電氣火災遠程監控系統-電氣火災遠程監測系統

　　一、電氣火災遠程監控系統分析

　　近年來電氣火災監控系統發展到網絡化監測階段，其監測手段變得更加多樣化， 監測效率也更高，但由于系統需求以及實際監測場景的不同， 其電氣火災監測系統的設計方案也會不同。我們以建筑為對象， 分析了社區電氣火災的監測特點及監測場景， 并在此基礎上提出了系統平臺的搭建需求。

　　二、電氣火災監測特點

　　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、配電室等都是容易產生電氣火災的區域。 其引發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，發展到一定階段后，配電線路融化絕緣外皮， 引發電氣火災。 后者由于電氣部件接觸不良、節點故障等原因產生電火花引燃周圍可燃物或絕緣導線，導致電氣火災的發生。 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測，并且這方面的研究更為成熟，因此監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測。

　　基于電氣火災監測的兩個主要參數， 其參數基礎數據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，盡管在故障發生時參數變化較快，但整個過程是持續穩定的。

　　② 監測要求來看，由于社區建筑用電設備集中，易燃物較多，電氣火災形成迅速，蔓延快，監測數據具有很高的時效要求。

　　傳統電氣火災監控系統基礎設施部署結構，如下圖所示：

　　傳統電氣火災監測系統的組成一般分為監測節點的電氣火災探測器，區域電氣火災監控主機以及通信網絡。 根據具體監測點位的部署，監控主機可以分散放置在監測點較為集中的位置，以節省布線成本，如果監測區域范圍集中，可直接將報警監控主機放置在消防控制中心，監控探測器和傳感器安裝在現場配電柜中。

　　其必須實現的功能主要涉及以下幾個方面：

　　① 數據采集與處理功能， 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字信號，并通過現場通信網絡將數據輸送至監控主機，在主機中經過簡單數據處理之后以一定的形式顯示出來，比如打印機、顯示屏等，讓現場工作人員能夠及時準確地觀察到現場的監測數據，以便對現場情況進行分析校對。

　　② 預警功能， 獲取現場監測到的實時數據，將數據與設定的參數閾值進行比對，判斷其監測點位是否正常。當發現異常點位時結合設備運行狀態信息來確認異常類型屬于設備故障還是數據超限，并根據不同異常類型以不同形式進行預警。

　　③ 監測管理功能：各探測器節點將數據采集起來集中發送到現場監控主機，由監控主機負責對所有數據進行管理。主機中一般配置有相應的存儲設備和處理器，可以將各個點位數據按照一定的形式存儲，并在需要的時候調出查看。

　　④ 配置功能：可以對現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、電氣火災遠程監控系統

　　通過對電氣火災遠程監測系統的分析， 電氣火災的形成主要體現在電氣線路的過電流和電氣故障產生的高溫電火花， 因此系統針對溫度和剩余電流兩個參數進行監測。 結合電氣火災監控系統設計的相關國家標準，采集終端由主機監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。 為了克服傳統電氣火災監測需要現場管理， 并且功能監測、數據可視化程度不高的缺點， 系統采用 B/S 架構建立對社區電氣火災監測數據進行統一管理的遠程監測平臺。 考慮到監測區域為社區建筑群體，并且每個樓宇建筑有多個監測區域，因此在系統結構部署上，按照分區域、分樓宇進行， 每一個樓宇建筑由一個上位機統管理，通過上位機將樓宇數據通過遠程傳輸網絡發送到數據服務中心， 本系統依據物聯網層級模型將系統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據的采集工作， 包括溫度、剩余電流探測器及區域監控主機， 其中探測器節點由采集模塊、處理芯片、電源模塊、通信模塊組成。各個探測器節點組建現場采集網絡， 將各配電監測區域的數據匯聚到監控主機，再由監控主機發送到上位機中。

　　傳輸層主要分為現場監控主機到上位機， 上位機到數據服務中心服務器兩個部分，實現數據的打包匯總以及邏輯重組等工作，需要完成對社區各個樓宇和區域監測數據的傳輸。

　　服務層在數據服務中心實現，通過多線程的處理服務程序， 將各個樓宇數據依據其存儲訪問特點存入適合的數據庫，為上層業務邏輯的執行提供數據支撐。主要包括預警服務、 報表服務、 決策支持、數據庫、地理信息以及其他服務等。

　　應用層是整個系統的最上層，是直接和用戶接觸的一個層級，它將系統所有的服務拼接成具體的功能供用戶使用，包括系統運行態勢監測、地理信息顯示、異常數據統計與分析以及數據管理等操作， 并且負責數據的呈現和表示。 當電氣火災監測節點正常工作時，數據管理平臺提供可視化的統計實時狀態信息與統計信息。 當出現溫度升高或過電流的異常時， 通過滾動預警顯示、 異常節點詳細信息以及地理位置信息來為監管人員及維保人員提供應急決策的數據支持。 支持授權用戶在 Internet 環境下通過瀏覽器來查看監測設備的運行參數信息。