消防遠程監測系統在抽水蓄能電站的應用研究

李國賓 李世昌 龍福海 張一波 魏寧

摘要：近年來，隨著我國經濟的迅猛發展，國家也在大力發展抽水蓄能電站項目。抽水蓄能電站主要用作調峰、調壓、調相，以及事故備用等，因此其安全穩定的運行是電力系統平穩運行的基石，而電站消防監控系統的使用也是保障其安全運行的不可或缺之環節。本文分析消防遠程監測系統的優勢以及蓄能電站消防需求特點，并以張河灣抽水蓄能電站為例，展開闡述了消防遠程監測系統的實際應用研究。

關鍵詞：消防;遠程監測;蓄能電站;應用研究

2019年我國共發生火災13.2萬起，消防工作的全面推進已經到了刻不容緩的地步。火災事故的危害極其嚴重，一旦發現火情需要立即做出反應，如果我們的反應時間過長，也許小小的火情就會演變成不可挽回的火災事故。所以說，抑制火災發生的第一要素就是第一時間發現火情并立即采取措施，而消防監控系統的啟用是防范火災的重要環節。

一、傳統消防的介紹

傳統消防，完全依賴人力資源的投入，由單位消防安全員、值守人員、監管部門、消防大隊等構成，通過到場檢查、常規巡視等方式來做到消滅火災隱患以及火災情況通報等;其弊端是程序復雜、上報煩瑣，故障不能及時處理，通報火災不夠及時、不利于現場處置。隨著我國城市化進程的深入，傳統的消防模式已經無法匹配現代社會的發展。

當前，伴隨著“智慧城市”理念的傳播，物聯網建設已成為消防科技的發展趨勢。因此，建立智慧消防監測系統，整合消防資源，實現“人防”“技防”于一體的物聯網智慧消防監測系統，是現代消防科技發展方向。

二、消防遠程監測系統的優勢

消防遠程監控系統與傳統消防相比，是一種更為先進的解決方案，該系統通過整合物聯網平臺、云計算、大數據等信息技術，能夠實時接收到煙感探測器的運行狀態和操作信息，實現火警上報和處理。能夠對相關的火警信息，進行多維度的報表呈現;平臺可以還原起火點的位置、電話撥打記錄、聯系人確認情況等信息，為火災調查提供嚴謹的科學依據。同時，用戶可以通過APP了解設備運行情況，遠程信息共享，可將火警、故障信息分享給多人，實現多方監控。

三、抽水蓄能電站的消防特點

抽水蓄能電站在我國是20世紀60年代后期方才研究開發，相對國外來說起步較晚，但是我們的起點比較高，近年來抽水蓄能電站的功能也由單一的用電負荷中心發展為能源送出端和落地端。人們對該電站的穩定運行更是寄予期待，也因此抽水蓄能電站的消防監測系統是需要我們重點分析和對待的。

根據現行《水利水電工程設計防火規范》規定，我們的消防主體主要是建筑物、構筑物及主要機電設備，而其中最主要的是對水輪發電機、電力變壓器、電纜、充油配電裝置、中央控制室、油存儲系統等這些關鍵部位的防火監測。這些部位均屬于丙類防火危險等級，一旦發生火情，就會呈現蔓延迅速、撲救困難等特點，并且還有引發爆炸、造成大規模斷電，甚至會傷及生命安全的可能。

這樣來看抽水蓄能電站的消防特點為：實時監控、及時發現、迅速反應、精準撲救、可視指揮和事后的數據可查詢回顧等。

四、消防遠程監測系統在張河灣抽水蓄能電站的實際應用

“智慧消防”在城市樓宇已經逐漸得到普及，在蓄能電站這種場所，還是處于嘗試和起步階段。接下來，我們以張河灣抽水蓄能電站的消防遠程監測系統實際應用為例，來展開闡述針對蓄能電站這種消防項目，我們需要思考和重點解決的問題。

張河灣抽水蓄能電站，是河北省最大的抽水蓄能電站。張河灣公司始終將消防安全放在突出位置，但是，消防安全管理工作仍面臨一些亟待解決的問題，主要表現在以下幾個方面：目前公司各種消防隱患主要依靠消防管理人員到現場進行排查、巡檢，缺乏遠程實時在線監測手段，火災自動報警系統缺乏動態感知手段，導致故障不能及時處理。

囿于這些限制，我們對張河灣抽水蓄能電站的消防系統進行了改造升級，改造后的張河灣電站，將是國內第一個采用消防遠程檢測系統的抽水蓄能電站。

（一）項目評估研究

經過分析電站的投入預算、目前的消防管理水平，以及危險源分布情況和建筑特點等信息，并結合消防物聯網監測數據、巡檢巡查數據、隱患舉報數據等，進行了建筑火災風險評估技術研究。通過對相關資料、政策、國外成熟經驗的調研和分析，總結張河灣公司消防管理工作中長期以來存在的頑疾和難點，確定出適應張河灣公司消防管理形勢的消防社會化服務模式。

（二）項目實施方案

1.系統設計原則

結合項目實際情況，綜合權衡各方面因素，使項目滿足先進性、可靠性、安全性、經濟性、規范性及可擴展、易維護等訴求。保證各項技術可以不斷更新和升級;維護系統快速穩定及可靠性;強化系統防病毒、抗干擾能力;充分利用成熟技術，保證系統超高性價比;嚴格遵守技術標準與規范，以確保系統實用;考慮軟硬件的選型，預留平臺未來升級可能;采用業內通用平臺，界面設置友好簡便。設計思路如下圖所示：

2.系統邏輯構架

該系統方案為滿足業務應用和處理能力的線性擴展等要求，將系統邏輯架構分為五層：數據采集層、數據匯聚層、數據傳輸層、基礎平臺層和業務應用層，各層的作用分工如下：

感知層，對于煙、溫、水、電、火、視頻、RFID等傳感數據進行信息采集;

匯聚層，通過兩總線技術獲取感知層的數據，并在消控主機等設備上處理、顯示;

傳輸層，通過用戶信息傳輸裝置等設備將匯聚后的數據按照GBT 26875.3要求傳輸至中心云平臺;

云平臺，對輸入的數據進行碰撞分析，提供三色預警管理和決策輔助;

應用層，提供智能可視化消防管理整體解決方案。

（三）項目實施

1.研發一套適用于張河灣公司的智慧消防系統。以物聯網、云平臺技術為支撐，研究建立消防安全監測物聯網系統，構建消防火災風險分析模型，對消防火災風險進行定量、動態分析。

2.針對火災探測預警物聯網系統中的核心部件火災自動報警系統和用戶信息傳輸裝置之間的數據通信，通過資料調研和實驗研究，解析火災探測系統包括故障、報警、屏蔽、復位等信號以及聯動控制系統開關量信號，開發數據通信接口，實現火災自動報警系統信號的自動獲取和網絡傳輸。

3.對于包括張河灣公司典型場所和建筑，從火災事故案例、消防設施種類、消防安全管理制度、消防管理人員能力、火災隱患分布等方面，調研分析各類型建筑和場所的共性消防安全隱患類型和風險管控措施，研究建立其消防設施運行狀態和人員消防管理行為監測物聯網系統，提高建筑隱患監測預警和防火滅火能力。

（四）項目難點

1.該發電廠地下廠房位于一區，屬于保密區域，信號只能單向傳輸，但是報警信號傳輸到智慧消防云平臺則是“雙向傳輸”的協議，單向傳輸不能實現平臺和用戶傳輸之間的雙向通信方式。要想實現海灣5000主機單項傳輸，唯一的解決方案就是通過打印機連接，但是廠家并沒有此類協議，技術難度相當大，通過多次模擬和現場的實驗，我們重新編寫對接協議，以解決傳輸難題，并加裝防火墻，保障點對點通信安全，從而滿足該方案要求。

2.張河灣發電廠地處山區，現場只有電信4G信號，但是我們的水位監測儀、室內消火栓壓力等設備都是基于NB和2G的信號傳輸，在此情況下我們通過多次實驗改進，研發了適用4G信號的傳輸，并重新編寫協議和平臺進行對接。

五、結語

隨著社會的進步，傳統消防已經漸行漸遠，智慧消防的推廣和普及是適應社會及科技發展的大趨勢，隨著人們消防理念的深入和升級，消防遠程監測系統將會迎來必然的普及和發展。

參考文獻：

[1]江琦文，林禮清.仙游抽水蓄能電站消防系統綜述[J].福建水力發電，2016（01）：32-35.

[2]陳浩榕.基于物聯網的智慧消防綜合監管平臺[J].智能建筑與智慧城市，2020（06）：94-95

作者簡介：

李國賓 （1983.9—），男，漢族，河北邢臺人，碩士研究生學歷，高級工程師，研究方向：機電設備運維。

資助項目：

國家電網公司科技資助項目