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張星
摘要:伴隨著高速公路建設(shè)的不斷發(fā)展，公路隧道的建設(shè)也日益增多，對(duì)隧道的消防安全管理也日益重要。為了進(jìn)一步加強(qiáng)隧道消防安全管理，紫惠高速公路隧道采用“智能化交通”與“智能化”相結(jié)合的智慧消防巡檢系統(tǒng)，該系統(tǒng)運(yùn)行后，可對(duì)隧道內(nèi)的消防設(shè)施進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，自動(dòng)巡檢并在發(fā)現(xiàn)異常故障后及時(shí)報(bào)警。該方法可提高隧道消防設(shè)施的人工巡視效率，有效地保證了隧道消防設(shè)施的可用性。它對(duì)于隧道火災(zāi)事故的及時(shí)處理，保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全具有重要作用。
關(guān)鍵詞:智慧消防;巡檢;隧道
1公路隧道安全運(yùn)營(yíng)環(huán)境
高速公路隧道一般呈扁平形、大斷面、多為雙孔狀設(shè)計(jì)，與普通路面相比，橋梁結(jié)構(gòu)、隧道結(jié)構(gòu)較為封閉、空間狹窄、隧道內(nèi)部明亮、通風(fēng)、氣候惡劣等特點(diǎn)。所以，通車的隧道一旦發(fā)生火災(zāi)，就會(huì)造成交通阻塞，隧道內(nèi)人員、車輛面臨疏散困難，不宜及時(shí)采取救援措施；伴隨著火災(zāi)事故的持續(xù)，隧道內(nèi)燃燒，產(chǎn)生高溫或爆炸現(xiàn)象，現(xiàn)場(chǎng)人員容易缺氧，像毒物或者物體碰撞這樣的惡性事件。所以，在火災(zāi)發(fā)生的初期，隧道內(nèi)的消防設(shè)施能夠及時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，并及時(shí)采用消防栓、滅火器等設(shè)備將火災(zāi)消滅在萌芽階段，從而快速有效地控制和消除火災(zāi)事故，從而快速有效地控制火災(zāi)事故。
2隧道消防安全運(yùn)營(yíng)管理現(xiàn)狀
近幾年來，盡管高速公路隧道安全運(yùn)營(yíng)管理不斷得到重視，但在實(shí)際工作中仍然存在一些失控漏管的情況。而隧道消防設(shè)施建設(shè)完畢并投入使用后，日常的維修管理工作往往容易被忽略或忽略，這樣易造成隧道內(nèi)的消防設(shè)施如滅火器失靈、消防管道失壓，沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)并修復(fù)消防栓閥門銹蝕和水龍滲漏等問題；第二，高速隧道普遍地處偏僻，車輛流量大，而且有些隧道里的里程長(zhǎng)，有些養(yǎng)護(hù)人員在巡視工作中也有可能進(jìn)行隨機(jī)抽查，走過場(chǎng)式巡檢；又因養(yǎng)護(hù)單位安排的維修或操作者技術(shù)水平及經(jīng)驗(yàn)不足，無法勝任現(xiàn)場(chǎng)巡視和故障處理，導(dǎo)致巡檢無法達(dá)到預(yù)定的目的。由此，管理中存在的缺陷因素，對(duì)隧道消防設(shè)備維修管理提出了更高的要求和挑戰(zhàn)。
3隧道消防安全的建設(shè)
從隧道消防安全特點(diǎn)及管理現(xiàn)狀來看，紫惠高速公路隧道嚴(yán)格按照國(guó)家安全標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行防火設(shè)計(jì)，不僅注重隧道結(jié)構(gòu)安全，而且還增加了保障措施。若為提高隧道內(nèi)建筑物自身的耐火性能，隧道墻及附屬建筑物增設(shè)耐熱涂料，以提高耐熱能力；同時(shí)，隧道內(nèi)裝飾材料在高溫下不會(huì)有有毒氣體釋放，以免給滯留人員帶來危險(xiǎn)。除了采用傳統(tǒng)的水滅火系統(tǒng)、干粉滅火器、水成膜滅火器等設(shè)備外，還進(jìn)行了隧道消防設(shè)施建設(shè)，配有火警報(bào)警、環(huán)境檢測(cè)儀、強(qiáng)排型風(fēng)機(jī)、緊急疏散指示標(biāo)志等輔助設(shè)備，以保證發(fā)生火災(zāi)時(shí)，迅速、迅速地?fù)錅缁馂?zāi)。
此外，紫惠高速公路建設(shè)前期又根據(jù)實(shí)際情況及標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行了深層次設(shè)計(jì)，以傳統(tǒng)的消防體系建設(shè)為基礎(chǔ)，采用現(xiàn)代物聯(lián)感知設(shè)備、無線網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備和智能分析管理平臺(tái)等集成的智慧消防巡檢系統(tǒng)，并且在1。5公里長(zhǎng)的單洞中試行安裝并投入使用，提高了隧道消防設(shè)施監(jiān)測(cè)管理水平。
4智慧消防巡檢系統(tǒng)的架構(gòu)
為了進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)消防設(shè)施的管理，減少人工巡檢的頻率和工作量，紫惠高速隧道內(nèi)采用智能化的消防巡檢系統(tǒng)，開發(fā)出低功耗智能傳感器技術(shù)，LoRa容錯(cuò)無線傳輸技術(shù)；智能操作平臺(tái)技術(shù)改造方案，利用物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控模塊、網(wǎng)關(guān)、無線傳輸?shù)确绞?，在不改變?cè)到y(tǒng)的前提下，采用軟、硬件相結(jié)合的方法，收集了隧道中的消火栓、滅火器、消防管道、水泵房、高水槽液位等狀況資料。集成，實(shí)現(xiàn)對(duì)隧道消防設(shè)備的自動(dòng)巡視功能。
4.1智能感知設(shè)備
智能感知設(shè)備是智能消防檢查系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)備。為了可靠有效地收集消防設(shè)施的狀態(tài)數(shù)據(jù)，在隧道原有的基礎(chǔ)上增加消防水管的智能壓力傳感器、滅火器箱的智能傳感器（包括滅火器壓力、水膜泡沫液位和門禁）、泵房的水浸式傳感器等。其中，Lora智能水壓傳感器安裝在隧道消防管的開端、末端和中間位置靠近水閥，用于監(jiān)測(cè)管道水壓；Lora智能滅火器箱傳感器安裝在消火栓箱和滅火器箱門上，檢測(cè)其開閉狀態(tài)和部分滅火器失壓報(bào)警。
試點(diǎn)檢測(cè)信號(hào)，打開或損壞箱門時(shí)上傳報(bào)警信號(hào)；智能浸水傳感器安裝在隧道泵房?jī)?nèi)，檢測(cè)是否有漏水或浸水。主要設(shè)備參數(shù)選型見圖1。
圖1主要設(shè)備參數(shù)選型表
4.2傳輸設(shè)備
由于需要收集的設(shè)備數(shù)量大，為了降低成本，有利于施工，傳輸設(shè)備選擇數(shù)據(jù)訪問能力強(qiáng)的智能物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，允許訪問各種第三方物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，如消防主機(jī)、電氣火災(zāi)控制器、消火栓、獨(dú)立煙霧等。Lora網(wǎng)關(guān)可以并行接收，處理多個(gè)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，擴(kuò)大系統(tǒng)容量，功耗低，抗干擾能力強(qiáng)，通信距離長(zhǎng)。智能感知設(shè)備收集的數(shù)據(jù)通過Lora網(wǎng)關(guān)傳輸設(shè)備收集的集中控制器傳輸，可以在不影響原隧道設(shè)備通信系統(tǒng)的情況下，可靠有效地傳輸數(shù)據(jù)。
4.3智能分析平臺(tái)。
智能檢測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、分析處理、數(shù)據(jù)生成和應(yīng)用都是通過智能分析平臺(tái)完成的。在管理客戶端的智能分析平臺(tái)軟件界面上，可以顯示消防栓、滅火器箱、風(fēng)扇、卷簾門等設(shè)備的狀態(tài)信息，通過設(shè)備的顏色狀態(tài)直觀判斷設(shè)備的狀態(tài)。報(bào)警信息可以通過APP軟件、微信、短信推送給相應(yīng)的管理人員，實(shí)現(xiàn)隧道消防設(shè)備的實(shí)時(shí)健康監(jiān)測(cè)。
4.4數(shù)據(jù)應(yīng)用。
智能消防檢查系統(tǒng)可以根據(jù)設(shè)備的重要性設(shè)置定期智能檢查的時(shí)間和頻率，制定相應(yīng)的檢查策略，實(shí)時(shí)有效地監(jiān)控前端設(shè)備的狀態(tài)。如果系統(tǒng)檢測(cè)到前端消防栓水壓超過限壓值、滅火器箱門開關(guān)狀態(tài)、消防水管壓力損失、泵房漏水、卷簾門在線狀態(tài)等異常報(bào)警信息，及時(shí)在監(jiān)控客戶端報(bào)警提示，并通過APP軟件、微信和短信將信息推送給主要管理員進(jìn)行相應(yīng)處理。同時(shí)，通過對(duì)系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù)和歷史故障信息的記錄進(jìn)行分析，為設(shè)備采購(gòu)、故障識(shí)別和修復(fù)處理措施提供科學(xué)依據(jù)。
5系統(tǒng)應(yīng)用效果
自2021年1月智能消防檢查系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)整投入使用以來，通過不斷優(yōu)化和完善系統(tǒng)功能，逐步實(shí)現(xiàn)了用戶對(duì)系統(tǒng)的需求期望，在一定程度上減少了人工檢查的工作量，降低了檢查帶來的隱患，提高了隧道的安全管理水平。
5.1實(shí)時(shí)監(jiān)控管理。
智能消防檢查系統(tǒng)是基于傳統(tǒng)消防系統(tǒng)的升級(jí)改造，對(duì)原有設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)影響不大。而且前端使用的感知設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備基本都是目前市場(chǎng)上的主流設(shè)備，設(shè)備成本低，安裝簡(jiǎn)單，應(yīng)用推廣難度低。系統(tǒng)投入運(yùn)行后，管理人員可以隨時(shí)通過可連接互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)客戶端登錄相應(yīng)的網(wǎng)站，遠(yuǎn)程在線查看當(dāng)前隧道消防設(shè)備，提供更科學(xué)的管理和便利。
通過近6個(gè)月的系統(tǒng)運(yùn)行，檢查統(tǒng)計(jì)平臺(tái)報(bào)警記錄112條，其中消防栓水壓報(bào)警記錄27條，高水池液位報(bào)警記錄12條，滅火器箱報(bào)警記錄25條，火災(zāi)報(bào)警記錄36條，卷簾門報(bào)警記錄12條。根據(jù)報(bào)警提示和現(xiàn)場(chǎng)檢查，故障報(bào)告正確率達(dá)到98.5%，符合規(guī)定指標(biāo)要求。當(dāng)然，對(duì)于系統(tǒng)運(yùn)行過程中的誤報(bào)，通過不斷改進(jìn)和優(yōu)化，監(jiān)控的準(zhǔn)確性大大實(shí)施，為智能消防設(shè)施的管理和維護(hù)提供了更科學(xué)的依據(jù)。
5.2智能巡檢。
與人工檢查相比，智能消防系統(tǒng)的應(yīng)用更加方便，檢查效率更高。例如，對(duì)于消防管道的檢查，傳統(tǒng)的管理措施是通過人工檢查或逐段發(fā)現(xiàn)來發(fā)現(xiàn)和確定故障點(diǎn)。在消防管道距離長(zhǎng)、消火栓數(shù)量多的情況下，人工檢查相對(duì)落后，檢查效率低。通過智能消防檢查系統(tǒng)，可以監(jiān)控管道的水壓或流量變化。當(dāng)超出一定范圍時(shí)，平臺(tái)可以根據(jù)相應(yīng)的漏水位置自動(dòng)監(jiān)控并快速發(fā)出報(bào)警提示。監(jiān)控人員知道并處理時(shí)間，大大節(jié)省了人工發(fā)現(xiàn)和確定故障的成本。
在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，通過自動(dòng)檢查發(fā)現(xiàn)隧道高水池液位異常，并向管理平臺(tái)報(bào)警。監(jiān)控人員及時(shí)發(fā)出故障通知，機(jī)電維護(hù)人員根據(jù)故障點(diǎn)進(jìn)行有針對(duì)性的調(diào)查和維護(hù)，發(fā)現(xiàn)泵故障無法抽水，搶修更換后解決了隱患。
5.3降低人員安全風(fēng)險(xiǎn)。
傳統(tǒng)的人工檢查往往是在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行的。由于隧道內(nèi)車輛行駛速度快、隧道內(nèi)光線環(huán)境差、維護(hù)空間小等因素，維修人員在現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)前應(yīng)按照相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行圍堵。但由于高速公路施工安全圍欄往往耗時(shí)長(zhǎng)，人員在放置交通安全設(shè)施時(shí)面臨較高的隱患。系統(tǒng)投入使用后，監(jiān)控人員可以實(shí)時(shí)監(jiān)控隧道消防設(shè)施的現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)故障或異常事件后可以快速有針對(duì)性地處理，降低了隧道檢查的頻率，降低了維護(hù)人員暴露在隧道現(xiàn)場(chǎng)的概率，大大保障了人員的生命安全。
智能消防檢查系統(tǒng)的實(shí)施在一定程度上改善了紫輝高速公路對(duì)隧道消防設(shè)施的管理，但該系統(tǒng)仍有優(yōu)化和改進(jìn)的空間。例如，系統(tǒng)可以根據(jù)日常運(yùn)行安全管理的需要，制定隧道安全應(yīng)急管理的方案和策略。隧道發(fā)生火災(zāi)事故時(shí)，系統(tǒng)不僅可以及時(shí)報(bào)警提示，還可以根據(jù)事故類型和預(yù)先確定的策略自動(dòng)進(jìn)行應(yīng)急處以快速聯(lián)動(dòng)交通誘導(dǎo)、信息發(fā)布、消防等措施，更好地服務(wù)于運(yùn)行安全管理。
6安科瑞智慧消防平臺(tái)介紹
6.1平臺(tái)結(jié)構(gòu)
6.2平臺(tái)主要功能介紹
6.2.1首頁(yè)
用戶登錄成功之后進(jìn)入首頁(yè)，如圖所示。主要展示的內(nèi)容有：項(xiàng)目概況、設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備分類、設(shè)備報(bào)警信息、報(bào)警分類、報(bào)警統(tǒng)計(jì)、設(shè)備臺(tái)賬信息等。其中百度地圖可以選配成BIM建筑模型，任何傳感器報(bào)警時(shí)可以在BIM模型中預(yù)警顯示。
6.2.2消防子系統(tǒng)
智慧消防管理云平臺(tái)包含了智慧用電子系統(tǒng)、防排煙子系統(tǒng)、消防水子系統(tǒng)、消防設(shè)備電源子系統(tǒng)、防火門子系統(tǒng)、消防設(shè)備管理子系統(tǒng)和視頻監(jiān)控子系統(tǒng)等。智慧用電子系統(tǒng)可以接入電氣火災(zāi)、孤航電弧、電氣火災(zāi)主機(jī)、滅弧式保護(hù)器探測(cè)器和無線測(cè)溫探測(cè)器等。點(diǎn)擊智慧用電子系統(tǒng)進(jìn)入智慧用電監(jiān)控頁(yè)面，點(diǎn)擊菜單顯示整個(gè)項(xiàng)目的基礎(chǔ)信息和該項(xiàng)目下的所有探測(cè)器的信息，點(diǎn)擊末級(jí)節(jié)點(diǎn)顯示具體探測(cè)器的監(jiān)控頁(yè)面。
消防水子系統(tǒng)可以接入消防栓、消防水壓、水位傳感器等，用于實(shí)時(shí)的監(jiān)控消防水管網(wǎng)的壓力、液位、是否漏水，以及開蓋等事件，當(dāng)消防水壓不夠，管網(wǎng)漏水時(shí)，系統(tǒng)也能實(shí)時(shí)地發(fā)出警報(bào)，能讓相關(guān)人員及時(shí)維修維護(hù)，保障消防安全。
防排煙子系統(tǒng)通過高靈敏的無線煙感報(bào)警裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)煙霧、有害氣體、及氣體滅火信息等數(shù)據(jù)采集，實(shí)時(shí)秒級(jí)檢測(cè)煙霧，一且發(fā)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)劇超過風(fēng)險(xiǎn)閾值，APP、短信報(bào)警、電話報(bào)警統(tǒng)統(tǒng)上陣，通過設(shè)備的標(biāo)簽、地理位置定位，快速通知業(yè)主、物業(yè)消防單位是哪個(gè)位置的火災(zāi)隱情。
消防設(shè)備電源子系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控消防系統(tǒng)各個(gè)部件（如消防報(bào)警主機(jī)、樓層顯示器、水泵、噴淋泵、電梯等）的電源工作狀態(tài)，確保消防設(shè)備供電正常，并對(duì)各個(gè)部件電源產(chǎn)生的過壓、欠壓、過流、短路、斷路等故障報(bào)警提示?？砷L(zhǎng)期記錄電壓電流運(yùn)行參數(shù)，自動(dòng)對(duì)消防電源一段時(shí)間的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析，對(duì)可能產(chǎn)出問題的隱患進(jìn)行警示。
防火門子系統(tǒng)通過與門禁報(bào)警、視頻識(shí)別的關(guān)聯(lián)，實(shí)時(shí)監(jiān)控消防通道、安全出口、生命通道防火門的開閉及消防通道堆放物情況，實(shí)現(xiàn)緊急情況下的開閉控制等功能。確保防火門常閉、不上鎖狀態(tài)及保障火警救援是消防生命通道的暢通等，保障安全的生活、工作環(huán)境。
應(yīng)急照明與疏散指示子系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)應(yīng)急燈具的實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，可準(zhǔn)確的給出安全的疏散路徑指示，智能打開消防應(yīng)急指示燈的指示方向及應(yīng)急照明燈，幫助建筑內(nèi)的人群選擇逃生疏散路線，指引安全逃生方向。
視頻監(jiān)控子系統(tǒng)數(shù)據(jù)部門收到感應(yīng)端各子系統(tǒng)報(bào)警信息后，可調(diào)出報(bào)警位置關(guān)聯(lián)的監(jiān)控?cái)z像頭圖像，查看報(bào)警現(xiàn)場(chǎng)視頻輔助進(jìn)行火情確認(rèn)。實(shí)現(xiàn)火災(zāi)報(bào)警子系統(tǒng)、消防水子系統(tǒng)、電氣火災(zāi)子系統(tǒng)、防排煙子系統(tǒng)、消防設(shè)備電源子系統(tǒng)、防火門子系統(tǒng)和視頻監(jiān)控子系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了報(bào)警點(diǎn)和監(jiān)控點(diǎn)的聯(lián)動(dòng)。
消防設(shè)備管理子系統(tǒng)能夠?qū)⒚總€(gè)建筑、項(xiàng)目節(jié)點(diǎn)的所有消防設(shè)備和資產(chǎn)納入管理，對(duì)一些消防栓、滅火器、噴淋和消防大隊(duì)地址等著重標(biāo)注，日常的巡檢和維護(hù)都需要納入計(jì)劃，在緊急情況下，會(huì)聯(lián)動(dòng)GIS調(diào)度子系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)度。
6.2.3隱患管理
隱患管理功能包括了隱患查詢、隱患派發(fā)、隱患處理和隱患分析四個(gè)模塊?？梢圆榭吹卿浻脩粝碌乃许?xiàng)目的隱患信息，并進(jìn)行派發(fā)和處理操作，且對(duì)所有隱患進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
6.2.4能耗分析
能耗分析功能包括了能耗概況、能耗同比、能耗環(huán)比、能耗報(bào)表和能耗預(yù)測(cè)等五個(gè)模塊。可以查看登錄用戶下的所有項(xiàng)目的能耗統(tǒng)計(jì)、同環(huán)比和報(bào)表，且按日、周、月等維度進(jìn)行能耗預(yù)測(cè)分析。
6.2.5手機(jī)APP
APP支持Android、iOS操作系統(tǒng)，方便用戶查看電氣火災(zāi)、防排煙、消防水、消防設(shè)備電源、防火門、消防設(shè)備管理、視頻監(jiān)控、火災(zāi)報(bào)警等子系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、報(bào)警信息、能耗統(tǒng)計(jì)等。
6.3推薦配置
6.3.1平臺(tái)服務(wù)器：建議按照我方推薦配置購(gòu)買，或者客戶自己租用阿里云資源。
推薦硬件配置清單：（如申請(qǐng)阿里云可忽略）
6.3.2系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)推薦硬件配置清單：
注：以下配置為針對(duì)1個(gè)回路選型，其中剩余電流互感器應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)回路電流大
6.4產(chǎn)品介紹
電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器
ARCM300T-Z-2G/4G/NB可選配2G上傳、4G上傳、NB-IOT網(wǎng)絡(luò)上傳，單表流量說明：
上傳間隔一分鐘，小于30M/月；
上傳間隔二分鐘，小于15M/月；
上傳間隔五分鐘，小于10M/月
7結(jié)語(yǔ)
公路隧道消防安全管理是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，紫惠高速運(yùn)用科學(xué)的交通智能技術(shù)，軟、硬件一體化，利用智能消防管理平臺(tái)，對(duì)隧道消防設(shè)施狀況數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集與分析，該系統(tǒng)可在隧道內(nèi)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)巡視。該系統(tǒng)實(shí)施后，大大減輕了一線人員對(duì)隧道設(shè)施的人工巡視，減少了日常巡檢費(fèi)用和風(fēng)險(xiǎn)隱患，方便地實(shí)現(xiàn)了對(duì)隧道內(nèi)消防設(shè)施的監(jiān)控管理，對(duì)保障隧道運(yùn)營(yíng)安全和人民生命財(cái)產(chǎn)不受損失具有重要意義。
作者簡(jiǎn)介
張星.女.現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要從事智慧消防平臺(tái)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。手機(jī)：15021601437（同微信） QQ：3008021209? ?郵箱：3008021209?@qq.com
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審核編輯：鄢孟繁
工商網(wǎng)監(jiān)
評(píng)論