李一凡 张小平
西安工程大学 陕西省西安市 710048
摘要:随着我国城市建筑规模的发展不断扩大,各种类型设计独特、结构复杂、功能繁多的大型建筑物越来越多,同时部分各级社会事业单位"重效益、轻安全",消防人员管理和安全工作人员不依法依规履职的问题情况越发突出,消防安全管理面临更加严峻的社会挑战.因此,如何有效加强对各级社会事业单位建筑消防安全智能监管,及时发现排除各类建筑灭火消防设施安全故障,是各级消防管理部门一直急待研究解决的重大问题.本文主要介绍一种基于云和物联网的建筑消防安全管理智能控督监测及消防联动管理系统,从如何推动各级社会事业单位建筑消防安全管理主体单位责任有效落实、确保单位建筑灭火消防设施完好有效、提升建筑灭火应急救援管理效能等三大个方面环节入手全面实施加强各级社会事业单位建筑消防安全智能监督消防管理,减少各类火灾事故的频繁发生。
关键词：物联网 消防设备 管理系统 设计
正文:
物联网技术是现代互联网的技术延伸和创新拓展,是将各类新型信息传感器和设备与现代互联网技术结合而成所形成的一个巨大信息网络,可实现在任何一个时间、任何一个地点,人、机、物的实时互联互通。近年来,物联网信息技术在智能家居、智慧现代交通、智能现代农业、智能安防、平安智慧城市等多个领域开展应用广泛,取得了许多重要科研成果。基于现代物联网监控技术的消防设备安全监管监控系统已经广泛地应用于对电子消防设备、通信消防设施、实验消防设备、企业消防设备等各种类型的消防设备设施进行安全监管。通常应用情况下,物联网工业设备产品管理信息系统主要具有工业设备产品档案管理、设备产品使用信息管理、设备产品采购和销售库存信息管理、跟踪和设备定位、工作设备状态跟踪监视、查询设备历史记录以及实现智能化设备盘点等多项功能。针对消防监控终端移动监测监控设备日常安装人员数量大、部署范围广、安装现场环境复杂等特殊情况,如果完全没有依靠专业人力难以实现已完成部署监测设备的日常巡查、维护等安装工作,必然带来不小的成本负担且效率低下。为了解决以上问题,本系统采用物联网技术可实现远距离的设备数据收集、监控、故障排除、设备参数设置等一系列智能管理,降低运营成本,简化设备运维。
一、系统总体结构
基于云和物联网的现代消防系统通常可以分为网络应用管理层、通讯控制层和信息感知层及执行层3个组成部分,。应用管理层主要由移动监控数据中心和云计算机和移动智能手机等设备构成。监控报警计算机同时具有业务管理和运行控制的多种功能,可以通过实时统计显示系统各功能部分的日常运行管理情况,发现存在问题和排除故障,及时发出报警,并且同时具有报警信息实时输入、修改、查询和扫描打印多种功能;并且能够实时接收火灾探测器得到的各种火灾报警信息,经过各种逻辑数据分析和物理判断就能确定发生火灾,发出应急控制指令。智能手机用户能够实时自动接收家中的消防报警信息,一旦家中有重大火灾事故发生,立即拨打报警电话通知住房主人,并且自动直接拨打小区物业管理服务中心报警电话或119电话,请求紧急救援。通讯网络层主要指的是无线传输信息网络,采用有线和无线两种传输方式把信息应用处理层和信息感知层及执行层中的设备连接起来,并且还能够双向无线传递信息。有线电视网络传输可以直接采用普通超五类光纤双绞线或五类光纤,布线困难的特殊区域可以采用无线网络传输方式,降低了传输成本,易于日常维护。感知处理执行层通过使用智能燃气火灾报警探测器智能感知到浓烟、温度或产生火焰等各种火灾报警信息,经过初步感知处理后再发送至智能火灾感知报警处理控制器,进一步感知处理机构确认后可再发出报警指令给感知执行处理机构用并进行紧急灭火等火灾动作。并把流程相关数据信息上载后传至流程监控管理中心,进行数据分析、打印或数据存储等流程管理。
二、系统硬件配置
系统主要硬件由火灾监控控制主机、传输控制网络、火灾危险报警器和控制器、火灾危险探测器和任务执行器等机构部分组成。
2.1监控主机
监控系统主机设备采用PC视频服务器,主频2.4GHz,500Gb的固态硬盘,INTEL双核,带视频刻录机的DVD,带语音串口和视频并口,千兆网卡,联想19寸的液晶电视显示器。采用了windows7操作系统,人机对话操作界面简洁易懂,操作方便,监控管理主机除了实时处理消防报警信息外还主要负责实时处理安防、机电设备等的监控管理信息等。
2.2传输网络
有线网络传输的一部分可以借助于移动互联网通过光纤传输到手机桌面,达50 Mb带宽。GPRS无线网络数据信息传输管理系统由网络客户端应用软件、GPRS无线数据信息传输系统终端、GPRS无线网络和信息服务器和终端应用软件四个子部分共同组成,客户端应用软件主要通过GPRS232串口对网络GPRS无线数据信息传输系统终端网络进行数据收发处理控制,将终端采集到的数据发送到整个GPRS无线网络,再经过网络服务器端转换程序进入发送到整个internet无线网络,服务器和终端应用软件主要接收通过网络GPRS无线网络终端上传的采集数据,进行采集处理并直接存储到网络数据库;网络服务器和终端应用软件主要采用Web两种页面显示方式。
2.3火灾报警控制器
火灾应急报警自动控制器主要分为紧急区域火灾报警自动控制器、集中火灾报警自动控制器和应急控制管理中心火灾报警自动控制器3种。区域内的火灾灾害报警信号控制器的应急警戒设置范围应当为某一特定区域,设置在有人临时值班的营业房间或公共场所,区域内的火灾灾害报警信号控制器应当安装在墙上时,其底边距墙的地面离墙高度宜为1.3~1.5m,其底边靠近操作门轴的侧面位置距离离墙高度不应不得小于0.5m,正面靠近操作台的距离距墙不应不得小于1.2m。集中发生火灾消防报警部位控制器装置应能同时显示集中火灾消防报警发生部位控制信号和火灾控制系统信号,亦可同时进行消防联动报警控制;消防集中发生火灾消防报警部位控制器和报警显示盘必须设置在相应有部门专人负责值班的消防火灾控制实验室或消防值班室内。控制管理中心联合报警联动控制器同时连接一台各区集中消防火灾联合报警联动控制器、一台各区专用消防火警联动火灾控制系统设备和两台及以上两个区域消防火灾联合报警联动控制器;整个系统装置能集中实时显示各区火灾联动报警控制部位报告信号和消防联动火灾控制设备状态报警信号。本监控系统设计采用柜式方式火灾应急报警管理控制器系统组建防控联动型远程集中监控火灾应急报警管理系统,控制器设计采用微处理器为自动控制处理核心,配有数据存储器、实时报警时钟和刻度液晶数字显示等主要器件。回路电源传输连接采用一条双色波形双绞线。电源线连接采用双色多股波形软线。独立驱动接地回路电阻不不得大于4.0Q,联合驱动接地回路电阻不不得大于1.0n.远程控制器通过CAN总线直接联网其他远程控制器,实现远程数据共享和远程信息数据传递。
2.4火灾探测器和执行机构
火灾危险探测器系统能实时检测各种火灾危险信息并将其上载下传至网络火灾监测控制器,可以细分为感应排烟式、感温式、感光式、复合式和可燃气体式火灾探测器等多种类型。在探测火灾事故发生的不同时间阶段,需要不同探测类型的火灾探测器。本公司小区地下设备车库、楼梯间及其他楼前室和地下走道均全部选用的设备是美国海湾平台光电感温防烟感温火灾报警探测器;地下设备间全部选用的设备是美国海湾感温火灾探测,住宅的卧室客厅和厨房卧室全部采用的是海湾独立感温防烟火灾探测器,厨房客厅安装的是海湾点型可燃有害气体感烟探测器。执行启动机构配备有消防式水泵和自动喷淋式水泵等多种启动装置。一旦发生火灾情况得到现场确认,及时立即启动消防专用水泵,提供大量消防用水。
三、系统的软件流程
系统为双向通信,服务器自动下发通信指令,探测器自动上传有关探测器的信息。为了有效保证报警信息的定位正确性,它采用了有BBC三种校验码,并同时采用通信软件扰动容错报警技术,以大大减少了因扰动软件引起的定位误差和报警容错问题。监控系统主机的每个ID的编码数值为0,每个小型火灾灾害报警系统控制器都应分配一个数值大于0的主机ID码。主机与自动控制器必须采用国际标准的主机协议通信格式进行通信,所发的主机信息中必须含有主机目的地与控制器的协议ID的信号,具有相同协议ID的主机控制器才能够接收该机的信息并对其进行自动判断。当一个目的广播控制器的广播ID信号为0时,每个目的控制器都不需要进行接收,也可说就是接收广播中的信息。重复邮件发送的垃圾信息被自动过滤。火警危险探测器系统发送的故障火灾危险报警报告信息中还包含有时间火灾报警地址代码编号和报警时间,故障危险报警报告信息中包含有时间故障火灾地址代码编号和时间故障危险等级报警信息。
系统主要有两种报警响应处理方式:实时模式1是实时报警响应,接到相关报警响应信息后立刻将该报警信息自动转发给一个pc的主机;实时模式2是自动等待报警响应,接到相关报警响应信息后先在一个控制器的主机数据库中进行暂存,当一个控制器的主机接到来电时查询相关火警警报信息时才自动发送信息出去。
四、系统主要特点
4.1开放性
系统协议采用国际标准协议,可与多语种品牌化的火灾监测报警器和控制器进行通信。监控屏既能实时显示城市火灾事故报警发生区域、人员应急疏散和各个监控部分的安全运行管理情况,还需要能实时显示城市消防安全监督管理相关信息。
4.2先进性
系统内部采用标准物联网,结合开放式的大数据处理接口,标准协议软件可以进行扩展,容易实现升级,借助于云数据服务中心技术,防止出现网络信息传输中断。另外它还配置了超大容量外部数据存储器,断开公网网络情况下也不会导致丢失任何数据。
4.3性价比有
由于系统采用了现代物联网监控技术,提高了系统火灾状态监测和监控设备正常运行工作状态实时检测的高度实时性;并且系统内部采用了全集散式的控制管理方式,达到了火灾管理和设备控制的高度协调性;所以价格远远低于市场同类产品。
五、物联网消防系统的作用和意义
5.1提高了报警速度
监控消防中心通过智能物联网和智能传感器自动实时巡检所有消防设备,监视各个小消防区,接收器得到火灾报警提示信号后即刻自动发出报警指令,并对每个报警点准确进行定位,快速、准确地上报确定发生火灾,实施自动消防灭火。
5.2在线监管工作人员
物业部门工作人员可以通过上下班时间刷卡进行签到,将月末考勤人员信息进行存储,以备月末考勤查询。通过远程员工监控可以查看公司员工日常工作状态情况,还有您可以实时呼叫员工点名。维修工作人员对现场消防系统的定期维护保养和系统维护的定期完成运行情况都有反应及时输入监控系统中,生成系统维护工作报表。如果安全维护操作不到位或有安全遗漏,系统尽可能及时发现并自动发出安全警报。从而大大提高了城市消防系统的设备运行管理效率,完好率最高可预期达到98%.
5.3提高了系统的可靠性
基于现代物联网技术组建的智能消防系统除了及时准确预报发现重大火灾外,还同样具有自自动诊断的重要功能,哪个关键环节可能出现危险故障的自诊断系统都一样可以及时发现,立即发出报警,提示消防工作人员立即进行应急处理,特别针对是一些轻微危险故障的及时发现,及时进行排除,能避免严重危险故障的同时出现,防患于未然,保障系统可靠正常运行。
5.4促进消防工作网络化和社会化
基于中国物联网的城市消防系统,能够和各个城市的应急消防指挥中心进行联网,一旦城市发生严重消防火灾时就可以通过消防网络自动报警,及时通报获得紧急救助。另外还建议可以通过社会网络服务把城市消防系统的安全技术保障维护任务委托提供给相关专业社会组织进行承担,充分利用专业社会网络资源,诚轻政府负担,促进城市消防工作的专业社会化。
结束语:
文中介绍采用多种数据传输网络协议和有线、无线网络对多类消防信息监控系统终端传输设备数据进行远程组网,并对这些终端设备数据进行消防信息分析采集。通过eeweb应用程序自动进行设备相关维护操作,较好地系统实现了平台设备维护管理,保障了该设备的安全正常运行,提高了设备维护管理水平,实现了设备科学管控。利用先进物联网管理技术高效管理消防仪器终端设备与此相比较与传统采用人工智能管理不仅大大提高了消防设备资源利用率,更大大增强了消防仪器设备正常运行的技术可靠性、安全性。
参考文献：
[1]汪洋,敬晓岗,侯其立.基于物联网的消防设备管理系统设计[J].物联网技术,2019,9(11):39-40+44.
[2]张巍.物联网技术下消防装备智能管理系统应用[J].消防界(电子版),2019,5(20):29-30.
[3]李靖. 基于物联网的高层建筑数字化消防设备管理系统[P]. 安徽：CN107508872A,2017-12-22.
[4]陈伟,薛林,洪赢政,汪萍萍,李震,钟琳,常峰. 基于物联网的高层建筑数字化消防设备管理系统[P]. 上海：CN202093555U,2011-12-28.
[5]陈伟,薛林,洪赢政,汪萍萍,李震,钟琳,陈强,常峰. 基于物联网的高层建筑数字化消防设备管理系统[P]. 上海：CN102034154A,2011-04-27.