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張星
摘要:伴隨著高速公路建設的不斷發展，公路隧道的建設也日益增多，對隧道的消防安全管理也日益重要。為了進一步加強隧道消防安全管理，紫惠高速公路隧道采用“智能化交通”與“智能化”相結合的智慧消防巡檢系統，該系統運行后，可對隧道內的消防設施進行實時監測，自動巡檢并在發現異常故障后及時報警。該方法可提高隧道消防設施的人工巡視效率，有效地保證了隧道消防設施的可用性。它對于隧道火災事故的及時處理，保障人民生命財產安全具有重要作用。
關鍵詞:智慧消防;巡檢;隧道
1公路隧道安全運營環境
高速公路隧道一般呈扁平形、大斷面、多為雙孔狀設計，與普通路面相比，橋梁結構、隧道結構較為封閉、空間狹窄、隧道內部明亮、通風、氣候惡劣等特點。所以，通車的隧道一旦發生火災，就會造成交通阻塞，隧道內人員、車輛面臨疏散困難，不宜及時采取救援措施；伴隨著火災事故的持續，隧道內燃燒，產生高溫或爆炸現象，現場人員容易缺氧，像毒物或者物體碰撞這樣的惡性事件。所以，在火災發生的初期，隧道內的消防設施能夠及時監測發現火災，并及時采用消防栓、滅火器等設備將火災消滅在萌芽階段，從而快速有效地控制和消除火災事故，從而快速有效地控制火災事故。
2隧道消防安全運營管理現狀
近幾年來，盡管高速公路隧道安全運營管理不斷得到重視，但在實際工作中仍然存在一些失控漏管的情況。而隧道消防設施建設完畢并投入使用后，日常的維修管理工作往往容易被忽略或忽略，這樣易造成隧道內的消防設施如滅火器失靈、消防管道失壓，沒有及時發現并修復消防栓閥門銹蝕和水龍滲漏等問題；第二，高速隧道普遍地處偏僻，車輛流量大，而且有些隧道里的里程長，有些養護人員在巡視工作中也有可能進行隨機抽查，走過場式巡檢；又因養護單位安排的維修或操作者技術水平及經驗不足，無法勝任現場巡視和故障處理，導致巡檢無法達到預定的目的。由此，管理中存在的缺陷因素，對隧道消防設備維修管理提出了更高的要求和挑戰。
3隧道消防安全的建設
從隧道消防安全特點及管理現狀來看，紫惠高速公路隧道嚴格按照國家安全標準進行防火設計，不僅注重隧道結構安全，而且還增加了保障措施。若為提高隧道內建筑物自身的耐火性能，隧道墻及附屬建筑物增設耐熱涂料，以提高耐熱能力；同時，隧道內裝飾材料在高溫下不會有有毒氣體釋放，以免給滯留人員帶來危險。除了采用傳統的水滅火系統、干粉滅火器、水成膜滅火器等設備外，還進行了隧道消防設施建設，配有火警報警、環境檢測儀、強排型風機、緊急疏散指示標志等輔助設備，以保證發生火災時，迅速、迅速地撲滅火災。
此外，紫惠高速公路建設前期又根據實際情況及標準要求進行了深層次設計，以傳統的消防體系建設為基礎，采用現代物聯感知設備、無線網絡傳輸設備和智能分析管理平臺等集成的智慧消防巡檢系統，并且在1。5公里長的單洞中試行安裝并投入使用，提高了隧道消防設施監測管理水平。
4智慧消防巡檢系統的架構
為了進一步加強對消防設施的管理，減少人工巡檢的頻率和工作量，紫惠高速隧道內采用智能化的消防巡檢系統，開發出低功耗智能傳感器技術，LoRa容錯無線傳輸技術；智能操作平臺技術改造方案，利用物聯網監控模塊、網關、無線傳輸等方式，在不改變原系統的前提下，采用軟、硬件相結合的方法，收集了隧道中的消火栓、滅火器、消防管道、水泵房、高水槽液位等狀況資料。集成，實現對隧道消防設備的自動巡視功能。
4.1智能感知設備
智能感知設備是智能消防檢查系統的基礎設備。為了可靠有效地收集消防設施的狀態數據，在隧道原有的基礎上增加消防水管的智能壓力傳感器、滅火器箱的智能傳感器（包括滅火器壓力、水膜泡沫液位和門禁）、泵房的水浸式傳感器等。其中，Lora智能水壓傳感器安裝在隧道消防管的開端、末端和中間位置靠近水閥，用于監測管道水壓；Lora智能滅火器箱傳感器安裝在消火栓箱和滅火器箱門上，檢測其開閉狀態和部分滅火器失壓報警。
試點檢測信號，打開或損壞箱門時上傳報警信號；智能浸水傳感器安裝在隧道泵房內，檢測是否有漏水或浸水。主要設備參數選型見圖1。
圖1主要設備參數選型表
4.2傳輸設備
由于需要收集的設備數量大，為了降低成本，有利于施工，傳輸設備選擇數據訪問能力強的智能物聯網網關，允許訪問各種第三方物聯網設備，如消防主機、電氣火災控制器、消火栓、獨立煙霧等。Lora網關可以并行接收，處理多個節點數據，擴大系統容量，功耗低，抗干擾能力強，通信距離長。智能感知設備收集的數據通過Lora網關傳輸設備收集的集中控制器傳輸，可以在不影響原隧道設備通信系統的情況下，可靠有效地傳輸數據。
4.3智能分析平臺。
智能檢測系統的數據、分析處理、數據生成和應用都是通過智能分析平臺完成的。在管理客戶端的智能分析平臺軟件界面上，可以顯示消防栓、滅火器箱、風扇、卷簾門等設備的狀態信息，通過設備的顏色狀態直觀判斷設備的狀態。報警信息可以通過APP軟件、微信、短信推送給相應的管理人員，實現隧道消防設備的實時健康監測。
4.4數據應用。
智能消防檢查系統可以根據設備的重要性設置定期智能檢查的時間和頻率，制定相應的檢查策略，實時有效地監控前端設備的狀態。如果系統檢測到前端消防栓水壓超過限壓值、滅火器箱門開關狀態、消防水管壓力損失、泵房漏水、卷簾門在線狀態等異常報警信息，及時在監控客戶端報警提示，并通過APP軟件、微信和短信將信息推送給主要管理員進行相應處理。同時，通過對系統收集的數據和歷史故障信息的記錄進行分析，為設備采購、故障識別和修復處理措施提供科學依據。
5系統應用效果
自2021年1月智能消防檢查系統聯合調整投入使用以來，通過不斷優化和完善系統功能，逐步實現了用戶對系統的需求期望，在一定程度上減少了人工檢查的工作量，降低了檢查帶來的隱患，提高了隧道的安全管理水平。
5.1實時監控管理。
智能消防檢查系統是基于傳統消防系統的升級改造，對原有設備和網絡影響不大。而且前端使用的感知設備和網絡傳輸設備基本都是目前市場上的主流設備，設備成本低，安裝簡單，應用推廣難度低。系統投入運行后，管理人員可以隨時通過可連接互聯網的計算機客戶端登錄相應的網站，遠程在線查看當前隧道消防設備，提供更科學的管理和便利。
通過近6個月的系統運行，檢查統計平臺報警記錄112條，其中消防栓水壓報警記錄27條，高水池液位報警記錄12條，滅火器箱報警記錄25條，火災報警記錄36條，卷簾門報警記錄12條。根據報警提示和現場檢查，故障報告正確率達到98.5%，符合規定指標要求。當然，對于系統運行過程中的誤報，通過不斷改進和優化，監控的準確性大大實施，為智能消防設施的管理和維護提供了更科學的依據。
5.2智能巡檢。
與人工檢查相比，智能消防系統的應用更加方便，檢查效率更高。例如，對于消防管道的檢查，傳統的管理措施是通過人工檢查或逐段發現來發現和確定故障點。在消防管道距離長、消火栓數量多的情況下，人工檢查相對落后，檢查效率低。通過智能消防檢查系統，可以監控管道的水壓或流量變化。當超出一定范圍時，平臺可以根據相應的漏水位置自動監控并快速發出報警提示。監控人員知道并處理時間，大大節省了人工發現和確定故障的成本。
在系統運行過程中，通過自動檢查發現隧道高水池液位異常，并向管理平臺報警。監控人員及時發出故障通知，機電維護人員根據故障點進行有針對性的調查和維護，發現泵故障無法抽水，搶修更換后解決了隱患。
5.3降低人員安全風險。
傳統的人工檢查往往是在現場進行的。由于隧道內車輛行駛速度快、隧道內光線環境差、維護空間小等因素，維修人員在現場作業前應按照相關安全標準和規范進行圍堵。但由于高速公路施工安全圍欄往往耗時長，人員在放置交通安全設施時面臨較高的隱患。系統投入使用后，監控人員可以實時監控隧道消防設施的現狀，發現故障或異常事件后可以快速有針對性地處理，降低了隧道檢查的頻率，降低了維護人員暴露在隧道現場的概率，大大保障了人員的生命安全。
智能消防檢查系統的實施在一定程度上改善了紫輝高速公路對隧道消防設施的管理，但該系統仍有優化和改進的空間。例如，系統可以根據日常運行安全管理的需要，制定隧道安全應急管理的方案和策略。隧道發生火災事故時，系統不僅可以及時報警提示，還可以根據事故類型和預先確定的策略自動進行應急處以快速聯動交通誘導、信息發布、消防等措施，更好地服務于運行安全管理。
6安科瑞智慧消防平臺介紹
6.1平臺結構
6.2平臺主要功能介紹
6.2.1首頁
用戶登錄成功之后進入首頁，如圖所示。主要展示的內容有：項目概況、設備狀態、設備分類、設備報警信息、報警分類、報警統計、設備臺賬信息等。其中百度地圖可以選配成BIM建筑模型，任何傳感器報警時可以在BIM模型中預警顯示。
6.2.2消防子系統
智慧消防管理云平臺包含了智慧用電子系統、防排煙子系統、消防水子系統、消防設備電源子系統、防火門子系統、消防設備管理子系統和視頻監控子系統等。智慧用電子系統可以接入電氣火災、孤航電弧、電氣火災主機、滅弧式保護器探測器和無線測溫探測器等。點擊智慧用電子系統進入智慧用電監控頁面，點擊菜單顯示整個項目的基礎信息和該項目下的所有探測器的信息，點擊末級節點顯示具體探測器的監控頁面。
消防水子系統可以接入消防栓、消防水壓、水位傳感器等，用于實時的監控消防水管網的壓力、液位、是否漏水，以及開蓋等事件，當消防水壓不夠，管網漏水時，系統也能實時地發出警報，能讓相關人員及時維修維護，保障消防安全。
防排煙子系統通過高靈敏的無線煙感報警裝置，實現對煙霧、有害氣體、及氣體滅火信息等數據采集，實時秒級檢測煙霧，一且發現監測數劇超過風險閾值，APP、短信報警、電話報警統統上陣，通過設備的標簽、地理位置定位，快速通知業主、物業消防單位是哪個位置的火災隱情。
消防設備電源子系統實時監控消防系統各個部件（如消防報警主機、樓層顯示器、水泵、噴淋泵、電梯等）的電源工作狀態，確保消防設備供電正常，并對各個部件電源產生的過壓、欠壓、過流、短路、斷路等故障報警提示。可長期記錄電壓電流運行參數，自動對消防電源一段時間的運行狀態進行分析，對可能產出問題的隱患進行警示。
防火門子系統通過與門禁報警、視頻識別的關聯，實時監控消防通道、安全出口、生命通道防火門的開閉及消防通道堆放物情況，實現緊急情況下的開閉控制等功能。確保防火門常閉、不上鎖狀態及保障火警救援是消防生命通道的暢通等，保障安全的生活、工作環境。
應急照明與疏散指示子系統可實現對各個應急燈具的實時監控和控制，當發生火災時，可準確的給出安全的疏散路徑指示，智能打開消防應急指示燈的指示方向及應急照明燈，幫助建筑內的人群選擇逃生疏散路線，指引安全逃生方向。
視頻監控子系統數據部門收到感應端各子系統報警信息后，可調出報警位置關聯的監控攝像頭圖像，查看報警現場視頻輔助進行火情確認。實現火災報警子系統、消防水子系統、電氣火災子系統、防排煙子系統、消防設備電源子系統、防火門子系統和視頻監控子系統的有機結合，實現了報警點和監控點的聯動。
消防設備管理子系統能夠將每個建筑、項目節點的所有消防設備和資產納入管理，對一些消防栓、滅火器、噴淋和消防大隊地址等著重標注，日常的巡檢和維護都需要納入計劃，在緊急情況下，會聯動GIS調度子系統進行調度。
6.2.3隱患管理
隱患管理功能包括了隱患查詢、隱患派發、隱患處理和隱患分析四個模塊。可以查看登錄用戶下的所有項目的隱患信息，并進行派發和處理操作，且對所有隱患進行統計分析。
6.2.4能耗分析
能耗分析功能包括了能耗概況、能耗同比、能耗環比、能耗報表和能耗預測等五個模塊。可以查看登錄用戶下的所有項目的能耗統計、同環比和報表，且按日、周、月等維度進行能耗預測分析。
6.2.5手機APP
APP支持Android、iOS操作系統，方便用戶查看電氣火災、防排煙、消防水、消防設備電源、防火門、消防設備管理、視頻監控、火災報警等子系統的實時監控數據、報警信息、能耗統計等。
6.3推薦配置
6.3.1平臺服務器：建議按照我方推薦配置購買，或者客戶自己租用阿里云資源。
推薦硬件配置清單：（如申請阿里云可忽略）
6.3.2系統現場推薦硬件配置清單：
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現場回路電流大
6.4產品介紹
電氣火災監控探測器
ARCM300T-Z-2G/4G/NB可選配2G上傳、4G上傳、NB-IOT網絡上傳，單表流量說明：
上傳間隔一分鐘，小于30M/月；
上傳間隔二分鐘，小于15M/月；
上傳間隔五分鐘，小于10M/月
7結語
公路隧道消防安全管理是一項復雜的系統工程，紫惠高速運用科學的交通智能技術，軟、硬件一體化，利用智能消防管理平臺，對隧道消防設施狀況數據進行實時采集與分析，該系統可在隧道內實現自動巡視。該系統實施后，大大減輕了一線人員對隧道設施的人工巡視，減少了日常巡檢費用和風險隱患，方便地實現了對隧道內消防設施的監控管理，對保障隧道運營安全和人民生命財產不受損失具有重要意義。
作者簡介
張星.女.現任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要從事智慧消防平臺的設計與應用。手機：15021601437（同微信） QQ：3008021209? ?郵箱：3008021209?@qq.com
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審核編輯：鄢孟繁
工商網監
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