楊旭東,郝向民

1.泰安市公安消防支隊(duì),山東泰安271000

2.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)公安處,山東泰安271018

智能用電管理系統(tǒng)在高校學(xué)生公寓防火中的應(yīng)用

楊旭東1,郝向民2

1.泰安市公安消防支隊(duì),山東泰安271000

2.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)公安處,山東泰安271018

電氣火災(zāi)在火災(zāi)統(tǒng)計(jì)中所占比例較高，年平均在30%左右，而高校學(xué)生公寓由于自身管理特點(diǎn)，因用電引起的火災(zāi)更是高達(dá)50～60%，影響了高校的正常教學(xué)秩序，學(xué)生公寓安全用電成為高校消防安全工作的重點(diǎn)和難點(diǎn)。為加強(qiáng)和規(guī)范高等學(xué)校的消防安全管理，預(yù)防和減少火災(zāi)危害，保障師生員工生命財(cái)產(chǎn)和學(xué)校財(cái)產(chǎn)安全，根據(jù)目前公寓樓消防安全管理狀況，在學(xué)生公寓采用智能用電管理系統(tǒng)效果明顯。本文結(jié)合實(shí)例對(duì)學(xué)校公寓樓智能用電管理系統(tǒng)進(jìn)行了分析介紹，并對(duì)系統(tǒng)在高校公寓防火工作中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

高校公寓;消防安全;智能管理

2008年11月14日，上海商學(xué)院宿舍區(qū)發(fā)生火災(zāi)，4名大學(xué)生慌不擇路從6樓跳下當(dāng)場(chǎng)身亡，事故原因是學(xué)生寢室違規(guī)使用“熱得快”導(dǎo)致。如何加強(qiáng)和規(guī)范高等學(xué)校的消防安全管理，預(yù)防和減少火災(zāi)危害，保障師生員工生命財(cái)產(chǎn)和學(xué)校財(cái)產(chǎn)安全，是擺在我們面前的現(xiàn)實(shí)問題[1]。針對(duì)學(xué)生公寓安全用電和消防管理，高校安全管理和消防監(jiān)督部門都進(jìn)行了積極的探討。山東農(nóng)業(yè)大學(xué)在學(xué)生公寓采用了智能用電管理系統(tǒng)這一技防措施，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)判斷、自動(dòng)控制（自動(dòng)斷電供電）、自動(dòng)偵查違規(guī)用電以及電量?jī)?chǔ)值計(jì)量，較好地解決了安全用電問題，有效地防范了火災(zāi)事故。

1 高校學(xué)生公寓用電隱患分析

長(zhǎng)期以來，我國高校的學(xué)生公寓普遍存在著無節(jié)制用電、電氣設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間通電、私自使用大功率或偽劣用電設(shè)備、亂拉亂接電氣線路、超負(fù)荷用電和使用發(fā)熱電器等現(xiàn)象，用電火災(zāi)隱患多。雖然高校公寓管理機(jī)構(gòu)采取了限時(shí)供電、定期檢查、違章處罰等措施，但是效果并不明顯，引發(fā)了許多火災(zāi)事故，甚至造成了人員傷亡。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，1998～2010年間，全國高校發(fā)生的70起學(xué)生公寓火災(zāi)中，因用電引起的火災(zāi)有42起，占60%（見圖1）[2]。

2 智能用電管理系統(tǒng)構(gòu)成及防火功能分析

2.1 系統(tǒng)構(gòu)成

學(xué)校采用了《魯維分布式智能用電管理系統(tǒng)》[3]，該系統(tǒng)主要由智能用電管理器、網(wǎng)絡(luò)管理器、構(gòu)成完整的智能用電管理系統(tǒng)（圖2）。

圖1 高校學(xué)生公寓火災(zāi)數(shù)據(jù)圖Fig.1 Fire accidents data map of the students'apartment

圖2 智能用電管理系統(tǒng)實(shí)物連接圖Fig.2 The real connection graph of intelligent electricity management system

2.2 系統(tǒng)防火功能設(shè)計(jì)

系統(tǒng)對(duì)用電設(shè)施實(shí)時(shí)進(jìn)行檢測(cè)和監(jiān)控，根據(jù)設(shè)定好的管理參數(shù)，自動(dòng)實(shí)施跳閘管理（工作原理見圖3），具有電量、負(fù)荷、禁用電器功率設(shè)置和用戶（發(fā)卡）管理、房間配置、儲(chǔ)值記錄、費(fèi)用統(tǒng)計(jì)、安全用電參數(shù)遠(yuǎn)程批設(shè)置、免費(fèi)電量遠(yuǎn)程批設(shè)置、遠(yuǎn)程監(jiān)控、違規(guī)用電記錄管理等功能。

圖3 智能用電管理系統(tǒng)工作原理圖Fig.3 Functional diagram of intelligent electricity management system

智能用電管理系統(tǒng)在方便公寓管理部門實(shí)施用電管理的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)突出了公寓的安全用電管理設(shè)計(jì)，以達(dá)到防火目的，防火設(shè)計(jì)主要有以下措施：

2.2.1 控制電流，防止超負(fù)荷用電通過對(duì)房間內(nèi)線路材質(zhì)、截面尺寸、線路敷設(shè)方式、使用年限、重點(diǎn)監(jiān)控線路等因素進(jìn)行綜合分析，設(shè)置電流上限，實(shí)施超負(fù)荷斷電。如對(duì)某房間設(shè)置總電流10A（即2200 W），當(dāng)該房間所用電器總和超過此設(shè)置值時(shí)，系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)檢測(cè)分析后，將報(bào)警斷電。在區(qū)域設(shè)置的同時(shí)，系統(tǒng)可對(duì)公寓總用電負(fù)荷上限進(jìn)行設(shè)置，一般設(shè)置范圍為1～30 A，當(dāng)公寓瞬間電流超出設(shè)置范圍時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)斷電（見圖4）。

圖4 智能用電管理系統(tǒng)安全設(shè)置面截圖Fig.4 Section diagram of security settings in intelligent electricity management system

2.2.2 自動(dòng)識(shí)別，控制發(fā)熱電器的使用系統(tǒng)設(shè)置各宿舍電器功率進(jìn)行許可設(shè)置，一般發(fā)熱電器禁用功率在100～1000 W范圍內(nèi)設(shè)置，通過設(shè)置禁用發(fā)熱電器功率范圍，對(duì)發(fā)熱電器（如電爐子、熱得快、電熱杯等）實(shí)施自動(dòng)識(shí)別控制，較好地解決了發(fā)熱電器的使用問題[5]。如對(duì)某宿舍發(fā)熱電器的禁用功率設(shè)置為100 W，當(dāng)該宿舍所用的發(fā)熱禁用電器功率超過100 W時(shí)，數(shù)據(jù)采集器采集信息，系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析報(bào)警并斷電。智能用電管理器除了具有限電器的功能外，還具有在大功率非發(fā)熱電器使用的情況下（如多臺(tái)微機(jī)、空調(diào)等），捕捉小功率發(fā)熱電器的功能，當(dāng)房間內(nèi)使用的是非發(fā)熱電器，其功率再大（只要不超過總?cè)萘控?fù)荷設(shè)置值）都不會(huì)斷電，一旦使用了發(fā)熱電器，其功率再小（只要超過禁用發(fā)熱電器設(shè)置值）都將斷電。

2.2.3 設(shè)置自動(dòng)恢復(fù)供電功能，方便操作系統(tǒng)可設(shè)置違規(guī)斷電后自動(dòng)供電時(shí)間，自動(dòng)恢復(fù)供電時(shí)間可在1～240 min設(shè)置。超負(fù)荷斷電或使用禁用發(fā)熱電器自動(dòng)斷電后，達(dá)到設(shè)置的時(shí)間后，設(shè)備將自動(dòng)恢復(fù)供電，供電后如違規(guī)電器繼續(xù)存在，將繼續(xù)斷電。

2.2.4 學(xué)習(xí)功能，設(shè)定專用電器使用許可隨著社會(huì)的發(fā)展，高校學(xué)生公寓使用的電器種類越來越多，為適應(yīng)公寓實(shí)際需要，解決系統(tǒng)沖突，智能用電管理器設(shè)置特定發(fā)熱電器允許使用功能，通過讀入允許使用的特定發(fā)熱電器（如：飲水機(jī)）的相關(guān)參數(shù)來實(shí)現(xiàn)該設(shè)備的許可使用[6]。

2.2.5 違章用電自動(dòng)記錄智能用電管理器對(duì)公寓內(nèi)各房間超負(fù)荷用電和違規(guī)使用發(fā)熱電器情況實(shí)施自動(dòng)偵察，同時(shí)記錄違章用電情況，自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，便于公寓管理及防火巡查人員查看，有針對(duì)性地開展防火檢查。

2.2.6 用電管理遠(yuǎn)程監(jiān)控高校物業(yè)管理監(jiān)控室設(shè)置計(jì)算機(jī)與各公寓智能用電管理器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，對(duì)各公寓用電情況實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)各公寓用電遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)設(shè)置、遠(yuǎn)程查看工作狀態(tài)(圖5)、違規(guī)記錄（圖6）和遠(yuǎn)程開關(guān)房間電源。各項(xiàng)設(shè)置參數(shù)均和預(yù)儲(chǔ)電量可實(shí)施遠(yuǎn)程直接寫入智能用電管理器，網(wǎng)絡(luò)不通時(shí)，可將數(shù)據(jù)寫在IC卡中，通過刷卡自動(dòng)傳遞各項(xiàng)設(shè)置和預(yù)儲(chǔ)電量，并將違規(guī)用電記錄寫入卡中[7,8]。

圖5 智能用電管理系統(tǒng)工作狀態(tài)界面截圖Fig.5 Working state section diagram of intelligentelectricity management system

圖6 智能用電管理系統(tǒng)違規(guī)用電記錄界面截圖Fig.6 Abusing electricity record section of intelligent electricity management system

2.2.7 供斷電時(shí)間控制功能系統(tǒng)能夠設(shè)定每個(gè)宿舍自動(dòng)斷電和供電的時(shí)間，可按星期設(shè)置，星期六、日與平時(shí)不同，也可以設(shè)定某時(shí)間段內(nèi)為小功率輸出，設(shè)定時(shí)間后自動(dòng)恢復(fù)正常供電。

3 智能用電管理系統(tǒng)應(yīng)用效果分析及討論

3.1 實(shí)踐效果分析

山東農(nóng)業(yè)大學(xué)自2004年以來，逐步在學(xué)生公寓中安裝使用智能用電管理系統(tǒng)，規(guī)范用電管理，通過十年間的工作實(shí)踐，安裝該系統(tǒng)的學(xué)生公寓未發(fā)生一起因電氣原因引發(fā)的火災(zāi)事故。

3.2 應(yīng)用特點(diǎn)分析

3.2.1 隱患整改成本低智能用電系統(tǒng)安裝簡(jiǎn)單，改造成本低，且智能化和自動(dòng)化程度高，可實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)控，極大地提高用電管理的合理性、實(shí)用性和可視性，有利于火災(zāi)隱患的整改。

3.2.2 消防管理難度減小系統(tǒng)管理方便，對(duì)管理人員的素質(zhì)要求低，可根據(jù)不同宿舍的使用情況進(jìn)行不同參數(shù)控制設(shè)置，從而達(dá)到了不同的控制目的，可以節(jié)約管理成本，有效控制公寓火災(zāi)的發(fā)生，有利于高校實(shí)現(xiàn)消防安全標(biāo)準(zhǔn)化管理，提升管理水平。

3.3 應(yīng)用討論

現(xiàn)行國家技術(shù)規(guī)范GB50016《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》[9]、GB50045《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》[10]對(duì)智能用電管理系統(tǒng)尚無條文規(guī)定，但是該系統(tǒng)在民用建筑電氣防火工作中發(fā)揮了較大的作用，成為建筑火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、建筑滅火設(shè)施的有效補(bǔ)充，在社會(huì)火災(zāi)基礎(chǔ)防控工作中有著較大的推廣價(jià)值。

4 結(jié)論

通過以上分析，可以得出如下結(jié)論：智能用電管理系統(tǒng)具有自動(dòng)判斷、自動(dòng)控制（自動(dòng)斷電供電）、自動(dòng)偵查違規(guī)用電以及遠(yuǎn)程控制等功能，有效解決了公寓違章用電和使用大功率電器等隱患整改問題，大大減少了火災(zāi)發(fā)生。系統(tǒng)安裝簡(jiǎn)單，使用方便，容易管理，對(duì)推動(dòng)高校消防管理和火災(zāi)防控起到積極的作用。

[1]公安部消防局.消防安全技術(shù)實(shí)務(wù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2014:102

[2]公安部消防局.中國消防手冊(cè)（第六卷）[M].上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社,2007:319

[3]劉增青.試論火災(zāi)隱患消除[M]//中國消防協(xié)會(huì).2013中國消防協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)年會(huì)論文集.北京:中國科學(xué)技術(shù)出版社,2013:137-139

[4]蔡維靜.建筑智能化防火設(shè)施應(yīng)用現(xiàn)狀及對(duì)策[J].消防科學(xué)與技術(shù),2009(8):45-46

[5]陶根根.建筑智能系統(tǒng)的應(yīng)用與管理[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2007

[6]趙凱.建筑電氣火災(zāi)的成因及預(yù)防措施[J]:消防科學(xué)與技術(shù),2009(8):309-311

[7]胡勇.電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)[M]//中國消防協(xié)會(huì).2013中國消防協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)年會(huì)論文集.北京:中國科學(xué)技術(shù)出版社,2013:424-426

[8]中國消防協(xié)會(huì).建（構(gòu)）筑物消防員（基礎(chǔ)知識(shí)、初級(jí)技能）[M].北京:中國科學(xué)技術(shù)出版社,2010:42-53

[9]謝大勇.對(duì)消防性能化設(shè)計(jì)工作的幾點(diǎn)思考[J].消防技術(shù)與產(chǎn)品信息,2015(1):56-58

[10]李引擎,張向陽,李磊,等.建筑防火安全的新思維——我國建筑防火性能化設(shè)計(jì)的發(fā)展歷程[J].建筑科學(xué),2013(11):70-80

An Application of Artificial Intelligence Electric Management System in University Apartment Fire-proof Subject

YANG Xu-dong1,HAO Xiang-min2
1.Tai'an Police Fire Branch,Tai'an 271000,China
2.Public Security Department/Shandong Agricultural University,Tai'an 271018,China

There is a high proportion of 30%in electrical fire disaster statistics.It rises up to 50%-60%in college student's dormitory fire disaster because of college student's special management features.So it gives a serious affect on college teaching and administration to change into a key and difficult point in the college campus's fire control and protection system. In order to avoid fire affairs and reduce fire damage and protect all staff and students and college property,this paper showed that this technical prevention-college dormitory's artificial intelligence electric management system had a good practical effect base on actual situation.This paper gave a deep investigation and analysis on college dormitory's artificial intelligence electric management system with real examples to make a practical application about how to use this system to control and protect fire in college dormitory.

College dormitory;fire control and protection;intelligence management

YU89;X93

A

1000-2324(2015)05-0797-04

2015-02-06

2015-03-27

楊旭東(1973-),男,工程師,主要從事消防監(jiān)督檢查工作.E-mail:13853899696@163.com