電氣火災遠程監(jiān)控系統(tǒng)-電氣火災遠程監(jiān)測系統(tǒng)

　　一、電氣火災遠程監(jiān)控系統(tǒng)分析

　　近年來電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展到網(wǎng)絡化監(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)需求以及實際監(jiān)測場景的不同， 其電氣火災監(jiān)測系統(tǒng)的設計方案也會不同。我們以建筑為對象， 分析了社區(qū)電氣火災的監(jiān)測特點及監(jiān)測場景， 并在此基礎上提出了系統(tǒng)平臺的搭建需求。

　　二、電氣火災監(jiān)測特點

　　在城市建筑當中， 用電設備較多， 分布在建筑的各個地方， 其中電纜豎井、大型用電設備放置區(qū)、配電室等都是容易產(chǎn)生電氣火災的區(qū)域。 其引發(fā)的原因包括設備短路、接地故障、 負荷過載及設備老化等， 主要體現(xiàn)在電氣線路故障和設備故障， 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， 導致電阻將進一步增大，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。 后者由于電氣部件接觸不良、節(jié)點故障等原因產(chǎn)生電火花引燃周圍可燃物或絕緣導線，導致電氣火災的發(fā)生。 針對上述兩種形成電氣火災的主要方式， 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，對用電設備的溫度以及剩余電流進行監(jiān)測。

　　基于電氣火災監(jiān)測的兩個主要參數(shù)， 其參數(shù)基礎數(shù)據(jù)特性主要分為如下兩點：

　　① 電氣線路和設備在使用過程中造成用電設備的電流增大，溫度升高等變化過程需要一段時間，盡管在故障發(fā)生時參數(shù)變化較快，但整個過程是持續(xù)穩(wěn)定的。

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

　　傳統(tǒng)電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)基礎設施部署結(jié)構(gòu)，如下圖所示：

　　傳統(tǒng)電氣火災監(jiān)測系統(tǒng)的組成一般分為監(jiān)測節(jié)點的電氣火災探測器，區(qū)域電氣火災監(jiān)控主機以及通信網(wǎng)絡。 根據(jù)具體監(jiān)測點位的部署，監(jiān)控主機可以分散放置在監(jiān)測點較為集中的位置，以節(jié)省布線成本，如果監(jiān)測區(qū)域范圍集中，可直接將報警監(jiān)控主機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。

　　其必須實現(xiàn)的功能主要涉及以下幾個方面：

　?、?數(shù)據(jù)采集與處理功能， 主要是檢測和采集配電設備中剩余電流、溫度等傳感器傳出的模擬信號和數(shù)字信號，并通過現(xiàn)場通信網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)輸送至監(jiān)控主機，在主機中經(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、顯示屏等，讓現(xiàn)場工作人員能夠及時準確地觀察到現(xiàn)場的監(jiān)測數(shù)據(jù)，以便對現(xiàn)場情況進行分析校對。

　?、?預警功能， 獲取現(xiàn)場監(jiān)測到的實時數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)與設定的參數(shù)閾值進行比對，判斷其監(jiān)測點位是否正常。當發(fā)現(xiàn)異常點位時結(jié)合設備運行狀態(tài)信息來確認異常類型屬于設備故障還是數(shù)據(jù)超限，并根據(jù)不同異常類型以不同形式進行預警。

　?、? 監(jiān)測管理功能：各探測器節(jié)點將數(shù)據(jù)采集起來集中發(fā)送到現(xiàn)場監(jiān)控主機，由監(jiān)控主機負責對所有數(shù)據(jù)進行管理。主機中一般配置有相應的存儲設備和處理器，可以將各個點位數(shù)據(jù)按照一定的形式存儲，并在需要的時候調(diào)出查看。

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

　　三、電氣火災遠程監(jiān)控系統(tǒng)

　　通過對電氣火災遠程監(jiān)測系統(tǒng)的分析， 電氣火災的形成主要體現(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參數(shù)進行監(jiān)測。 結(jié)合電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)設計的相關(guān)國家標準，采集終端由主機監(jiān)控設備和探測器組成， 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， 系統(tǒng)采用 B/S 架構(gòu)建立對社區(qū)電氣火災監(jiān)測數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理的遠程監(jiān)測平臺。 考慮到監(jiān)測區(qū)域為社區(qū)建筑群體，并且每個樓宇建筑有多個監(jiān)測區(qū)域，因此在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)部署上，按照分區(qū)域、分樓宇進行， 每一個樓宇建筑由一個上位機統(tǒng)管理，通過上位機將樓宇數(shù)據(jù)通過遠程傳輸網(wǎng)絡發(fā)送到數(shù)據(jù)服務中心， 本系統(tǒng)依據(jù)物聯(lián)網(wǎng)層級模型將系統(tǒng)整體體系分為四個層次，分別是感知層、傳輸層、服務層和應用層， 如下圖所示：

　　如上圖所示， 感知層主要負責對數(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， 其中探測器節(jié)點由采集模塊、處理芯片、電源模塊、通信模塊組成。各個探測器節(jié)點組建現(xiàn)場采集網(wǎng)絡， 將各配電監(jiān)測區(qū)域的數(shù)據(jù)匯聚到監(jiān)控主機，再由監(jiān)控主機發(fā)送到上位機中。

　　傳輸層主要分為現(xiàn)場監(jiān)控主機到上位機， 上位機到數(shù)據(jù)服務中心服務器兩個部分，實現(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)各個樓宇和區(qū)域監(jiān)測數(shù)據(jù)的傳輸。

　　服務層在數(shù)據(jù)服務中心實現(xiàn)，通過多線程的處理服務程序， 將各個樓宇數(shù)據(jù)依據(jù)其存儲訪問特點存入適合的數(shù)據(jù)庫，為上層業(yè)務邏輯的執(zhí)行提供數(shù)據(jù)支撐。主要包括預警服務、 報表服務、 決策支持、數(shù)據(jù)庫、地理信息以及其他服務等。

　　應用層是整個系統(tǒng)的最上層，是直接和用戶接觸的一個層級，它將系統(tǒng)所有的服務拼接成具體的功能供用戶使用，包括系統(tǒng)運行態(tài)勢監(jiān)測、地理信息顯示、異常數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析以及數(shù)據(jù)管理等操作， 并且負責數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)和表示。 當電氣火災監(jiān)測節(jié)點正常工作時，數(shù)據(jù)管理平臺提供可視化的統(tǒng)計實時狀態(tài)信息與統(tǒng)計信息。 當出現(xiàn)溫度升高或過電流的異常時， 通過滾動預警顯示、 異常節(jié)點詳細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)測設備的運行參數(shù)信息。