辅助决策平台的建设和运用，对于突发的消防事故具有科学的应急指挥辅助依据，有效提高消防应急处置决策能力。
        3.3组建物资管理及战勤保障系统
        物资系统主要针对两方面的内容，一方面包括消防车辆、各类消防装备及应急抢险救援辅助设备，另一方面包括固定式消防设施和移动式消防设施。
        针对核电厂消防物资“量大类多”的特点，运用物联网技术，实现对消防物资的精细化动态管理，给上述两大类消防物质安装电子标签，运用手持移动终端开展日常检查。并通过大数据技术对消防物资的采购、维护、合理调配提供信息支撑，动态掌握消防物质的情况。另外，还要与应急指挥及辅助决策平台建立接口，将物资管理及战勤保障系统的信息共享给应急指挥及辅助决策平台，做到快速响应、快速送达、快速处置。
        通过物资管理及战勤保障系统的建设和应用，实现对消防物资的科学有序的管理，为指挥调度工作的顺利开展提供有力的依据，有助于灭火救援的高效进行。
        3.4构建消防系统动态预警系统
        该系统以火灾探测报警系统、消防联动控制系统、固定式水灭火系统、气体灭火系统以及氢气探测报警系统等基础消防系统为支撑，结合“互联网+”技术，实现对各厂房消防系统运行状况的实时监控。
        一方面，要利用视频监控与火灾报警系统进行联动联网，这样就能够对工作人员的违规违法行为进行智能化、实时化、动态化的监管。另一方面，要将传感器终端安装在重要的设施部位，充分发挥互联网技术，严格、实时地监测消防设施设备的运行状况，在此基础上就可以达到全面掌握火灾防控关键对象以及薄弱环节的目的。
        3.5集成消防工作实践管理平台
        结合火灾危害性实时动态分析平台的分析计算成果，以消防工作实践的主要内容集成消防工作实践管理平台，管理平台将重点放在核电厂存量物料数据收集及管理、新增火灾载荷风险评价、新增物料存放管控等基础业务。
        管理平台的实践应用成果是核电厂智慧消防总平台的各子系统集成分析、版块间逻辑关联共享的结果，以科学分析为依托，摆脱经验式管理、粗放式管理，将消防管理工作系统化、集成化、数据化、直观化。
        此平台作为消防证件管控、消防系统隔离、防火屏障完整性控制、可燃物料管控、消防监督检查活动以及消防风险薄弱环节补偿等消防基础业务的管理平台和电子入口。
        4 核电厂智慧消防研究建议与展望
        目前，物联网、移动互联网、云计算、大数据等核心技术正在与消防业务相结合，信息化和智能化技术在消防安全管理、灭火救援现场处置和消防装备物资监管等方面的广泛应用，加速了信息化与消防业务工作的深度融合。尤其是相对封闭的核电行业，智慧消防的引入和应用，对于消防管理水平的提升大有裨益，促进了消防管理观念的转变。但是，我们应理性客观看待智慧消防技术，其涉及的技术广泛，综合性强，具有一定的复杂性，仍然存在很多薄弱之处，需要进一步加强：
        （1）消防智能化人才的需求短缺。消防智能化的发展，无疑对从业人员的综合素质提出了更高要求，在加强消防软硬件建设的同时，必须加大人才的培养和储备。
        （2）智慧消防顶层设计模糊，针对性尚待加强。智慧消防建设尚未建立成熟完善的理论支撑，很多模型的构建和风险评判原则缺少实践检验，很多做法都是从其他领域借鉴而来。后续，分析形成符合消防本身的智能化发展理论，将有助于减少智慧建设的盲目性。
        （3）核心技术研发尚未成型。现实技术与智慧消防需求之间仍存在大量空白，需通过标准化，相关技术的研究推动其发展与应用，另外在物联网技术的标准化应用和数据梳理系统的开发应用等方面还应投入更多的研究。
        5 结束语
        智慧消防技术的应用可使核电厂消防管理迈向精细化和一体化，为核电消防基础性研究以及核电厂安全分析工作积累大量有价值的数据。新时期，我国核电消防管理必然会面临诸多新挑战，智慧消防的建设发展，必将推动核电厂消防监管向消防安全治理转变、向主动式消防转变。
        参考文献
        [1]傅永财.探索大数据思维下的智慧消防[J].消防科学与技术，2016.
        [2]Casey Grant，et al.NIST Special Publication 1191：Re?search Roadmap for Smart Fire Fighting Summary Report[R]National Institute of Standards and Technology，2015.
        [3]段彬.基于物联网技术设计智慧型消防装备管理系统[J].电子技术与软件工程，2014.