岳 田，王云峰，余春燕，許 翀

(國防工程研究院，北京 100036)

0 前 言

建筑電氣火災(zāi)隱患預(yù)防和治理，是建筑運(yùn)維管理的重要組成部分，對相關(guān)技術(shù)進(jìn)行分析，研究建筑電氣消防治理體系構(gòu)建方面問題，也是落實“新基建”理念的數(shù)字信息化建設(shè)的重要組成部分。實踐應(yīng)用中，考慮到電氣火災(zāi)危害性較大，火災(zāi)發(fā)生幾率上升，已經(jīng)占到火災(zāi)總數(shù)的70%以上，相關(guān)領(lǐng)域工作人員應(yīng)對此提高重視力度，使用大數(shù)據(jù)技術(shù)來提升電氣火災(zāi)治理體系的完善度。

1 大數(shù)據(jù)與電氣火災(zāi)

1.1 大數(shù)據(jù)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

基于大數(shù)據(jù)構(gòu)建的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)主要是通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對引發(fā)火災(zāi)隱患的因素進(jìn)行實時跟蹤與統(tǒng)計分析，對配電系統(tǒng)中的電壓、電流、電弧以及導(dǎo)線溫度等要素進(jìn)行智能監(jiān)控。引發(fā)電氣火災(zāi)的主要因素包括電壓過載、欠壓、短路和電弧故障等。通過大數(shù)據(jù)智能監(jiān)控技術(shù)，可實現(xiàn)對電氣線路的系統(tǒng)全面檢測，尤其是滅弧式電氣防火保護(hù)裝置的應(yīng)用，使得電氣線路的運(yùn)行狀態(tài)被實時監(jiān)測，保證過載相關(guān)位置無火花產(chǎn)生，有效預(yù)防電氣火災(zāi)發(fā)生[1]。此外，基于大數(shù)據(jù)電氣火災(zāi)監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用，可及時將電氣線路的運(yùn)行情況實時傳遞至管理后臺，通過數(shù)據(jù)對比分析，為管理人員的決策行為提供支持。

1.2 電氣火災(zāi)預(yù)警的問題概述

現(xiàn)階段，針對電氣火災(zāi)的治理應(yīng)堅持消防一體化原則，通過治理和預(yù)防兩個維度，對電氣火災(zāi)問題進(jìn)行治理，全面提升火災(zāi)隱患治理能力。實踐中，電氣火災(zāi)的發(fā)生原因多以短路為主，因此，預(yù)防電氣線路短路是提升火災(zāi)治理能力的關(guān)鍵。目前，在我國電氣火災(zāi)消防管理系統(tǒng)中，相關(guān)的預(yù)防報警裝置主要是煙感、溫感和光感等設(shè)備，相關(guān)技術(shù)應(yīng)用未能在源頭上對問題進(jìn)行治理，電氣消防問題仍然嚴(yán)重，需要對其大數(shù)據(jù)監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用，提升電氣火災(zāi)預(yù)警與控制能力。

2 傳統(tǒng)電氣火災(zāi)防范中存在的問題

2.1 防范理念落后

立足建筑消防安全角度，對相關(guān)問題進(jìn)行思考可知，需要對電氣火災(zāi)進(jìn)行風(fēng)險預(yù)警，致力于在源頭上杜絕火災(zāi)發(fā)生。然而，在火災(zāi)防范過程中，未能遵循預(yù)防為主，治理為輔的原則，對電氣火災(zāi)的預(yù)警處理能力明顯不足，影響實際處理效果?，F(xiàn)階段，電氣火災(zāi)防范主要集中在處理階段，對預(yù)警理念未能充分落實，使得火災(zāi)發(fā)生幾率增加。同時，實踐管理中，相關(guān)主體之間利益關(guān)系復(fù)雜，未能構(gòu)建有效的信息共享與協(xié)調(diào)機(jī)制。在電氣火災(zāi)管理中，未能形成聯(lián)動治理體系，使得電氣火災(zāi)治理的防范體系未能形成。行業(yè)人員對火災(zāi)防范系統(tǒng)構(gòu)建未能提高關(guān)注力度，影響電氣消防工作的有序開展。

2.2 技術(shù)的局限性

傳統(tǒng)電氣安全火災(zāi)隱患等問題主要通過檢測線纜溫度和剩余電流大小，對事先設(shè)定的閾值進(jìn)行比較，當(dāng)超過臨界值時發(fā)出報警信號。相關(guān)技術(shù)應(yīng)用具有一定局限性，經(jīng)常出現(xiàn)誤判和錯判問題，使得建筑電氣火災(zāi)預(yù)警管理功能失去參考價值，為有效改善這一問題，應(yīng)研究最新技術(shù)形式，結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)，對火災(zāi)隱患問題進(jìn)行分析，對電路系統(tǒng)存在的風(fēng)險隱患進(jìn)行全面分析，并且根據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，對供電回路的安全狀態(tài)進(jìn)行全面評估，防止發(fā)生電氣火災(zāi)漏報或誤報問題。

2.3 治理體系構(gòu)建問題

在建筑電氣火災(zāi)治理過程中，應(yīng)形成有效的電氣火災(zāi)預(yù)防治理體系，通過傳感器和監(jiān)控平臺，對電氣系統(tǒng)風(fēng)險狀況進(jìn)行及時監(jiān)控，使得電氣系統(tǒng)應(yīng)用更加安全穩(wěn)定。實踐過程中，由于技術(shù)局限問題，加之部分建筑管理人員專業(yè)層次不夠，使得電氣火災(zāi)風(fēng)險隱患增加。此外，在管理過程中，對大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)等最新技術(shù)應(yīng)用不足，未能實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)及時上傳，影響建筑電氣火災(zāi)治理有效性[2]。

同時，火災(zāi)防范治理體系不健全，未能對相關(guān)人員進(jìn)行科學(xué)有效指導(dǎo)，影響火災(zāi)治理效果。相關(guān)平臺和治理體系的缺乏也導(dǎo)致電氣線路運(yùn)行數(shù)據(jù)上傳效果較差，未能實現(xiàn)對火災(zāi)隱患的預(yù)警，影響實際工作效率。

3 基于大數(shù)據(jù)構(gòu)建電氣火災(zāi)防患治理體系方法

3.1 傳感器的應(yīng)用

目前，在建筑電氣火災(zāi)治理過程中，傳感器的應(yīng)用已經(jīng)很普遍了，可以滿足數(shù)據(jù)收集、整理和分析要求，是大數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電氣火災(zāi)防患治理中應(yīng)用的基礎(chǔ)。大數(shù)據(jù)電氣火災(zāi)治理體系構(gòu)建需要重視傳感器位置選擇，將火災(zāi)預(yù)警和傳感裝置應(yīng)用在通信網(wǎng)絡(luò)中，并且對其進(jìn)行加密處理，確保數(shù)據(jù)資源傳輸安全性，是目前技術(shù)應(yīng)用要點[2]。電氣安全通信網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新，可實現(xiàn)大規(guī)模、全天候、數(shù)字化技術(shù)有效應(yīng)用，對提升電氣火災(zāi)監(jiān)控力度具有重要價值。

隨著技術(shù)發(fā)展，現(xiàn)階段“UNIT物聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)逐漸成熟，即通過大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用，以物聯(lián)網(wǎng)為載體，實現(xiàn)建筑電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中的多網(wǎng)聯(lián)合。相關(guān)技術(shù)可實現(xiàn)傳感器的“即插即用”，以此滿足數(shù)據(jù)資源的有效聚合，為電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建奠定良好基礎(chǔ)。

分析目前應(yīng)用在建筑電氣火災(zāi)預(yù)警防范中的傳感器資源，大規(guī)模傳感器對數(shù)據(jù)資源的采集量已經(jīng)達(dá)到PB級別，即在電氣火災(zāi)防患治理體系構(gòu)建中，所應(yīng)用的數(shù)據(jù)資源其日均增量已經(jīng)達(dá)到TB級別。因此，迫切需要構(gòu)建智能化管理系統(tǒng)，對傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行升級?；贖adoop和Spark等大數(shù)據(jù)技術(shù)，對傳感裝置進(jìn)行應(yīng)用，使得建筑電氣火災(zāi)預(yù)警治理能力顯著提升，可全面提升消防安全管理水平。相關(guān)數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用，也搭建了分布式存儲和并行計算系統(tǒng)，使得數(shù)據(jù)技術(shù)獲得高效應(yīng)用，滿足新時期電氣火災(zāi)隱患預(yù)警技術(shù)的升級要求。

3.2 預(yù)警管理平臺

“防患于未然”是建筑電氣火災(zāi)治理的重要原則。實踐管理中，應(yīng)使用預(yù)警管理平臺，對管理技術(shù)進(jìn)行升級[3]。大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用過程中，分析電氣線路某一時間段監(jiān)測的數(shù)據(jù)變化情況，倘若部分傳感數(shù)據(jù)發(fā)生靜態(tài)偏離，可對其進(jìn)行故障分析，分析其常見的隱患類型和原因。此時系統(tǒng)一般不進(jìn)行預(yù)警，只是提醒用戶做好相關(guān)排除與準(zhǔn)備。電氣系統(tǒng)中，相關(guān)數(shù)據(jù)出現(xiàn)靜態(tài)偏離是電氣線路安全等級的反應(yīng)，屬于電氣線路風(fēng)險評估的過程，與傳統(tǒng)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)比較，只是增加了電氣線路風(fēng)險評估模塊。

實踐中，應(yīng)注重構(gòu)建基于大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用的動態(tài)化預(yù)警管理平臺，可實現(xiàn)對電氣設(shè)備故障和火災(zāi)隱患的有效監(jiān)控。并且應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)對電氣火災(zāi)隱患預(yù)警是全面評估的過程，不僅是對設(shè)備閾值的監(jiān)控，而且對火災(zāi)隱患進(jìn)行全方位考慮，提升了火災(zāi)隱患監(jiān)測能力[4]。

建筑電氣火災(zāi)預(yù)警管理平臺的主要作用是實現(xiàn)火災(zāi)隱患監(jiān)測，防止線路出現(xiàn)短路、過載和接觸不良問題，降低電弧火花的產(chǎn)生幾率。同時，通過對火災(zāi)預(yù)警監(jiān)督管理平臺的升級，可實現(xiàn)對火患災(zāi)害的有效排查，降低風(fēng)險等級。造成電氣類火災(zāi)的主要因素是電氣線路短路和過載問題，對相關(guān)因素的控制可通過滅弧式電氣防火保護(hù)裝置應(yīng)用來實現(xiàn)[5]。實踐中，當(dāng)電氣線路中發(fā)生短路故障時，可能導(dǎo)致相關(guān)檢測系統(tǒng)無法捕捉故障信號這一現(xiàn)象發(fā)生，使得火災(zāi)風(fēng)險監(jiān)控能力明顯不足。倘若發(fā)生線路過載，會造成電線絕緣層融化，引發(fā)短路火災(zāi)，使得線路運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性受到影響[6]。為改善相關(guān)問題應(yīng)對預(yù)警管理平臺進(jìn)行升級，使用大數(shù)據(jù)技術(shù)提升故障要素識別能力。

3.3 綜合治理體系

建筑電氣火災(zāi)防患治理中，大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用融合了多種技術(shù)資源，可提升治理效果。同時，相關(guān)技術(shù)應(yīng)用也使得預(yù)警模式更加先進(jìn)，對提升建筑系統(tǒng)穩(wěn)定性與安全性意義重大[7]。建筑電氣火災(zāi)綜合治理體系形成做到了被動治理向主動防御轉(zhuǎn)變，是提升建筑物電氣火災(zāi)預(yù)警能力的關(guān)鍵。相關(guān)人員應(yīng)認(rèn)識到電氣火災(zāi)預(yù)警治理體系構(gòu)建的重要意義，并形成社會共同參與、有效監(jiān)督的良好局面。

基于大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用使得火災(zāi)防患治理體系獲得進(jìn)步升級，對提升建筑電氣消防管理水平具有重要價值。通過對大數(shù)據(jù)技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)平臺應(yīng)用，可提升建筑電氣火災(zāi)預(yù)警管理能力，實現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新。通過傳感器技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)，可對綜合治理系統(tǒng)進(jìn)行升級完善，達(dá)到對建筑物電氣設(shè)備實時監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在的故障問題，做到及時發(fā)現(xiàn)、及時治理，提升大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用穩(wěn)定性[8]。實踐中，研究了隱患判定算法，對風(fēng)險類型、級別進(jìn)行劃分，致力于在風(fēng)險管理過程中，構(gòu)建風(fēng)險管理模型，真正實現(xiàn)對火災(zāi)風(fēng)險問題的智能化管理。具體應(yīng)用過程中，可結(jié)合線下電氣火災(zāi)隱患治理體系，使得全方位治理體系得到實踐應(yīng)用，為電氣火災(zāi)風(fēng)險識別提供技術(shù)保障。

實踐工作中，構(gòu)建了智慧用電和安全隱患預(yù)防綜合治理系統(tǒng)，對建筑電氣配電柜總進(jìn)線位置安裝了電氣安全在線監(jiān)測裝置，對線纜溫度進(jìn)行實時監(jiān)測，防止出現(xiàn)電壓過載、漏電和電力性能不穩(wěn)定問題。大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用過程中，可及時將相關(guān)報警信息傳送到風(fēng)險隱患監(jiān)控平臺，通過對相關(guān)問題分析，制定科學(xué)有效治理方案，使得線路系統(tǒng)的火災(zāi)風(fēng)險隱患預(yù)警能力提升。實踐管理中，可通過PC端或移動終端，對電氣系統(tǒng)運(yùn)行狀況進(jìn)行實時檢測，及時發(fā)現(xiàn)電路中出現(xiàn)的電壓過載或短路問題。

基于綜合治理體系應(yīng)用，當(dāng)電氣系統(tǒng)中出現(xiàn)電氣故障，監(jiān)控平臺會將相關(guān)信息及時上傳給智慧用電平臺，并且對相關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，形成數(shù)據(jù)資源，為后期的管理提供技術(shù)支持。同時，技術(shù)應(yīng)用中，也提供了區(qū)域和行業(yè)用電安全隱患可視化展示平臺，對火災(zāi)風(fēng)險隱患發(fā)生的季節(jié)規(guī)律和發(fā)展趨勢等數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，為后期的監(jiān)督管理工作提供數(shù)據(jù)支持。

4 結(jié) 論

在建筑電氣火災(zāi)防患治理中，應(yīng)注重傳感器應(yīng)用，構(gòu)建合理有效的預(yù)警管理平臺，并且對綜合治理體系進(jìn)行研究，通過對電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的完善，為建筑電氣消防做出重要貢獻(xiàn)。同時，基于大數(shù)據(jù)的電氣火災(zāi)隱患治理體系也必將是“新基建”中不可或缺的一部分。

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