電氣火災(zāi)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)-電氣火災(zāi)遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)

　　一、電氣火災(zāi)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)分析

　　近年來電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展到網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測階段，其監(jiān)測手段變得更加多樣化， 監(jiān)測效率也更高，但由于系統(tǒng)需求以及實(shí)際監(jiān)測場景的不同， 其電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案也會(huì)不同。我們以建筑為對象， 分析了社區(qū)電氣火災(zāi)的監(jiān)測特點(diǎn)及監(jiān)測場景， 并在此基礎(chǔ)上提出了系統(tǒng)平臺(tái)的搭建需求。

　　二、電氣火災(zāi)監(jiān)測特點(diǎn)

　　在城市建筑當(dāng)中， 用電設(shè)備較多， 分布在建筑的各個(gè)地方， 其中電纜豎井、大型用電設(shè)備放置區(qū)、配電室等都是容易產(chǎn)生電氣火災(zāi)的區(qū)域。 其引發(fā)的原因包括設(shè)備短路、接地故障、 負(fù)荷過載及設(shè)備老化等， 主要體現(xiàn)在電氣線路故障和設(shè)備故障， 前者由于電氣線路短路或過載將造成過電流的產(chǎn)生，并使該處溫度升高，加劇接觸面氧化， 導(dǎo)致電阻將進(jìn)一步增大，形成惡性循環(huán)，發(fā)展到一定階段后，配電線路融化絕緣外皮， 引發(fā)電氣火災(zāi)。 后者由于電氣部件接觸不良、節(jié)點(diǎn)故障等原因產(chǎn)生電火花引燃周圍可燃物或絕緣導(dǎo)線，導(dǎo)致電氣火災(zāi)的發(fā)生。 針對上述兩種形成電氣火災(zāi)的主要方式， 由于電流及溫度較為容易監(jiān)測，并且這方面的研究更為成熟，因此監(jiān)測方式主要為在配電線路中布置溫度、電流探測器，對用電設(shè)備的溫度以及剩余電流進(jìn)行監(jiān)測。

　　基于電氣火災(zāi)監(jiān)測的兩個(gè)主要參數(shù)， 其參數(shù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)特性主要分為如下兩點(diǎn)：

　?、?電氣線路和設(shè)備在使用過程中造成用電設(shè)備的電流增大，溫度升高等變化過程需要一段時(shí)間，盡管在故障發(fā)生時(shí)參數(shù)變化較快，但整個(gè)過程是持續(xù)穩(wěn)定的。

　　② 監(jiān)測要求來看，由于社區(qū)建筑用電設(shè)備集中，易燃物較多，電氣火災(zāi)形成迅速，蔓延快，監(jiān)測數(shù)據(jù)具有很高的時(shí)效要求。

　　傳統(tǒng)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施部署結(jié)構(gòu)，如下圖所示：

　　傳統(tǒng)電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)的組成一般分為監(jiān)測節(jié)點(diǎn)的電氣火災(zāi)探測器，區(qū)域電氣火災(zāi)監(jiān)控主機(jī)以及通信網(wǎng)絡(luò)。 根據(jù)具體監(jiān)測點(diǎn)位的部署，監(jiān)控主機(jī)可以分散放置在監(jiān)測點(diǎn)較為集中的位置，以節(jié)省布線成本，如果監(jiān)測區(qū)域范圍集中，可直接將報(bào)警監(jiān)控主機(jī)放置在消防控制中心，監(jiān)控探測器和傳感器安裝在現(xiàn)場配電柜中。

　　其必須實(shí)現(xiàn)的功能主要涉及以下幾個(gè)方面：

　?、?數(shù)據(jù)采集與處理功能， 主要是檢測和采集配電設(shè)備中剩余電流、溫度等傳感器傳出的模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)，并通過現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)輸送至監(jiān)控主機(jī)，在主機(jī)中經(jīng)過簡單數(shù)據(jù)處理之后以一定的形式顯示出來，比如打印機(jī)、顯示屏等，讓現(xiàn)場工作人員能夠及時(shí)準(zhǔn)確地觀察到現(xiàn)場的監(jiān)測數(shù)據(jù)，以便對現(xiàn)場情況進(jìn)行分析校對。

　　② 預(yù)警功能， 獲取現(xiàn)場監(jiān)測到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)與設(shè)定的參數(shù)閾值進(jìn)行比對，判斷其監(jiān)測點(diǎn)位是否正常。當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常點(diǎn)位時(shí)結(jié)合設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息來確認(rèn)異常類型屬于設(shè)備故障還是數(shù)據(jù)超限，并根據(jù)不同異常類型以不同形式進(jìn)行預(yù)警。

　?、? 監(jiān)測管理功能：各探測器節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)采集起來集中發(fā)送到現(xiàn)場監(jiān)控主機(jī)，由監(jiān)控主機(jī)負(fù)責(zé)對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。主機(jī)中一般配置有相應(yīng)的存儲(chǔ)設(shè)備和處理器，可以將各個(gè)點(diǎn)位數(shù)據(jù)按照一定的形式存儲(chǔ)，并在需要的時(shí)候調(diào)出查看。

　?、?配置功能：可以對現(xiàn)場控制器進(jìn)行遠(yuǎn)程配置和修改，例如報(bào)警閥值的設(shè)定，聲光報(bào)警屏蔽功能的開啟以及屏蔽值的設(shè)定等。

　　三、電氣火災(zāi)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

　　通過對電氣火災(zāi)遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)的分析， 電氣火災(zāi)的形成主要體現(xiàn)在電氣線路的過電流和電氣故障產(chǎn)生的高溫電火花， 因此系統(tǒng)針對溫度和剩余電流兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測。 結(jié)合電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)，采集終端由主機(jī)監(jiān)控設(shè)備和探測器組成， 其中探測器主要為溫度、剩余電流探測器。 為了克服傳統(tǒng)電氣火災(zāi)監(jiān)測需要現(xiàn)場管理， 并且功能監(jiān)測、數(shù)據(jù)可視化程度不高的缺點(diǎn)， 系統(tǒng)采用 B/S 架構(gòu)建立對社區(qū)電氣火災(zāi)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理的遠(yuǎn)程監(jiān)測平臺(tái)。 考慮到監(jiān)測區(qū)域?yàn)樯鐓^(qū)建筑群體，并且每個(gè)樓宇建筑有多個(gè)監(jiān)測區(qū)域，因此在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)部署上，按照分區(qū)域、分樓宇進(jìn)行， 每一個(gè)樓宇建筑由一個(gè)上位機(jī)統(tǒng)管理，通過上位機(jī)將樓宇數(shù)據(jù)通過遠(yuǎn)程傳輸網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到數(shù)據(jù)服務(wù)中心， 本系統(tǒng)依據(jù)物聯(lián)網(wǎng)層級(jí)模型將系統(tǒng)整體體系分為四個(gè)層次，分別是感知層、傳輸層、服務(wù)層和應(yīng)用層， 如下圖所示：

　　如上圖所示， 感知層主要負(fù)責(zé)對數(shù)據(jù)的采集工作， 包括溫度、剩余電流探測器及區(qū)域監(jiān)控主機(jī)， 其中探測器節(jié)點(diǎn)由采集模塊、處理芯片、電源模塊、通信模塊組成。各個(gè)探測器節(jié)點(diǎn)組建現(xiàn)場采集網(wǎng)絡(luò)， 將各配電監(jiān)測區(qū)域的數(shù)據(jù)匯聚到監(jiān)控主機(jī)，再由監(jiān)控主機(jī)發(fā)送到上位機(jī)中。

　　傳輸層主要分為現(xiàn)場監(jiān)控主機(jī)到上位機(jī)， 上位機(jī)到數(shù)據(jù)服務(wù)中心服務(wù)器兩個(gè)部分，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的打包匯總以及邏輯重組等工作，需要完成對社區(qū)各個(gè)樓宇和區(qū)域監(jiān)測數(shù)據(jù)的傳輸。

　　服務(wù)層在數(shù)據(jù)服務(wù)中心實(shí)現(xiàn)，通過多線程的處理服務(wù)程序， 將各個(gè)樓宇數(shù)據(jù)依據(jù)其存儲(chǔ)訪問特點(diǎn)存入適合的數(shù)據(jù)庫，為上層業(yè)務(wù)邏輯的執(zhí)行提供數(shù)據(jù)支撐。主要包括預(yù)警服務(wù)、 報(bào)表服務(wù)、 決策支持、數(shù)據(jù)庫、地理信息以及其他服務(wù)等。

　　應(yīng)用層是整個(gè)系統(tǒng)的最上層，是直接和用戶接觸的一個(gè)層級(jí)，它將系統(tǒng)所有的服務(wù)拼接成具體的功能供用戶使用，包括系統(tǒng)運(yùn)行態(tài)勢監(jiān)測、地理信息顯示、異常數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析以及數(shù)據(jù)管理等操作， 并且負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)和表示。 當(dāng)電氣火災(zāi)監(jiān)測節(jié)點(diǎn)正常工作時(shí)，數(shù)據(jù)管理平臺(tái)提供可視化的統(tǒng)計(jì)實(shí)時(shí)狀態(tài)信息與統(tǒng)計(jì)信息。 當(dāng)出現(xiàn)溫度升高或過電流的異常時(shí)， 通過滾動(dòng)預(yù)警顯示、 異常節(jié)點(diǎn)詳細(xì)信息以及地理位置信息來為監(jiān)管人員及維保人員提供應(yīng)急決策的數(shù)據(jù)支持。 支持授權(quán)用戶在 Internet 環(huán)境下通過瀏覽器來查看監(jiān)測設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)信息。