曾和平

摘要：基于鐵路某站段分散在線路區(qū)間的若干“四電”等生產(chǎn)生活用房現(xiàn)狀，分析了既有消防設(shè)施日常維護(hù)管理中存在的問(wèn)題。針對(duì)問(wèn)題研究智慧消防系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)置、管理策略、主要功能以及實(shí)現(xiàn)途徑。結(jié)合鐵路網(wǎng)絡(luò)管理安全要求，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)采集、傳輸、視頻應(yīng)用等技術(shù)手段與各設(shè)備房屋消防子系統(tǒng)的有機(jī)整合，實(shí)現(xiàn)了站段沿線消防工作的全面下沉式管理，為實(shí)時(shí)獲取現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀況、掌握火災(zāi)隱患、處置火情預(yù)警等，有針對(duì)性地實(shí)現(xiàn)了消防工作的日常精準(zhǔn)管控、危機(jī)處置快速高效、信息掌控實(shí)時(shí)透明等，為有效提升鐵路站段的防災(zāi)減災(zāi)管理水平提供科學(xué)保障。

關(guān)鍵詞：高鐵站段；智慧消防；物互聯(lián)；防災(zāi)減災(zāi)

2020年，國(guó)務(wù)院安委會(huì)《消防安全專(zhuān)項(xiàng)整治三年行動(dòng)實(shí)施方案》中提到：全面應(yīng)用大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)信息化技術(shù)，依托智慧城市建設(shè)，分級(jí)建成城市消防大數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)時(shí)化、智能化評(píng)估消防安全風(fēng)險(xiǎn)。2023年2月，中國(guó)國(guó)家鐵路集團(tuán)有限公司印發(fā)《國(guó)鐵集團(tuán)深化鐵路安全基礎(chǔ)建設(shè)三年行動(dòng)方案》中明確提出“深化智慧消防建設(shè)，提升消防安全預(yù)警監(jiān)測(cè)的智能化、信息化水平”的要求。

1 行業(yè)現(xiàn)狀及項(xiàng)目情況

鐵路作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的交通大動(dòng)脈，通常按照管理需求設(shè)置相應(yīng)的車(chē)站及配套生產(chǎn)管理用房。同時(shí)在站區(qū)范圍內(nèi)幾千米以及區(qū)間幾十千米乃至上百千米的區(qū)段[1]，會(huì)按照列車(chē)安全運(yùn)行的需求設(shè)置專(zhuān)業(yè)的信號(hào)樓、變電所、配電所、分區(qū)所、AT所、中繼站、基站、單身宿舍等不同功能的“四電”等生產(chǎn)生活房屋建筑，建筑內(nèi)設(shè)置保障列車(chē)運(yùn)行安全的設(shè)備、設(shè)施，其管理單位是鐵路專(zhuān)業(yè)站段的車(chē)間、工區(qū)等。管理按照“設(shè)備房屋—工區(qū)—車(chē)間—站段”的層級(jí)模式，實(shí)現(xiàn)由點(diǎn)到面的垂直管理。近些年，隨著科技應(yīng)用的普及和管理水平的提高，站區(qū)或區(qū)間內(nèi)的部分生產(chǎn)生活房屋會(huì)根據(jù)實(shí)際情況采用無(wú)人值守的管理模式。站房、四電等生產(chǎn)生活房屋建筑內(nèi)按照消防規(guī)范和管理要求設(shè)置相應(yīng)的自動(dòng)報(bào)警、氣體滅火、消火栓[2]、應(yīng)急照明、自動(dòng)噴淋、滅火器[3]等各種消防設(shè)施，大部分消防設(shè)施在各建筑區(qū)域內(nèi)分散獨(dú)立使用，缺少統(tǒng)一的消防監(jiān)控管理，無(wú)法實(shí)現(xiàn)車(chē)間或站段級(jí)的統(tǒng)籌管理要求，更不能實(shí)時(shí)監(jiān)控到消防設(shè)備的工作狀態(tài)和火情預(yù)警處理。消防設(shè)施的工作狀態(tài)、故障排查、警情處置等更多的是通過(guò)人工巡查的方式獲取并逐層傳遞反饋，專(zhuān)業(yè)化、信息化、智能化手段運(yùn)用不充分，工作效率偏低，信息時(shí)效性不強(qiáng)，且信息傳遞過(guò)程中難免出現(xiàn)理解偏差等問(wèn)題。

2 消防設(shè)施管理難點(diǎn)及問(wèn)題解決

2.1? 管理難點(diǎn)

2.1.1? 消防設(shè)施分散、系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行

各建筑消防設(shè)施基本處于獨(dú)立運(yùn)維狀態(tài)，比如機(jī)械室設(shè)置獨(dú)立的氣體滅火系統(tǒng)、綜合樓內(nèi)設(shè)置獨(dú)立的應(yīng)急照明系統(tǒng)、宿舍設(shè)置獨(dú)立的消火栓系統(tǒng)等。由于各生產(chǎn)用房相距較遠(yuǎn)，只能采用區(qū)域報(bào)警的管理模式，相應(yīng)的消防設(shè)施無(wú)法進(jìn)行統(tǒng)籌管控，設(shè)施巡檢人員效率低下。

2.1.2? 設(shè)施管理不對(duì)位、信息傳遞緩慢

由于設(shè)備使用和維護(hù)單位歸口多，監(jiān)管分散以及配合不默契等，導(dǎo)致站區(qū)或區(qū)間內(nèi)消防設(shè)施未能形成統(tǒng)一調(diào)度合力，設(shè)備設(shè)施故障和火情預(yù)警等信息反饋傳遞緩慢。

2.1.3? 消防設(shè)施巡檢、排查維護(hù)受限

由于不具備完整統(tǒng)一的智慧化、信息化管理平臺(tái)[4]，消防設(shè)施實(shí)時(shí)監(jiān)管困難，加之維護(hù)作業(yè)需在天窗點(diǎn)內(nèi)進(jìn)行，作業(yè)受限。無(wú)法做到實(shí)時(shí)對(duì)相應(yīng)消防設(shè)施全方位監(jiān)測(cè)管控，不能及時(shí)排除消防隱患。

2.1.4? 火情處置不及時(shí)，影響行車(chē)安全

站房、四電用房等房屋以及行車(chē)設(shè)施設(shè)備一旦出現(xiàn)火情，不能及時(shí)處置，對(duì)列車(chē)的運(yùn)行安全會(huì)造成嚴(yán)重影響以及難以挽回的損失。

2.2? 問(wèn)題解決

2.2.1? 消防設(shè)施的全覆蓋智能監(jiān)測(cè)

系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)各建筑內(nèi)消防設(shè)施、設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，通過(guò)系統(tǒng)算法對(duì)傳感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)化、系統(tǒng)化、智能化分析研判，準(zhǔn)確篩查出異常設(shè)備的位置并及時(shí)語(yǔ)音報(bào)警提示，及時(shí)排除設(shè)備設(shè)施故障，提升火災(zāi)報(bào)警處理效率[5]。

2.2.2? 火情及時(shí)預(yù)警，輔助疏散救援

當(dāng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)發(fā)生火災(zāi)報(bào)警時(shí)，統(tǒng)一管控的消防值班人員能夠迅速在系統(tǒng)中在線調(diào)閱火災(zāi)報(bào)警點(diǎn)位置、消防網(wǎng)格化管理責(zé)任人、相關(guān)消防圖紙、消防應(yīng)急預(yù)案、疏散路線等預(yù)置電子化信息，高效輔助提供第一手處置信息。

2.2.3? 消防設(shè)施集中統(tǒng)一管控，提高智慧化管理效率

系統(tǒng)對(duì)整個(gè)消防設(shè)施設(shè)備工作狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、火災(zāi)報(bào)警重點(diǎn)監(jiān)測(cè)、消火栓水壓監(jiān)測(cè)、消防設(shè)備巡檢記錄跟蹤、消防設(shè)備維保閉環(huán)、責(zé)任網(wǎng)格化管理，管理范疇覆蓋設(shè)備與人員，全面提升消防安全管理水平。

3 智慧消防系統(tǒng)在區(qū)間生產(chǎn)房屋建筑的研究應(yīng)用

3.1? 項(xiàng)目概況

項(xiàng)目實(shí)施區(qū)段位于鄭徐高鐵鄭州至開(kāi)封區(qū)間50km左右分散布置的綜合維修車(chē)間、變電所、AT所、中繼站、配電所等四電房屋建筑。圖1為鄭州東至開(kāi)封北區(qū)間設(shè)施。

3.2? 系統(tǒng)應(yīng)用條件

四電房屋建筑設(shè)備運(yùn)行涉及高鐵行車(chē)安全，按照鐵路系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全要求，該智慧消防系統(tǒng)禁止使用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸及后臺(tái)數(shù)據(jù)處理，且當(dāng)前既有專(zhuān)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理中心無(wú)法接入，視頻系統(tǒng)無(wú)法調(diào)用，通信系統(tǒng)有線接入等限制條件。因此目前民建項(xiàng)目常用的傳統(tǒng)智慧消防系統(tǒng)無(wú)法在鐵路系統(tǒng)應(yīng)用，該項(xiàng)目根據(jù)鐵路需求特點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)安全要求設(shè)置系統(tǒng)架構(gòu)。

3.3? 系統(tǒng)基本架構(gòu)

鐵路智慧消防系統(tǒng)結(jié)合系統(tǒng)功能設(shè)置需求，按照工區(qū)—車(chē)間—站段—鐵路局的基本模式設(shè)置，其中工區(qū)級(jí)為基本單元，車(chē)間級(jí)進(jìn)行消防值守管理單元。以遠(yuǎn)端傳感器、既有消防主機(jī)、智能數(shù)據(jù)傳輸裝置、智能無(wú)線網(wǎng)關(guān)等設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)情況的數(shù)據(jù)采集和傳輸，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)情況的實(shí)時(shí)掌握[6]。第一時(shí)間掌握現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備及火災(zāi)狀況，制定現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急預(yù)案，熟悉現(xiàn)場(chǎng)建筑結(jié)構(gòu)和火災(zāi)發(fā)生位置，精準(zhǔn)定位責(zé)任網(wǎng)格管理責(zé)任人，實(shí)現(xiàn)報(bào)警責(zé)任網(wǎng)格化管理，提升報(bào)警處理的響應(yīng)速度，保障現(xiàn)場(chǎng)人員和財(cái)產(chǎn)安全。圖2為系統(tǒng)基本架構(gòu)。

3.4? 系統(tǒng)接入標(biāo)準(zhǔn)

智慧消防系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)https安全加密協(xié)議后，通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)接入申請(qǐng)開(kāi)放權(quán)限的鐵路專(zhuān)網(wǎng)系統(tǒng)，系統(tǒng)主機(jī)設(shè)置在開(kāi)封北綜合維修車(chē)間消控室，網(wǎng)絡(luò)帶寬要求不小于10Mb/s。表1為對(duì)外數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)，表2為接入數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)。

3.4.1? 壓力數(shù)據(jù)接入

區(qū)間各設(shè)備用房的滅火器、消火水系統(tǒng)等需要采集壓力數(shù)據(jù)的設(shè)施由Lora技術(shù)及433通信協(xié)議無(wú)線采集后經(jīng)區(qū)域網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)通過(guò)有線（TCP/IP）[3]的方式專(zhuān)網(wǎng)上傳至系統(tǒng)主機(jī)。

3.4.2? 設(shè)備數(shù)據(jù)接入

區(qū)間各設(shè)備用房的火災(zāi)報(bào)警、氣體滅火、消火栓、電氣火災(zāi)監(jiān)控、消防電源監(jiān)控、防火門(mén)監(jiān)控等消防設(shè)施經(jīng)設(shè)置在控制盤(pán)（柜）的有線傳感器采集數(shù)據(jù)通過(guò)RS485/RS232、TCP/IP通信協(xié)議通過(guò)有線專(zhuān)網(wǎng)上傳數(shù)據(jù)至系統(tǒng)主機(jī)。

3.4.3? 視頻數(shù)據(jù)接入

區(qū)間內(nèi)消防泵房、機(jī)械室、疏散通道等重點(diǎn)部位和區(qū)域裝設(shè)視頻監(jiān)控?cái)z像頭（鐵路既有視頻監(jiān)控系統(tǒng)無(wú)權(quán)限調(diào)用），通過(guò)專(zhuān)用視頻線路接入車(chē)間設(shè)置的系統(tǒng)主機(jī)。

3.4.4? 手持終端接入

區(qū)間重點(diǎn)消防設(shè)施的巡檢人員按照管理要求、按照滴定周期，通過(guò)手持終端App通過(guò)有線接入系統(tǒng)主機(jī)下載巡檢路線、計(jì)劃等任務(wù)，通過(guò)NFC設(shè)備標(biāo)簽進(jìn)行數(shù)據(jù)掃描采集，保障設(shè)備巡檢到位率并不漏檢，實(shí)時(shí)掌控設(shè)備狀態(tài)。

3.5? 系統(tǒng)軟硬件配置策略

該項(xiàng)目結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)接入消防設(shè)施設(shè)備的實(shí)際情況，按照目前鐵路網(wǎng)絡(luò)安全的要求自建適用性服務(wù)器，配置針對(duì)性的軟硬件設(shè)施。表3為系統(tǒng)軟硬件配置。

支持Guest VLAN、Voice VLANs；支持GVRP協(xié)議；支持MUX VLAN功能；支持基于MAC/協(xié)議/IP子網(wǎng)/策略/端口的VLAN；支持1：1和N：1 VLAN Mapping功能；

3.6? 區(qū)間站點(diǎn)系統(tǒng)巡護(hù)耗時(shí)對(duì)比

開(kāi)封北至鄭州東區(qū)間四電等生產(chǎn)生活用房大部分為無(wú)人值守機(jī)房，消防設(shè)施日常按照管理要求需要在天窗點(diǎn)進(jìn)行巡護(hù)（天窗時(shí)間為0.00～4.00點(diǎn)），周期長(zhǎng)、效率低。全部站點(diǎn)消防設(shè)施完成巡護(hù)需要3個(gè)天窗點(diǎn)，最遠(yuǎn)站點(diǎn)需要200min。應(yīng)用智慧消防系統(tǒng)對(duì)消防設(shè)施巡護(hù)來(lái)說(shuō)，全部站點(diǎn)僅需80min左右，人力物力消耗大幅下降。表4為區(qū)間站點(diǎn)消防設(shè)施巡護(hù)時(shí)間統(tǒng)計(jì)。圖3為區(qū)間設(shè)施巡護(hù)耗時(shí)對(duì)比圖。

4 智慧消防應(yīng)用有待解決的瓶頸問(wèn)題

4.1? 放開(kāi)鐵路專(zhuān)網(wǎng)使用權(quán)限

既有鐵路專(zhuān)用通信有線網(wǎng)絡(luò)幾乎覆蓋整個(gè)站區(qū)和線路區(qū)間，智慧消防系統(tǒng)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離傳輸需要通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)通道。目前有線通信網(wǎng)絡(luò)的使用局限性比較大，大量的數(shù)據(jù)采集傳輸受到很大限制，有待通過(guò)政策面和技術(shù)手段來(lái)有針對(duì)性地放開(kāi)既有專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)的使用權(quán)限。

4.2? 劃定數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)冗余

國(guó)鐵集團(tuán)和各鐵路局集團(tuán)公司建立有龐大的專(zhuān)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理中心，其數(shù)據(jù)處理安全快捷。鐵路智慧消防系統(tǒng)一旦在各專(zhuān)業(yè)站段按照三級(jí)架構(gòu)模式建立后，系統(tǒng)采集、傳輸、分析、存儲(chǔ)以及備份需要一個(gè)比較大且安全的后臺(tái)存儲(chǔ)空間。有待于在既有鐵路局級(jí)專(zhuān)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)冗余。

4.3? 專(zhuān)網(wǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)用

既有鐵路站區(qū)和線路區(qū)間幾乎全覆蓋設(shè)置有視頻綜合監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有獨(dú)立安保、防恐監(jiān)控的使用功能，目前由專(zhuān)業(yè)站段進(jìn)行管理維護(hù)。智慧消防系統(tǒng)有待于通過(guò)政策層面的支持，考慮就近調(diào)用既有綜合視頻，對(duì)于既有視頻盲區(qū)有針對(duì)性地增設(shè)攝像頭，同步納入鐵路視頻綜合監(jiān)控系統(tǒng)并進(jìn)行調(diào)用。

5 結(jié)語(yǔ)

鐵路智慧消防物互聯(lián)監(jiān)控管理系統(tǒng)針對(duì)鐵路站段設(shè)備房屋消防設(shè)施設(shè)置分散、點(diǎn)多線長(zhǎng)的特點(diǎn)，通過(guò)設(shè)置專(zhuān)網(wǎng)傳輸、采用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析及人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了火災(zāi)報(bào)警、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)、巡護(hù)打卡、設(shè)備維保、消防預(yù)案、責(zé)任網(wǎng)格化、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)等管理功能。有效提升了消防設(shè)施的管理能力，提高了報(bào)警處置效率，推進(jìn)了消防安全責(zé)任的網(wǎng)格化管理，為滅火救援提供第一手信息，為火災(zāi)事故調(diào)查提供客觀資料。同時(shí)有效降低了人員實(shí)地巡檢的工作強(qiáng)度，也為鐵路設(shè)施的防災(zāi)減災(zāi)提供了有力的保障，對(duì)于提高鐵路站段的消防管理能力具有現(xiàn)實(shí)的參考意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]齊偉，程陽(yáng)春.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于高鐵消防安全管理探析[J].鐵道警察學(xué)院學(xué)報(bào)，2016，26（6）：73-76.

[2]李念慈，汪宇，周明潭.濕式自動(dòng)滅火系統(tǒng)消防水泵自動(dòng)啟動(dòng)可靠性分析[J].消防科學(xué)與技術(shù)，2023，42（3）：367-369.

[3]蒙慧玲.滅火器的定位和有效性辨識(shí)研究[J].消防科學(xué)與技術(shù)，2020，39（9）：1267-1270.

[4]岳清春.“智慧消防”視域下的社會(huì)消防安全管理研究[J].消防科學(xué)與技術(shù)，2020，39（1）：126-128.

[5]逯家瑞.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在高鐵消防管理中的應(yīng)用[J].今日消防，2020，5（10）：6-7.

[6]王琴，陳東東，唐瑾.“智慧消防”在鐵路工程的應(yīng)用與難點(diǎn)探析[J].智能建筑與智慧城市，2020（4）：99-100.

Exploring the Application of Intelligent Firefighting in High-speed Railway Station Segment Management Based on Internet of Things Technology

Zeng Heping

（China State Railway Group Limited，Beijing? 100844）

Abstract： Based on the current situation of several "four electric" and other production and living rooms scattered in the line section of a railroad station， the problems existing in the daily maintenance and management of existing fire protection facilities are analyzed. In view of the problems， it studies the architecture setting， management strategy， main function and realization way of intelligent fire protection system. Combined with the safety requirements of railroad network management， through the organic integration of data collection， transmission， video application and other technical means with the fire-fighting sub-systems of each equipment and housing， it realizes the comprehensive downward management of fire-fighting work along the station section， and provides real-time access to on-site equipment conditions， mastery of fire hazards， and disposal of fire warnings， etc.， and purposefully realizes the daily accurate control of fire-fighting work， fast and efficient crisis disposal， and real-time transparency of information control. To effectively enhance the railroad station section of the disaster prevention and mitigation management level to provide scientific protection.

Keywords： high-speed railway station section; intelligent fire protection; Internet of Things; disaster prevention and mitigation