淺談大空間移動式智慧消防報警滅火系統(tǒng)設(shè)計分析

劉細鳳

安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定201801

摘要：文章主要針對高大空間建筑，分析了火災(zāi)發(fā)生初期如何實現(xiàn)快速報警與快速滅火。通過借助設(shè)置在建筑防火分區(qū)內(nèi)的火警探測器與軌道式、地面式及無人機智慧滅火機器人，能夠在火災(zāi)影響范圍不大的情況下，及時發(fā)現(xiàn)火災(zāi)著火點，并迅速撲滅，從而減少人員和財產(chǎn)損失。同時，在報警與滅火的過程中，智慧滅火機器人把相關(guān)數(shù)據(jù)資料和圖像監(jiān)視資料快速遠傳至消防控制室與城市管理，方便各指揮部門開展各項工作。

關(guān)鍵詞：智慧消防；滅火機器人；獨立滅火系統(tǒng)；穩(wěn)定信息回路；火災(zāi)快速報警

0引言

建筑物火災(zāi)每年給國家和人民造成了巨大的損失，如何有效防止火災(zāi)發(fā)生，或在發(fā)生火災(zāi)后的時間內(nèi)將火撲滅，是急需解決的問題。而且高層、高層建筑及大型商場、醫(yī)院等公共場所等的消防報警滅火系統(tǒng)尤為重要。目前，火災(zāi)預(yù)警及滅火方式除了人力滅火，主要的就是應(yīng)用火災(zāi)自動報警聯(lián)動控制系統(tǒng)和自動噴淋系統(tǒng)。在大空間的防火分區(qū)內(nèi)，一旦出現(xiàn)火情，在著火范圍不大的情況下，應(yīng)立即用大空間移動式智慧消防報警滅火系統(tǒng)迅速將火撲滅；因為一旦形成大面積、大范圍的火情，撲救難度將成倍增加，即使火災(zāi)撲滅了，造成的損失也是巨大的。大空間移動式智慧消防報警滅火系統(tǒng)由火警探測器與軌道式、地面式及無人機智慧滅火

機器人構(gòu)成。

1 滅火系統(tǒng)概述

1.1 自動滅火系統(tǒng)和消火栓滅火系統(tǒng)的缺陷

目前，自動滅火快速方式主要還是以自動噴淋為主（或大面積采用水炮自動滅火方式）；消火栓由專業(yè)人員手動操作，滅火方式基本屬于被動式。早期的大面積滅火方式是通過自動噴淋方式，當燃燒位置的溫度達到 68℃時，自動噴淋噴頭內(nèi)的水立即噴灑向著火處進行滅火；而當消控接受火警信號后，立即啟動相關(guān)報警及聯(lián)動系統(tǒng)，當相關(guān)消防專業(yè)人員根據(jù)火災(zāi)報警情況到達火場，操作消火栓，啟動消火栓泵時，已經(jīng)花費了較長的時間，火勢很可能已經(jīng)快速蔓延，而火勢一旦擴大就很難得到有效控制。而且很多建筑內(nèi)的噴淋及消防管道因為長期沒有使用，存在積臟或腐蝕現(xiàn)象，使發(fā)電機無法正常啟動，或需要較長時間才能正常啟動；還

有水泵損壞、電纜接頭損壞、控制屏線路損壞等問題，使整個系統(tǒng)不能正常運行，無法及時進行滅火。尤其在老舊建筑物中，消防滅火系統(tǒng)老化，如果任何一個環(huán)節(jié)維修不到位，都無法進行有效滅火。

1.2 智慧消防報警滅火系統(tǒng)的優(yōu)點

如何應(yīng)對突發(fā)火警，可以通過在同一個防火分區(qū)內(nèi)建立多個獨立滅火系統(tǒng)的主動式滅火裝置，在防火分區(qū)內(nèi)的某個地方發(fā)生火情時，這些滅火裝置立即主動出擊，能在短時間內(nèi)進行智能判斷且快速滅火。在日常生活中，這些智慧滅火設(shè)備在各防火分區(qū)中處于充電待命狀態(tài)，一旦接收火警指令，就會以秒計時，迅速到達現(xiàn)場對火情進行智能化判別，再采用合理的方式滅火，使火情在短時間內(nèi)得到有效控制。

2 智慧型多功能綜合滅火機器人的主元件組成

智慧型多功能綜合滅火機器人可分成三類：空中軌道式、地面行走式以及無人機值守型等。在實際使用過程中，三類機器人各有千秋，這三類智慧滅火機器人均擁有獨立滅火系統(tǒng)，可設(shè)定自動智慧模式，或在消防控制統(tǒng)一控制協(xié)調(diào)下（消防指令可設(shè)優(yōu)先級）協(xié)同滅火。三類機器人的外觀和內(nèi)部元件均為耐火或防火型材質(zhì)（防爆區(qū)內(nèi)機器人均由防爆元件制成），保證在有效滅火時間內(nèi)，設(shè)備均可正常工作；三類智慧滅火機器人均由 3 個關(guān)鍵主元件組成。

2.1 旋轉(zhuǎn)追蹤主元件基本構(gòu)件

（1）紅外熱成像光電技術(shù)檢測傳感器；（2）單點式紅、紫外探測器或紅紫外復(fù)合探測器；（3）小水柱霧化噴頭（噴射小水柱及顆粒霧）；（4）消防泡沫噴頭（或其他滅火器材，如超細干粉、二氧化碳等）；（5）高清攝像頭（攝像頭上方同時安裝 LED 高光束燈光）；（6）與消防相關(guān)的各種傳感器（如溫度探測傳感器、氣體探測傳感器等）；（7）人體感應(yīng)探測器、人臉識別系統(tǒng)、抓捕繩及噴射劑。以上所有元件均為旋轉(zhuǎn)追蹤器的重要構(gòu)件。

2.2 控制裝置與 EPS、UPS電源主元件

控制裝置與 EPS、UPS 電源主元件包括微計算機系統(tǒng)，自備電源系統(tǒng)，廣播喇叭、紅藍火警燈閃爍裝置，液位傳感器（檢測自身水池水位），系統(tǒng)自巡檢故障檢測系統(tǒng)，無線信號接收、發(fā)射系統(tǒng)等等。

2.3 消防滅火器材主元件

消防滅火器材主要包括小型加壓泵（或雙加壓泵）、超小型消防水箱、泡沫消防元件、超細干粉、二氧化碳等小型、輕型滅火器材。

3 獨立式

目前，在建筑防火分區(qū)內(nèi)，是固定式均勻布置的，在火警發(fā)生時進行報警，存在一定的滯后性，如何解決這一問題，文章提出如下解決方案。

3.1 高靈敏復(fù)合型。

它是一個獨立式的火災(zāi)報警小系統(tǒng)，將高靈敏探測器及地址定位編碼與防火分區(qū)內(nèi)的區(qū)域火警系統(tǒng)無線連接。它由多種復(fù)合型、定位裝置、自備電源及接收發(fā)射器等元件組成，底座可以臨時安裝或固定安裝。在防火分區(qū)內(nèi)，針對火災(zāi)危險等級比較高或火災(zāi)隱患比較大的場所，高靈敏復(fù)合型可以實現(xiàn)火警快速定位與報警。

3.2 無人機飛行式。

其工作原理與高靈敏復(fù)合型一樣，但它的機動性更強，火災(zāi)報警的瞬間響應(yīng)更快。飛行式可編程設(shè)定巡航高度及自動避開障礙物，如在夜間、無人的空間，可依需求，設(shè)置在 2 ～ 2.5m 處進行巡檢。此外，其配置上還增加了一些元件，如人臉識別系統(tǒng)、警示燈、麥克風與報警廣播喇叭等，可進一步保衛(wèi)巡檢機器飛行器。

3.3 壁掛式負壓型搖頭。

針對一些空間比較高的區(qū)域，待煙上升至頂棚時，所需時間較長，火勢已經(jīng)發(fā)展到一定規(guī)模。如何快速探測燃燒產(chǎn)生的煙霧，設(shè)計一種壁掛式負壓型搖頭，主探測器固定在設(shè)備的處，其采用高靈敏多種復(fù)合型探測器，并配置攝像頭，主探測器周邊為葉片式風扇，葉片旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生負壓。在室內(nèi)無風情況下，可布置此類探測器，在探測器附近產(chǎn)生負壓小空間，若附近產(chǎn)生煙霧，由于負壓存在，煙霧快速到達火警探測器位置，探測器可在短時間內(nèi)迅速完成報警。監(jiān)控視頻可遠傳監(jiān)控室或消防控制室，以便管理人員觀察現(xiàn)場情況。

3.4 落地式可移動。

落地式可移動安裝在支架上，在室內(nèi)根據(jù)家具靈活放置。主支架類似為照相機三角支架，頂端為高靈敏復(fù)合型。探測器可依現(xiàn)場情況加配攝像頭、麥克風等設(shè)備，與區(qū)域報警器無線連接（自備定位裝置及 UPS 電源）

4 安科瑞智慧消防監(jiān)控云平臺介紹與選型

4.1平臺簡介

安科瑞智慧消防綜合管理云平臺基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等現(xiàn)代信息技術(shù)，將分散的火災(zāi)自動報警設(shè)備、電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備、智慧煙感探測器、智慧消防用水等設(shè)備連接形成網(wǎng)絡(luò)，并對這些設(shè)備的狀態(tài)進行智能化感知、識別、定位，實時動態(tài)采集消防信息，通過云平臺進行數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析，幫助實現(xiàn)科學(xué)預(yù)警火災(zāi)、網(wǎng)格化管理、落實多元責任監(jiān)管等目標。原先針對“九小場所"和?；飞a(chǎn)企業(yè)無法有效監(jiān)控的空白，適應(yīng)于所有公建和民建，實現(xiàn)了無人化值守智慧消防，實現(xiàn)智慧消防“自動化"、“智能化"、“系統(tǒng)化"、用電管理的實際需求。

從火災(zāi)預(yù)防，到火情報警，再到控制聯(lián)動，在統(tǒng)一的系統(tǒng)大平臺內(nèi)運行，用戶、安保人員、監(jiān)管單位都能夠通過平臺直觀地看到每一棟建筑物中各類消防設(shè)備和傳感器的運行狀況，并能夠在出現(xiàn)細節(jié)隱患、發(fā)生火情等緊急和非緊急情況下，在幾秒時間內(nèi)，相關(guān)報警和事件信息通過手機短信、語音電話、郵件提醒和APP推送等手段，就迅速能夠迅速通知到達相關(guān)人員。同時，通過自動消防滅火控制裝置啟動自動滅火設(shè)備和消防聯(lián)動控制設(shè)備，有效解決用電單位電氣線纜老舊，小微企業(yè)無專業(yè)電工、肉眼無法直觀系統(tǒng)即時排查電氣隱患、隱蔽工程隱患檢查難等難題，及時排除隱患，安科瑞智慧消防監(jiān)控云平臺結(jié)構(gòu)如下圖所示：

4.2 平臺功能

(1) 平臺登陸

用戶登錄成功之后進入首頁，如圖所示。主要展示的內(nèi)容有：項目概況、設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備分類、設(shè)備報警信息、報警分類、報警統(tǒng)計、設(shè)備臺賬信息等。其中地圖可以選配成BIM建筑模型，任何傳感器報警時可以在BIM模型中預(yù)警顯示。

(2) 實時監(jiān)控

智慧用電子系統(tǒng)可接入電氣火災(zāi)、故障電弧、電氣火災(zāi)主機、滅弧式保護器探測和母排無線測溫探測等等各類子系統(tǒng)，實現(xiàn)對相關(guān)消防系統(tǒng)設(shè)備的信息實時監(jiān)控，一且發(fā)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)劇超過風險閾值，APP、電話報警統(tǒng)統(tǒng)上陣，通過設(shè)備的標簽、地理位置定位，快速通知，快速處置

(3) 隱患管理

隱患管理包括隱患巡查、隱患處理、和隱患記錄，隱患巡查的目的是為了系統(tǒng)在產(chǎn)生報警或隱患后，系統(tǒng)可以針對工程人員派發(fā)工單，處理完以后工程人員能夠在系統(tǒng)中填寫相關(guān)工單任務(wù)記錄，以供歷史查詢。隱患統(tǒng)計支持對項目進行日、月、季、年的維度查詢，并能夠自定義時間查詢，將項目下隱患以曲線，圖表的形式展現(xiàn)

(4) 統(tǒng)計分析

統(tǒng)計分析包括數(shù)據(jù)匯總和分析報告，數(shù)據(jù)匯總以曲線和表格形式顯示各個月份的報警和故障記錄，同時顯示控制日志，支持按照控制類和參數(shù)設(shè)置類分別顯示，也可以按照操作是否成功分別顯示，包括此次控制的操作情況，項目名稱，設(shè)備信息以及對應(yīng)的操作時間等；分析報告包括總體概況和設(shè)備回路特征分析。

(5) 運維管理

根據(jù)運維調(diào)度管理的需要，智能調(diào)度技術(shù)人員可以分為不同角色，系統(tǒng)支持巡檢計劃和巡檢日歷，可支持巡檢人員使用手機NFC芯片巡檢打卡的功能。

(6) 手機APP功能

手機APP軟件具有IOS版本和安卓版本，并與電腦終端系統(tǒng)的數(shù)據(jù)同步，能展示剩余電流、溫度、電壓、電流等電氣參數(shù)的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線、歷史數(shù)據(jù)與變化曲線；短路、斷線、漏電、超溫、過壓、欠壓、過流等電氣故障實時報警數(shù)據(jù)等；能實時顯示項目地理位置、未排除隱患數(shù)、未處理巡檢數(shù)等；通過APP消息推送的方式提醒用戶實時報警信息；可以實現(xiàn)遠程復(fù)位、遠程分閘功能；可以對所有現(xiàn)場探測器進行遠程參數(shù)設(shè)定及修改；可以對所有現(xiàn)場探測器的遠程控制記錄進行查詢；

4.3配置

4.3.1平臺服務(wù)器：建議按照我方配置購買，或者客戶自己租用阿里云資源。

硬件配置清單：（如申請阿里云可忽略）

4.4系統(tǒng)現(xiàn)場硬件配置清單：

注：以下配置為針對1個回路選型，其中剩余電流互感器應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場回路電流大

4.5產(chǎn)品選型

電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器

5 結(jié)論

（1）軌道式、地面式或無人機智慧機器人都有一個共同特點，均為獨立式智慧滅火系統(tǒng)設(shè)備。機器人均采用防火及耐火性能比較好的產(chǎn)品，可接近火源，在接到火警信號時，以時間到達著火點，在火勢處于萌芽狀態(tài)時把火撲滅。

（2） 在高科技產(chǎn)品日新月異發(fā)展情況下，各種形式的高可靠性智慧滅火機器人的技術(shù)在不斷完善。智慧滅火機器人在高大空間建筑及人員密集公共場所可以發(fā)揮非常重要的作用，而且在數(shù)字城市、智慧城市的發(fā)展建設(shè)中，設(shè)置智慧型多功能綜合報警滅火系統(tǒng)，可以實現(xiàn)快速報警、快速滅火，防止火災(zāi)蔓延，更有效地保障人員及財產(chǎn)。

參考文獻

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作者簡介：劉細鳳,女,安科瑞電氣股份有限公司，主要從事智慧消防監(jiān)控系統(tǒng)