淮亞利
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要:隨著高速公路的建設(shè)不斷發(fā)展,公路隧道的建設(shè)越來越多,隧道的消防安全管理越顯得尤為重要。為進(jìn)一步加強(qiáng)隧道消防安全管理,紫惠高速公路隧道通過應(yīng)用科學(xué)的交通智能技術(shù)集成了智慧消防巡檢系統(tǒng),系統(tǒng)運(yùn)行后能實(shí)時(shí)地監(jiān)控管理隧道內(nèi)消防設(shè)施,自動(dòng)巡檢并在發(fā)現(xiàn)故障異常后及時(shí)告警,提高了對(duì)隧道消防設(shè)施的人工巡檢效率,有效地保障了隧道消防設(shè)施的可靠可用,對(duì)及時(shí)處置隧道火災(zāi)事故和保護(hù)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
公路隧道一般呈扁坦?fàn)?、大斷面,多為雙孔狀設(shè)計(jì),相比通常的路面、橋梁結(jié)構(gòu),隧道結(jié)構(gòu)較為封閉,空間狹小,且隧道內(nèi)的亮度、通風(fēng)和氣候環(huán)境較差等特點(diǎn)。因此,通車運(yùn)營(yíng)的隧道一旦發(fā)生火災(zāi)事故,則易造通堵塞,隧道內(nèi)人員、車輛面臨疏散困難,不利于及時(shí)采取營(yíng)救措施;伴隨火災(zāi)事故的持續(xù),隧道內(nèi)燃燒、產(chǎn)生的高溫或爆炸現(xiàn)象,易對(duì)現(xiàn)場(chǎng)人員造成缺氧、中毒或物體撞擊等惡性事故。因此,在火災(zāi)發(fā)生初期,隧道內(nèi)消防設(shè)施能及時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)事故,現(xiàn)場(chǎng)人員及時(shí)采用消防栓、滅火器等設(shè)備將火災(zāi)消滅在萌芽階段,快速有效地控制和消除火災(zāi)事故,減少火災(zāi)事故帶來的損傷。
2隧道消防安全運(yùn)營(yíng)管理現(xiàn)狀
近年來,雖然高速公路隧道安全運(yùn)營(yíng)管理不斷受到重視,但在實(shí)際工作中仍存在一些失控漏管的現(xiàn)象。其中隧道消防設(shè)施建設(shè)完成并交付使用后,日常的維護(hù)管理往往容易被忽視或者不重視,這就容易導(dǎo)致隧道消防設(shè)施如滅火器失效或缺失、消防管道失壓、消防栓閥門生銹失效及水龍帶漏水等問題未及時(shí)發(fā)現(xiàn)和修復(fù);其次高速隧道一般地處偏遠(yuǎn),車流量大,且部分隧道里程較長(zhǎng),部分養(yǎng)護(hù)人員在巡檢工作中可能也是隨機(jī)抽查,走過場(chǎng)形式的巡檢;再者由于養(yǎng)護(hù)單位安排的維護(hù)或操作人員的技術(shù)水平和經(jīng)驗(yàn)不足,不能勝任現(xiàn)場(chǎng)巡檢和故障處理,致使巡檢工作不能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。因此,管理上存在的缺陷因素,給隧道消防設(shè)施維護(hù)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)
結(jié)合隧道消防安全特點(diǎn)和管理現(xiàn)狀,紫惠高速公路隧道消防建設(shè)嚴(yán)格按照國(guó)家安全標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì),不僅注重隧道結(jié)構(gòu)安全,更重視為保障營(yíng)運(yùn)安全而增加的保障措施。如為了提高隧道內(nèi)建筑本身的抗火性能,隧道墻體及附屬建筑物增加防火涂料,提高墻體耐高溫的能力,同時(shí)設(shè)計(jì)隧道內(nèi)的裝飾材料在高溫下無有毒氣體釋放,以免對(duì)滯留人員造成危害。在隧道消防設(shè)施建設(shè)方面,除采用了傳統(tǒng)的水消防系統(tǒng)、干粉滅火器、水成膜滅火器等裝置外,還配備了火災(zāi)報(bào)警器、環(huán)境檢測(cè)器、強(qiáng)排式風(fēng)機(jī)、緊急疏散指示標(biāo)志等配套設(shè)備,進(jìn)一步確保發(fā)生火災(zāi)事故時(shí),及時(shí)、快速的進(jìn)行滅火處理。
另外,紫惠高速公路在建設(shè)前期根據(jù)實(shí)際和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求又進(jìn)行了深度設(shè)計(jì),在傳統(tǒng)的消防系統(tǒng)建設(shè)基礎(chǔ)上,通過了應(yīng)用現(xiàn)代物聯(lián)感知設(shè)備、無線網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備及智慧分析管理平臺(tái)等集成智慧消防巡檢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案,并試點(diǎn)在單洞1.5km長(zhǎng)的好義隧道進(jìn)行安裝和投入了使用,提升了對(duì)隧道消防設(shè)施的監(jiān)控管理水平。
4智慧消防巡檢系統(tǒng)的架構(gòu)
為進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)消防設(shè)施的管理工作,減少人工巡檢的頻次和工作量,紫惠高速在隧道內(nèi)實(shí)施了智慧消防巡檢系統(tǒng),制定了基于低功耗智能傳感器技術(shù)、LoRa容錯(cuò)無線傳輸技術(shù)、智慧運(yùn)維平臺(tái)技術(shù)的改造方案,采用物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)模塊、網(wǎng)關(guān)、無線傳輸?shù)姆绞?,在不改變?cè)邢到y(tǒng)的前提下,通過軟硬件系統(tǒng)結(jié)合,將隧道的消火栓、滅火器、消防管道、水泵房和高位水池液位等設(shè)施的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、整合,實(shí)現(xiàn)對(duì)隧道消防設(shè)備的自動(dòng)巡檢功能。
4.1智能感知設(shè)備
智能感知設(shè)備是智慧消防巡檢系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)備,為可靠有效的采集到消防設(shè)施的狀態(tài)數(shù)據(jù),在隧道原有基礎(chǔ)上增加消防水管智能壓力傳感器、滅火器箱智能傳感器(包括滅火器壓力、水成膜泡沫液位和門禁)、水泵房水浸傳感器等。其中LoRa智能型水壓傳感器安裝義隧道消防管始端、末端及中段位置靠近水閥處,用于實(shí)施監(jiān)測(cè)管道水壓;LoRa智能型滅火器箱傳感器安裝在消火栓箱、滅火器箱門上,檢測(cè)其的開閉狀態(tài)以及部分滅火器失壓報(bào)警
試點(diǎn)檢測(cè)信號(hào),在箱門打開或破壞時(shí)上傳報(bào)警信號(hào);而智能型水浸傳感器用于安裝在隧道水泵房?jī)?nèi),檢測(cè)有無漏水或浸水現(xiàn)象。主要設(shè)備參數(shù)選型見下圖。
主要設(shè)備參數(shù)選型表
4.2傳輸設(shè)備
由于需要采集的設(shè)備量大,為減少成本且有利于施工,傳輸設(shè)備選擇數(shù)據(jù)接入能力強(qiáng)的智能物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān),允許接入各種消防主機(jī)、電氣火災(zāi)控制器、消防栓、獨(dú)立煙感等第三方物聯(lián)設(shè)備。LoRa網(wǎng)關(guān)可以并行接收、處理多個(gè)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù),拓展系統(tǒng)容量,其具備低功耗、抗干擾強(qiáng),且通信距離較遠(yuǎn)的優(yōu)點(diǎn)。智能感知設(shè)備采集的數(shù)據(jù)通過LoRa網(wǎng)關(guān)傳輸設(shè)備匯聚集中控制器進(jìn)行傳輸,能在不影響原有隧道設(shè)備通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,可靠有效地將數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。
4.3智慧分析平臺(tái)
智慧巡檢系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、分析處理、數(shù)據(jù)生成及應(yīng)用等方面都是通過智慧分析平臺(tái)完成,管理客戶端的智慧分析平臺(tái)軟件界面上,能顯示消防栓、滅火器箱、風(fēng)機(jī)、卷簾門等設(shè)備的狀態(tài)信息,直觀的通過設(shè)備顏色狀態(tài)判定設(shè)備狀態(tài),產(chǎn)生的告警信息能通過APP軟件、微信及短信推送給相應(yīng)的管理人員,實(shí)現(xiàn)了對(duì)隧道消防設(shè)備的實(shí)時(shí)健康監(jiān)測(cè),根據(jù)設(shè)備故障的重要程度,有針對(duì)性的進(jìn)行維護(hù)管理工作。
4.4數(shù)據(jù)應(yīng)用
智慧消防巡檢系統(tǒng)可以根據(jù)設(shè)備的重要程度,設(shè)置定期智能巡檢的時(shí)間和頻率,制定相應(yīng)的巡檢策略,實(shí)時(shí)有效的監(jiān)測(cè)前端設(shè)備狀態(tài)。若系統(tǒng)檢測(cè)到前端消防栓水壓超出限壓值、滅火器箱門開關(guān)狀態(tài)、消防水管失壓、水泵房漏水浸水、卷簾門在線狀態(tài)等異常報(bào)警信息,則及時(shí)在監(jiān)控客戶端上告警提示,并將信息通過APP軟件、微信及短信推送給主要管理員進(jìn)行相應(yīng)處理。同時(shí)通過系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)、歷史故障信息等記錄進(jìn)行分析,為設(shè)備采購(gòu)、故障判別、修復(fù)處理措施提供科學(xué)的依據(jù)。
5系統(tǒng)應(yīng)用效果
智慧消防巡檢系統(tǒng)自2021年1月完成聯(lián)調(diào)并投入使用后,通過不斷優(yōu)化完善系統(tǒng)功能,逐步實(shí)現(xiàn)了用戶方對(duì)系統(tǒng)的需求期望,一定程度上減少了人工巡檢的工作量,降低了巡檢時(shí)帶來的風(fēng)險(xiǎn)隱患,提高了對(duì)隧道的安全管理水平。
5.1實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)和管理
智慧消防巡檢系統(tǒng)是基于傳統(tǒng)的消防系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)行的升級(jí)改造,對(duì)原有設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)的影響較小,而且前端采用的感知設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備基本為當(dāng)前市場(chǎng)主流設(shè)備,設(shè)備成本低、安裝簡(jiǎn)單,應(yīng)用推廣難度底。系統(tǒng)投入運(yùn)行后,而管理人員可隨時(shí)通過一臺(tái)可連接互聯(lián)網(wǎng)的電腦客戶端登錄,就可遠(yuǎn)程在線查看當(dāng)前隧道消防設(shè)備情況,提供了更科學(xué)的管理和便捷。
通過近6個(gè)月系統(tǒng)運(yùn)行,核查統(tǒng)計(jì)平臺(tái)的告警記錄有112條,其中經(jīng)消防栓水壓告警記錄27條,高位水池液位告警記錄12條,滅火器箱告警記錄25條,火災(zāi)報(bào)警記錄36條和卷簾門告警記錄12條,根據(jù)告警提示與現(xiàn)場(chǎng)檢查,故障上報(bào)正確率達(dá)98.5%,滿足規(guī)定指標(biāo)要求。當(dāng)然,對(duì)于系統(tǒng)運(yùn)行過程中存在誤報(bào)現(xiàn)象,通過不斷改進(jìn)調(diào)優(yōu),大大實(shí)施監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確度,為實(shí)施智慧的消防設(shè)施的管理及維護(hù)提供了更科學(xué)依據(jù)。
5.2的智慧化巡檢
智慧消防系統(tǒng)應(yīng)用相相比人工巡查更具有便捷性,具有更高巡檢效率。例如消防管道的巡查,傳統(tǒng)的管理措施是通過人工巡查或逐段查找方式來發(fā)現(xiàn)和確定故障點(diǎn),在消防管道距離長(zhǎng)、消火栓數(shù)量多等情況下,靠人工巡檢手段相對(duì)落后,巡檢效率低。而通過智慧消防巡檢系統(tǒng),則可通過監(jiān)測(cè)管道水壓或流量變化,在超出一定范圍時(shí)平臺(tái)能夠自動(dòng)監(jiān)測(cè)并根據(jù)對(duì)應(yīng)漏水位置快速發(fā)出報(bào)警提示,監(jiān)控人員時(shí)間知曉并進(jìn)行處置,大大的節(jié)約了人力發(fā)現(xiàn)和確定故障的成本。
系統(tǒng)在運(yùn)行期間,通過自動(dòng)巡檢發(fā)現(xiàn)了隧道高位水池液位異常并向管理平臺(tái)告警,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)針對(duì)性的進(jìn)行排查檢修,發(fā)現(xiàn)為抽水泵故障導(dǎo)致無法抽水,并經(jīng)過搶修更換,地解決了故障隱患。
5.3降低人員安全風(fēng)險(xiǎn)
傳統(tǒng)的人工巡查往往是現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行,由于隧道內(nèi)車輛行駛速度快、隧道內(nèi)光線環(huán)境較差且維護(hù)空間小等因素,維護(hù)人員現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)前按照相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范先進(jìn)行圍蔽,但由于高速公路施工安全圍蔽往往耗時(shí)長(zhǎng),擺放交通安全設(shè)施時(shí)人員面臨的危險(xiǎn)隱患也較高。而系統(tǒng)投入使用后,監(jiān)控人員便能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)隧道消防設(shè)施的現(xiàn)狀,發(fā)現(xiàn)故障或異常事件后能快速且有針對(duì)性的進(jìn)行處置,減少了在隧道內(nèi)巡檢的頻率,降低了維護(hù)人員暴露在隧道現(xiàn)場(chǎng)的概率,很大程度地保障了人員的生命安全。
智慧消防巡檢系統(tǒng)的實(shí)施,一定程度提高了紫惠高速對(duì)隧道消防設(shè)施的管理,但系統(tǒng)仍有優(yōu)化提升空間。例如系統(tǒng)能結(jié)合日常運(yùn)營(yíng)安全管理需求,制定隧道安全應(yīng)急管理的方案策略,當(dāng)隧道發(fā)生火災(zāi)事故后,系統(tǒng)除能進(jìn)行及時(shí)告警提示外,還能根據(jù)事故類型按照預(yù)先確定的策略自動(dòng)進(jìn)行應(yīng)急處置,能快速聯(lián)動(dòng)地進(jìn)行交通誘導(dǎo)、信息發(fā)布、消防滅火等各項(xiàng)措施,更好地為運(yùn)營(yíng)安全管理服務(wù)。
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。其中在地圖可以選配成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。可長(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。可以查看登錄用戶下的所有項(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。
6.2.5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。
7結(jié)語
高速公路隧道消防安全管理是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,紫惠高速應(yīng)用了科學(xué)的交通智能技術(shù),集成了軟硬件設(shè)備,實(shí)時(shí)地收集、和分析隧道消防設(shè)施的狀態(tài)數(shù)據(jù),通過智慧消防管理平臺(tái)分析整合,實(shí)現(xiàn)了對(duì)隧道消防設(shè)備的自動(dòng)巡檢功能。系統(tǒng)通過實(shí)施并投入使用后,減輕了一線員工對(duì)隧道設(shè)施的人工巡檢力度,降低了日常巡檢成本和風(fēng)險(xiǎn)隱患,便捷地實(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)不受損失具有積意義。
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作者簡(jiǎn)介
淮亞利,女,現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司。