李國賓 李世昌 龍福海 張一波 魏寧

摘要：近年來，隨著我國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，國家也在大力發(fā)展抽水蓄能電站項目。抽水蓄能電站主要用作調(diào)峰、調(diào)壓、調(diào)相，以及事故備用等，因此其安全穩(wěn)定的運行是電力系統(tǒng)平穩(wěn)運行的基石，而電站消防監(jiān)控系統(tǒng)的使用也是保障其安全運行的不可或缺之環(huán)節(jié)。本文分析消防遠程監(jiān)測系統(tǒng)的優(yōu)勢以及蓄能電站消防需求特點，并以張河灣抽水蓄能電站為例，展開闡述了消防遠程監(jiān)測系統(tǒng)的實際應(yīng)用研究。

關(guān)鍵詞：消防;遠程監(jiān)測;蓄能電站;應(yīng)用研究

2019年我國共發(fā)生火災(zāi)13.2萬起，消防工作的全面推進已經(jīng)到了刻不容緩的地步。火災(zāi)事故的危害極其嚴重，一旦發(fā)現(xiàn)火情需要立即做出反應(yīng)，如果我們的反應(yīng)時間過長，也許小小的火情就會演變成不可挽回的火災(zāi)事故。所以說，抑制火災(zāi)發(fā)生的第一要素就是第一時間發(fā)現(xiàn)火情并立即采取措施，而消防監(jiān)控系統(tǒng)的啟用是防范火災(zāi)的重要環(huán)節(jié)。

一、傳統(tǒng)消防的介紹

傳統(tǒng)消防，完全依賴人力資源的投入，由單位消防安全員、值守人員、監(jiān)管部門、消防大隊等構(gòu)成，通過到場檢查、常規(guī)巡視等方式來做到消滅火災(zāi)隱患以及火災(zāi)情況通報等;其弊端是程序復(fù)雜、上報煩瑣，故障不能及時處理，通報火災(zāi)不夠及時、不利于現(xiàn)場處置。隨著我國城市化進程的深入，傳統(tǒng)的消防模式已經(jīng)無法匹配現(xiàn)代社會的發(fā)展。

當前，伴隨著“智慧城市”理念的傳播，物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)已成為消防科技的發(fā)展趨勢。因此，建立智慧消防監(jiān)測系統(tǒng)，整合消防資源，實現(xiàn)“人防”“技防”于一體的物聯(lián)網(wǎng)智慧消防監(jiān)測系統(tǒng)，是現(xiàn)代消防科技發(fā)展方向。

二、消防遠程監(jiān)測系統(tǒng)的優(yōu)勢

消防遠程監(jiān)控系統(tǒng)與傳統(tǒng)消防相比，是一種更為先進的解決方案，該系統(tǒng)通過整合物聯(lián)網(wǎng)平臺、云計算、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)，能夠?qū)崟r接收到煙感探測器的運行狀態(tài)和操作信息，實現(xiàn)火警上報和處理。能夠?qū)ο嚓P(guān)的火警信息，進行多維度的報表呈現(xiàn);平臺可以還原起火點的位置、電話撥打記錄、聯(lián)系人確認情況等信息，為火災(zāi)調(diào)查提供嚴謹?shù)目茖W(xué)依據(jù)。同時，用戶可以通過APP了解設(shè)備運行情況，遠程信息共享，可將火警、故障信息分享給多人，實現(xiàn)多方監(jiān)控。

三、抽水蓄能電站的消防特點

抽水蓄能電站在我國是20世紀60年代后期方才研究開發(fā)，相對國外來說起步較晚，但是我們的起點比較高，近年來抽水蓄能電站的功能也由單一的用電負荷中心發(fā)展為能源送出端和落地端。人們對該電站的穩(wěn)定運行更是寄予期待，也因此抽水蓄能電站的消防監(jiān)測系統(tǒng)是需要我們重點分析和對待的。

根據(jù)現(xiàn)行《水利水電工程設(shè)計防火規(guī)范》規(guī)定，我們的消防主體主要是建筑物、構(gòu)筑物及主要機電設(shè)備，而其中最主要的是對水輪發(fā)電機、電力變壓器、電纜、充油配電裝置、中央控制室、油存儲系統(tǒng)等這些關(guān)鍵部位的防火監(jiān)測。這些部位均屬于丙類防火危險等級，一旦發(fā)生火情，就會呈現(xiàn)蔓延迅速、撲救困難等特點，并且還有引發(fā)爆炸、造成大規(guī)模斷電，甚至?xí)吧踩目赡堋?/p>

這樣來看抽水蓄能電站的消防特點為：實時監(jiān)控、及時發(fā)現(xiàn)、迅速反應(yīng)、精準撲救、可視指揮和事后的數(shù)據(jù)可查詢回顧等。

四、消防遠程監(jiān)測系統(tǒng)在張河灣抽水蓄能電站的實際應(yīng)用

“智慧消防”在城市樓宇已經(jīng)逐漸得到普及，在蓄能電站這種場所，還是處于嘗試和起步階段。接下來，我們以張河灣抽水蓄能電站的消防遠程監(jiān)測系統(tǒng)實際應(yīng)用為例，來展開闡述針對蓄能電站這種消防項目，我們需要思考和重點解決的問題。

張河灣抽水蓄能電站，是河北省最大的抽水蓄能電站。張河灣公司始終將消防安全放在突出位置，但是，消防安全管理工作仍面臨一些亟待解決的問題，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：目前公司各種消防隱患主要依靠消防管理人員到現(xiàn)場進行排查、巡檢，缺乏遠程實時在線監(jiān)測手段，火災(zāi)自動報警系統(tǒng)缺乏動態(tài)感知手段，導(dǎo)致故障不能及時處理。

囿于這些限制，我們對張河灣抽水蓄能電站的消防系統(tǒng)進行了改造升級，改造后的張河灣電站，將是國內(nèi)第一個采用消防遠程檢測系統(tǒng)的抽水蓄能電站。

（一）項目評估研究

經(jīng)過分析電站的投入預(yù)算、目前的消防管理水平，以及危險源分布情況和建筑特點等信息，并結(jié)合消防物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測數(shù)據(jù)、巡檢巡查數(shù)據(jù)、隱患舉報數(shù)據(jù)等，進行了建筑火災(zāi)風(fēng)險評估技術(shù)研究。通過對相關(guān)資料、政策、國外成熟經(jīng)驗的調(diào)研和分析，總結(jié)張河灣公司消防管理工作中長期以來存在的頑疾和難點，確定出適應(yīng)張河灣公司消防管理形勢的消防社會化服務(wù)模式。

（二）項目實施方案

1.系統(tǒng)設(shè)計原則

結(jié)合項目實際情況，綜合權(quán)衡各方面因素，使項目滿足先進性、可靠性、安全性、經(jīng)濟性、規(guī)范性及可擴展、易維護等訴求。保證各項技術(shù)可以不斷更新和升級;維護系統(tǒng)快速穩(wěn)定及可靠性;強化系統(tǒng)防病毒、抗干擾能力;充分利用成熟技術(shù)，保證系統(tǒng)超高性價比;嚴格遵守技術(shù)標準與規(guī)范，以確保系統(tǒng)實用;考慮軟硬件的選型，預(yù)留平臺未來升級可能;采用業(yè)內(nèi)通用平臺，界面設(shè)置友好簡便。設(shè)計思路如下圖所示：

2.系統(tǒng)邏輯構(gòu)架

該系統(tǒng)方案為滿足業(yè)務(wù)應(yīng)用和處理能力的線性擴展等要求，將系統(tǒng)邏輯架構(gòu)分為五層：數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)匯聚層、數(shù)據(jù)傳輸層、基礎(chǔ)平臺層和業(yè)務(wù)應(yīng)用層，各層的作用分工如下：

感知層，對于煙、溫、水、電、火、視頻、RFID等傳感數(shù)據(jù)進行信息采集;

匯聚層，通過兩總線技術(shù)獲取感知層的數(shù)據(jù)，并在消控主機等設(shè)備上處理、顯示;

傳輸層，通過用戶信息傳輸裝置等設(shè)備將匯聚后的數(shù)據(jù)按照GBT 26875.3要求傳輸至中心云平臺;

云平臺，對輸入的數(shù)據(jù)進行碰撞分析，提供三色預(yù)警管理和決策輔助;

應(yīng)用層，提供智能可視化消防管理整體解決方案。

（三）項目實施

1.研發(fā)一套適用于張河灣公司的智慧消防系統(tǒng)。以物聯(lián)網(wǎng)、云平臺技術(shù)為支撐，研究建立消防安全監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，構(gòu)建消防火災(zāi)風(fēng)險分析模型，對消防火災(zāi)風(fēng)險進行定量、動態(tài)分析。

2.針對火災(zāi)探測預(yù)警物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的核心部件火災(zāi)自動報警系統(tǒng)和用戶信息傳輸裝置之間的數(shù)據(jù)通信，通過資料調(diào)研和實驗研究，解析火災(zāi)探測系統(tǒng)包括故障、報警、屏蔽、復(fù)位等信號以及聯(lián)動控制系統(tǒng)開關(guān)量信號，開發(fā)數(shù)據(jù)通信接口，實現(xiàn)火災(zāi)自動報警系統(tǒng)信號的自動獲取和網(wǎng)絡(luò)傳輸。

3.對于包括張河灣公司典型場所和建筑，從火災(zāi)事故案例、消防設(shè)施種類、消防安全管理制度、消防管理人員能力、火災(zāi)隱患分布等方面，調(diào)研分析各類型建筑和場所的共性消防安全隱患類型和風(fēng)險管控措施，研究建立其消防設(shè)施運行狀態(tài)和人員消防管理行為監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，提高建筑隱患監(jiān)測預(yù)警和防火滅火能力。

（四）項目難點

1.該發(fā)電廠地下廠房位于一區(qū)，屬于保密區(qū)域，信號只能單向傳輸，但是報警信號傳輸?shù)街腔巯涝破脚_則是“雙向傳輸”的協(xié)議，單向傳輸不能實現(xiàn)平臺和用戶傳輸之間的雙向通信方式。要想實現(xiàn)海灣5000主機單項傳輸，唯一的解決方案就是通過打印機連接，但是廠家并沒有此類協(xié)議，技術(shù)難度相當大，通過多次模擬和現(xiàn)場的實驗，我們重新編寫對接協(xié)議，以解決傳輸難題，并加裝防火墻，保障點對點通信安全，從而滿足該方案要求。

2.張河灣發(fā)電廠地處山區(qū)，現(xiàn)場只有電信4G信號，但是我們的水位監(jiān)測儀、室內(nèi)消火栓壓力等設(shè)備都是基于NB和2G的信號傳輸，在此情況下我們通過多次實驗改進，研發(fā)了適用4G信號的傳輸，并重新編寫協(xié)議和平臺進行對接。

五、結(jié)語

隨著社會的進步，傳統(tǒng)消防已經(jīng)漸行漸遠，智慧消防的推廣和普及是適應(yīng)社會及科技發(fā)展的大趨勢，隨著人們消防理念的深入和升級，消防遠程監(jiān)測系統(tǒng)將會迎來必然的普及和發(fā)展。

參考文獻：

[1]江琦文，林禮清.仙游抽水蓄能電站消防系統(tǒng)綜述[J].福建水力發(fā)電，2016（01）：32-35.

[2]陳浩榕.基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧消防綜合監(jiān)管平臺[J].智能建筑與智慧城市，2020（06）：94-95

作者簡介：

李國賓 （1983.9—），男，漢族，河北邢臺人，碩士研究生學(xué)歷，高級工程師，研究方向：機電設(shè)備運維。

資助項目：

國家電網(wǎng)公司科技資助項目