劉細鳳

安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定201801

摘要：文章主要針對高大空間建筑，分析了火災發(fā)生初期如何實現(xiàn)快速報警與快速滅火。通過借助設置在建筑防火分區(qū)內(nèi)的火警探測器與軌道式、地面式及無人機智慧滅火機器人，能夠在火災影響范圍不大的情況下，及時發(fā)現(xiàn)火災著火點，并迅速撲滅，從而減少人員和財產(chǎn)損失。同時，在報警與滅火的過程中，智慧滅火機器人把相關數(shù)據(jù)資料和圖像監(jiān)視資料快速遠傳至消防控制室與城市管理，方便各指揮部門開展各項工作。

關鍵詞：智慧消防；滅火機器人；獨立滅火系統(tǒng)；穩(wěn)定信息回路；火災快速報警

0引言

建筑物火災每年給國家和人民造成了巨大的損失，如何有效防止火災發(fā)生，或在發(fā)生火災后的時間內(nèi)將火撲滅，是急需解決的問題。而且高層、高層建筑及大型商場、醫(yī)院等公共場所等的消防報警滅火系統(tǒng)尤為重要。目前，火災預警及滅火方式除了人力滅火，主要的就是應用火災自動報警聯(lián)動控制系統(tǒng)和自動噴淋系統(tǒng)。在大空間的防火分區(qū)內(nèi)，一旦出現(xiàn)火情，在著火范圍不大的情況下，應立即用大空間移動式智慧消防報警滅火系統(tǒng)迅速將火撲滅；因為一旦形成大面積、大范圍的火情，撲救難度將成倍增加，即使火災撲滅了，造成的損失也是巨大的。大空間移動式智慧消防報警滅火系統(tǒng)由火警探測器與軌道式、地面式及無人機智慧滅火

機器人構成。

1 滅火系統(tǒng)概述

1.1 自動滅火系統(tǒng)和消火栓滅火系統(tǒng)的缺陷

目前，自動滅火快速方式主要還是以自動噴淋為主（或大面積采用水炮自動滅火方式）；消火栓由專業(yè)人員手動操作，滅火方式基本屬于被動式。早期的大面積滅火方式是通過自動噴淋方式，當燃燒位置的溫度達到 68℃時，自動噴淋噴頭內(nèi)的水立即噴灑向著火處進行滅火；而當消控接受火警信號后，立即啟動相關報警及聯(lián)動系統(tǒng)，當相關消防專業(yè)人員根據(jù)火災報警情況到達火場，操作消火栓，啟動消火栓泵時，已經(jīng)花費了較長的時間，火勢很可能已經(jīng)快速蔓延，而火勢一旦擴大就很難得到有效控制。而且很多建筑內(nèi)的噴淋及消防管道因為長期沒有使用，存在積臟或腐蝕現(xiàn)象，使發(fā)電機無法正常啟動，或需要較長時間才能正常啟動；還

有水泵損壞、電纜接頭損壞、控制屏線路損壞等問題，使整個系統(tǒng)不能正常運行，無法及時進行滅火。尤其在老舊建筑物中，消防滅火系統(tǒng)老化，如果任何一個環(huán)節(jié)維修不到位，都無法進行有效滅火。

1.2 智慧消防報警滅火系統(tǒng)的優(yōu)點

如何應對突發(fā)火警，可以通過在同一個防火分區(qū)內(nèi)建立多個獨立滅火系統(tǒng)的主動式滅火裝置，在防火分區(qū)內(nèi)的某個地方發(fā)生火情時，這些滅火裝置立即主動出擊，能在短時間內(nèi)進行智能判斷且快速滅火。在日常生活中，這些智慧滅火設備在各防火分區(qū)中處于充電待命狀態(tài)，一旦接收火警指令，就會以秒計時，迅速到達現(xiàn)場對火情進行智能化判別，再采用合理的方式滅火，使火情在短時間內(nèi)得到有效控制。

2 智慧型多功能綜合滅火機器人的主元件組成

智慧型多功能綜合滅火機器人可分成三類：空中軌道式、地面行走式以及無人機值守型等。在實際使用過程中，三類機器人各有千秋，這三類智慧滅火機器人均擁有獨立滅火系統(tǒng)，可設定自動智慧模式，或在消防控制統(tǒng)一控制協(xié)調(diào)下（消防指令可設優(yōu)先級）協(xié)同滅火。三類機器人的外觀和內(nèi)部元件均為耐火或防火型材質(zhì)（防爆區(qū)內(nèi)機器人均由防爆元件制成），保證在有效滅火時間內(nèi)，設備均可正常工作；三類智慧滅火機器人均由 3 個關鍵主元件組成。

2.1 旋轉追蹤主元件基本構件

（1）紅外熱成像光電技術檢測傳感器；（2）單點式紅、紫外探測器或紅紫外復合探測器；（3）小水柱霧化噴頭（噴射小水柱及顆粒霧）；（4）消防泡沫噴頭（或其他滅火器材，如超細干粉、二氧化碳等）；（5）高清攝像頭（攝像頭上方同時安裝 LED 高光束燈光）；（6）與消防相關的各種傳感器（如溫度探測傳感器、氣體探測傳感器等）；（7）人體感應探測器、人臉識別系統(tǒng)、抓捕繩及噴射劑。以上所有元件均為旋轉追蹤器的重要構件。

2.2 控制裝置與 EPS、UPS電源主元件

控制裝置與 EPS、UPS 電源主元件包括微計算機系統(tǒng)，自備電源系統(tǒng)，廣播喇叭、紅藍火警燈閃爍裝置，液位傳感器（檢測自身水池水位），系統(tǒng)自巡檢故障檢測系統(tǒng)，無線信號接收、發(fā)射系統(tǒng)等等。

2.3 消防滅火器材主元件

消防滅火器材主要包括小型加壓泵（或雙加壓泵）、超小型消防水箱、泡沫消防元件、超細干粉、二氧化碳等小型、輕型滅火器材。

3 獨立式

目前，在建筑防火分區(qū)內(nèi)，是固定式均勻布置的，在火警發(fā)生時進行報警，存在一定的滯后性，如何解決這一問題，文章提出如下解決方案。

3.1 高靈敏復合型。

它是一個獨立式的火災報警小系統(tǒng)，將高靈敏探測器及地址定位編碼與防火分區(qū)內(nèi)的區(qū)域火警系統(tǒng)無線連接。它由多種復合型、定位裝置、自備電源及接收發(fā)射器等元件組成，底座可以臨時安裝或固定安裝。在防火分區(qū)內(nèi)，針對火災危險等級比較高或火災隱患比較大的場所，高靈敏復合型可以實現(xiàn)火警快速定位與報警。

3.2 無人機飛行式。

其工作原理與高靈敏復合型一樣，但它的機動性更強，火災報警的瞬間響應更快。飛行式可編程設定巡航高度及自動避開障礙物，如在夜間、無人的空間，可依需求，設置在 2 ～ 2.5m 處進行巡檢。此外，其配置上還增加了一些元件，如人臉識別系統(tǒng)、警示燈、麥克風與報警廣播喇叭等，可進一步保衛(wèi)巡檢機器飛行器。

3.3 壁掛式負壓型搖頭。

針對一些空間比較高的區(qū)域，待煙上升至頂棚時，所需時間較長，火勢已經(jīng)發(fā)展到一定規(guī)模。如何快速探測燃燒產(chǎn)生的煙霧，設計一種壁掛式負壓型搖頭，主探測器固定在設備的處，其采用高靈敏多種復合型探測器，并配置攝像頭，主探測器周邊為葉片式風扇，葉片旋轉產(chǎn)生負壓。在室內(nèi)無風情況下，可布置此類探測器，在探測器附近產(chǎn)生負壓小空間，若附近產(chǎn)生煙霧，由于負壓存在，煙霧快速到達火警探測器位置，探測器可在短時間內(nèi)迅速完成報警。監(jiān)控視頻可遠傳監(jiān)控室或消防控制室，以便管理人員觀察現(xiàn)場情況。

3.4 落地式可移動。

落地式可移動安裝在支架上，在室內(nèi)根據(jù)家具靈活放置。主支架類似為照相機三角支架，頂端為高靈敏復合型。探測器可依現(xiàn)場情況加配攝像頭、麥克風等設備，與區(qū)域報警器無線連接（自備定位裝置及 UPS 電源）

4 安科瑞智慧消防監(jiān)控云平臺介紹與選型

4.1平臺簡介

安科瑞智慧消防綜合管理云平臺基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等現(xiàn)代信息技術，將分散的火災自動報警設備、電氣火災監(jiān)控設備、智慧煙感探測器、智慧消防用水等設備連接形成網(wǎng)絡，并對這些設備的狀態(tài)進行智能化感知、識別、定位，實時動態(tài)采集消防信息，通過云平臺進行數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析，幫助實現(xiàn)科學預警火災、網(wǎng)格化管理、落實多元責任監(jiān)管等目標。原先針對“九小場所"和危化品生產(chǎn)企業(yè)無法有效監(jiān)控的空白，適應于所有公建和民建，實現(xiàn)了無人化值守智慧消防，實現(xiàn)智慧消防“自動化"、“智能化"、“系統(tǒng)化"、用電管理的實際需求。

從火災預防，到火情報警，再到控制聯(lián)動，在統(tǒng)一的系統(tǒng)大平臺內(nèi)運行，用戶、安保人員、監(jiān)管單位都能夠通過平臺直觀地看到每一棟建筑物中各類消防設備和傳感器的運行狀況，并能夠在出現(xiàn)細節(jié)隱患、發(fā)生火情等緊急和非緊急情況下，在幾秒時間內(nèi)，相關報警和事件信息通過手機短信、語音電話、郵件提醒和APP推送等手段，就迅速能夠迅速通知到達相關人員。同時，通過自動消防滅火控制裝置啟動自動滅火設備和消防聯(lián)動控制設備，有效解決用電單位電氣線纜老舊，小微企業(yè)無專業(yè)電工、肉眼無法直觀系統(tǒng)即時排查電氣隱患、隱蔽工程隱患檢查難等難題，及時排除隱患，安科瑞智慧消防監(jiān)控云平臺結構如下圖所示：

4.2 平臺功能

(1) 平臺登陸

用戶登錄成功之后進入首頁，如圖所示。主要展示的內(nèi)容有：項目概況、設備狀態(tài)、設備分類、設備報警信息、報警分類、報警統(tǒng)計、設備臺賬信息等。其中地圖可以選配成BIM建筑模型，任何傳感器報警時可以在BIM模型中預警顯示。

(2) 實時監(jiān)控

智慧用電子系統(tǒng)可接入電氣火災、故障電弧、電氣火災主機、滅弧式保護器探測和母排無線測溫探測等等各類子系統(tǒng)，實現(xiàn)對相關消防系統(tǒng)設備的信息實時監(jiān)控，一且發(fā)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)劇超過風險閾值，APP、電話報警統(tǒng)統(tǒng)上陣，通過設備的標簽、地理位置定位，快速通知，快速處置

(3) 隱患管理

隱患管理包括隱患巡查、隱患處理、和隱患記錄，隱患巡查的目的是為了系統(tǒng)在產(chǎn)生報警或隱患后，系統(tǒng)可以針對工程人員派發(fā)工單，處理完以后工程人員能夠在系統(tǒng)中填寫相關工單任務記錄，以供歷史查詢。隱患統(tǒng)計支持對項目進行日、月、季、年的維度查詢，并能夠自定義時間查詢，將項目下隱患以曲線，圖表的形式展現(xiàn)

(4) 統(tǒng)計分析

統(tǒng)計分析包括數(shù)據(jù)匯總和分析報告，數(shù)據(jù)匯總以曲線和表格形式顯示各個月份的報警和故障記錄，同時顯示控制日志，支持按照控制類和參數(shù)設置類分別顯示，也可以按照操作是否成功分別顯示，包括此次控制的操作情況，項目名稱，設備信息以及對應的操作時間等；分析報告包括總體概況和設備回路特征分析。

(5) 運維管理

根據(jù)運維調(diào)度管理的需要，智能調(diào)度技術人員可以分為不同角色，系統(tǒng)支持巡檢計劃和巡檢日歷，可支持巡檢人員使用手機NFC芯片巡檢打卡的功能。

(6) 手機APP功能

手機APP軟件具有IOS版本和安卓版本，并與電腦終端系統(tǒng)的數(shù)據(jù)同步，能展示剩余電流、溫度、電壓、電流等電氣參數(shù)的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線、歷史數(shù)據(jù)與變化曲線；短路、斷線、漏電、超溫、過壓、欠壓、過流等電氣故障實時報警數(shù)據(jù)等；能實時顯示項目地理位置、未排除隱患數(shù)、未處理巡檢數(shù)等；通過APP消息推送的方式提醒用戶實時報警信息；可以實現(xiàn)遠程復位、遠程分閘功能；可以對所有現(xiàn)場探測器進行遠程參數(shù)設定及修改；可以對所有現(xiàn)場探測器的遠程控制記錄進行查詢；

4.3配置

4.3.1平臺服務器：建議按照我方配置購買，或者客戶自己租用阿里云資源。

硬件配置清單：（如申請阿里云可忽略）

4.4系統(tǒng)現(xiàn)場硬件配置清單：

注：以下配置為針對1個回路選型，其中剩余電流互感器應根據(jù)現(xiàn)場回路電流大

4.5產(chǎn)品選型

電氣火災監(jiān)控探測器

5 結論

（1）軌道式、地面式或無人機智慧機器人都有一個共同特點，均為獨立式智慧滅火系統(tǒng)設備。機器人均采用防火及耐火性能比較好的產(chǎn)品，可接近火源，在接到火警信號時，以時間到達著火點，在火勢處于萌芽狀態(tài)時把火撲滅。

（2） 在高科技產(chǎn)品日新月異發(fā)展情況下，各種形式的高可靠性智慧滅火機器人的技術在不斷完善。智慧滅火機器人在高大空間建筑及人員密集公共場所可以發(fā)揮非常重要的作用，而且在數(shù)字城市、智慧城市的發(fā)展建設中，設置智慧型多功能綜合報警滅火系統(tǒng)，可以實現(xiàn)快速報警、快速滅火，防止火災蔓延，更有效地保障人員及財產(chǎn)。

參考文獻

[1] 熊忠榮.大空間移動式智慧消防報警滅火系統(tǒng)設計分析.

[2] 公安部天津消防研究所. 建筑設計防火規(guī)范(2018 年版):GB 50016—2014[S]. 北京: 中國計劃出版社,2018.

[3] 公安部沈陽消防研究所. 火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范:GB 50116—2013[S]. 北京: 中國計劃出版社,2013.嚴霄鳳，張德馨.大數(shù)據(jù)研究山.計算機技術與發(fā)展，2013.

[4] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊，2020.06版.

作者簡介：劉細鳳,女,安科瑞電氣股份有限公司，主要從事智慧消防監(jiān)控系統(tǒng)