電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在建筑消防中的優(yōu)化研究

引言

隨著建筑規(guī)模擴(kuò)大和電氣系統(tǒng)復(fù)雜化，傳統(tǒng)監(jiān)控手段難以滿足安全需求。本文提出智能化優(yōu)化方案，通過大數(shù)據(jù)分析技術(shù)提升系統(tǒng)性能。優(yōu)化后的系統(tǒng)實現(xiàn)了三大改進(jìn)，即異常檢測靈敏度提升、預(yù)警響應(yīng)時間縮短、誤報率顯著降低。實驗表明，系統(tǒng)能有效識別多類電氣故障，提高預(yù)警準(zhǔn)確率。該方案為建筑電氣安全提供了有效的技術(shù)保障，在實際應(yīng)用中展現(xiàn)出良好的效果。

一、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)與組成

（一）監(jiān)控系統(tǒng)的組成部分

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)由傳感器、數(shù)據(jù)采集模塊、報警模塊和顯示控制系統(tǒng)組成完整的監(jiān)測體系。溫度、電壓、電流等多種傳感器實時監(jiān)測電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，構(gòu)成系統(tǒng)的感知層。數(shù)據(jù)采集模塊將傳感器輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，為后續(xù)分析處理提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。報警模塊在檢測到異常參數(shù)時立即觸發(fā)聲光報警，提醒相關(guān)人員及時處置。顯示控制系統(tǒng)通過可視化界面實時展示各監(jiān)控點(diǎn)狀態(tài)，支持操作人員快速決策。各組件通過標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，確保系統(tǒng)實時、準(zhǔn)確地監(jiān)控建筑內(nèi)各類電氣設(shè)備。系統(tǒng)具備實時監(jiān)測、故障診斷和快速預(yù)警等功能，可全面掌握電氣線路運(yùn)行狀況。隨著技術(shù)進(jìn)步，系統(tǒng)組件持續(xù)優(yōu)化升級，監(jiān)測精度和響應(yīng)速度不斷提升。系統(tǒng)支持與建筑設(shè)備管理系統(tǒng)對接，實現(xiàn)監(jiān)控數(shù)據(jù)的共享與互聯(lián)。這種模塊化設(shè)計既滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，又具備良好的擴(kuò)展性，為建筑電氣安全提供了可靠保障。系統(tǒng)通過高效的數(shù)據(jù)采集與處理機(jī)制，實現(xiàn)了對電氣火災(zāi)隱患的早期識別和預(yù)警。

（二）核心技術(shù)與功能

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)通過溫度、電壓和電流傳感器實時采集設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，構(gòu)成前端監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)采用數(shù)字濾波技術(shù)處理信號，有效消除環(huán)境干擾，提升數(shù)據(jù)質(zhì)量。基于機(jī)器學(xué)習(xí)算法建立的分析模型，能夠準(zhǔn)確識別過載、短路等典型故障，并預(yù)測設(shè)備劣化趨勢。這種融合監(jiān)測、處理與分析的技術(shù)架構(gòu)，實現(xiàn)了電氣火災(zāi)的早期預(yù)警功能。系統(tǒng)具備實時數(shù)據(jù)采集、故障智能診斷和風(fēng)險趨勢預(yù)測三大核心能力，使誤報率顯著降低，火災(zāi)識別響應(yīng)時間大幅縮短。該技術(shù)方案已通過專業(yè)認(rèn)證，在多個大型商業(yè)項目中成功應(yīng)用，有效提升了建筑電氣火災(zāi)的防控水平，為現(xiàn)代建筑消防安全提供了可靠的技術(shù)保障。

（三）系統(tǒng)集成與網(wǎng)絡(luò)化

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的集成化與網(wǎng)絡(luò)化架構(gòu)代表了現(xiàn)代消防技術(shù)的重大進(jìn)步。該系統(tǒng)通過深度融合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云計算等前沿技術(shù)，構(gòu)建了智能化的火災(zāi)防控體系。在集成化方面，系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計理念，將溫度、電流、電壓等多種傳感器與中央處理器無縫連接，形成統(tǒng)一的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。這種設(shè)計不僅實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的集中采集與分析，還顯著提升了系統(tǒng)的可靠性和可維護(hù)性。網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的應(yīng)用為系統(tǒng)帶來了質(zhì)的飛躍。基于高速通信網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)實現(xiàn)了監(jiān)測終端、區(qū)域控制器和中央管理平臺的三級聯(lián)動。管理人員可通過智能終端實時獲取各監(jiān)測點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)，系統(tǒng)響應(yīng)時間控制在毫秒級。同時，多建筑聯(lián)網(wǎng)功能使得區(qū)域消防資源得以優(yōu)化配置，形成了立體化的安全防護(hù)網(wǎng)絡(luò)。這種集成化、網(wǎng)絡(luò)化的技術(shù)路線，不僅解決了傳統(tǒng)系統(tǒng)響應(yīng)遲緩、誤報率高的問題，還為智能建筑的發(fā)展提供了可靠的安全保障。隨著5G技術(shù)的普及，系統(tǒng)的實時性和可靠性還將進(jìn)一步提升，為城市消防安全管理帶來新的技術(shù)支撐[1]。

二、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在建筑消防中的應(yīng)用現(xiàn)狀

（一）系統(tǒng)在建筑中的普及程度

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在各類建筑中的應(yīng)用正逐步擴(kuò)展，已成為高層建筑、商業(yè)綜合體、醫(yī)院及工業(yè)廠房的重要消防設(shè)施。該系統(tǒng)通過全面監(jiān)測電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，有效預(yù)防火災(zāi)事故發(fā)生。隨著智能建筑發(fā)展，其應(yīng)用范圍正延伸至住宅、辦公樓等更多建筑類型。然而，系統(tǒng)普及仍面臨明顯的不均衡問題。受成本和技術(shù)因素限制，大量中小型建筑及老舊建筑尚未配備此類系統(tǒng)，特別是在老舊住宅和低層建筑中安裝率較低。這種現(xiàn)狀導(dǎo)致建筑安全防護(hù)存在明顯漏洞。推動電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在傳統(tǒng)建筑中的普及應(yīng)用，已成為提升建筑消防安全水平的緊迫任務(wù)。

（二）與傳統(tǒng)消防系統(tǒng)的結(jié)合

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)與傳統(tǒng)消防設(shè)施共同構(gòu)建協(xié)同防護(hù)體系。該系統(tǒng)通過實時監(jiān)測電氣參數(shù)，與煙霧報警器、自動噴淋系統(tǒng)等設(shè)備形成聯(lián)動機(jī)制，實現(xiàn)多層次的火災(zāi)防控。系統(tǒng)采用多傳感器技術(shù)監(jiān)測溫度、電流等關(guān)鍵參數(shù)，并運(yùn)用智能算法識別電氣故障隱患。在實際應(yīng)用中，該系統(tǒng)能夠提前預(yù)警電氣火災(zāi)風(fēng)險，與傳統(tǒng)消防設(shè)備配合使用，有效提升整體消防系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和響應(yīng)速度。這種協(xié)同模式既發(fā)揮了電氣監(jiān)控的前置預(yù)警優(yōu)勢，又結(jié)合了傳統(tǒng)消防設(shè)備的直接滅火功能，共同提高了建筑消防安全防護(hù)水平。

（三）現(xiàn)有應(yīng)用的成效與不足

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在建筑消防安全中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，其通過實時監(jiān)測和智能分析，顯著提升了電氣火災(zāi)的預(yù)警能力。系統(tǒng)在商業(yè)建筑、工業(yè)設(shè)施等場所的應(yīng)用實踐表明，其可有效降低電氣火災(zāi)發(fā)生率。然而，現(xiàn)有系統(tǒng)仍存在若干技術(shù)局限。在復(fù)雜電氣環(huán)境或高密度設(shè)備區(qū)域，監(jiān)測精度有待提高；環(huán)境干擾等因素導(dǎo)致的誤報、漏報問題，影響系統(tǒng)的可靠性；數(shù)據(jù)分析與智能診斷功能尚不完善，制約了系統(tǒng)在特殊場景下的適用性。這些技術(shù)短板需要通過算法優(yōu)化、傳感器升級和智能分析功能強(qiáng)化等措施加以改進(jìn)，以全面提升系統(tǒng)的監(jiān)測準(zhǔn)確性和環(huán)境適應(yīng)性。未來，技術(shù)發(fā)展應(yīng)著重提升系統(tǒng)在復(fù)雜工況下的穩(wěn)定性和智能化水平，使其更好地滿足各類建筑的消防安全需求[2]。

三、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)優(yōu)化的關(guān)鍵技術(shù)

（一）智能化與大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的智能化升級依托大數(shù)據(jù)分析與機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，構(gòu)建了高效的預(yù)警機(jī)制。系統(tǒng)通過實時采集電流、電壓、溫度等多維度參數(shù)，運(yùn)用智能算法建立電氣故障預(yù)測模型。其中，電流變化速率和溫度趨勢分析成為關(guān)鍵預(yù)警指標(biāo)，當(dāng)監(jiān)測值突破動態(tài)閥值時立即觸發(fā)報警（見圖1）。這種智能分析方法顯著提升了系統(tǒng)的預(yù)警準(zhǔn)確性和時效性，能夠提前識別潛在火災(zāi)風(fēng)險。同時，系統(tǒng)具備自學(xué)能力，可基于歷史數(shù)據(jù)持續(xù)優(yōu)化預(yù)警模型，有效降低誤報率。實踐表明，智能化的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在復(fù)雜環(huán)境下展現(xiàn)出優(yōu)越的預(yù)警性能，為建筑電氣安全提供了可靠保障。

圖1大數(shù)據(jù)集成分析過程

（二）傳感器技術(shù)創(chuàng)新

隨著電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)需求的日益攀升，傳統(tǒng)單一功能的溫度、電流傳感器難以滿足復(fù)雜建筑環(huán)境下的高精度監(jiān)測需求，而多維度傳感器集成成為技術(shù)突破的關(guān)鍵方向。現(xiàn)代傳感器突破傳統(tǒng)局限，具備同時監(jiān)測濕度、電流、電壓、氣體成分等多參數(shù)的能力[3]。以環(huán)境適應(yīng)性為例，將溫度傳感器與濕度傳感器協(xié)同部署，可有效攻克潮濕環(huán)境下的監(jiān)測難題。潮濕空氣易降低電氣設(shè)備絕緣性能，引發(fā)短路風(fēng)險，而通過對溫濕度數(shù)據(jù)的聯(lián)動分析，能更精準(zhǔn)地捕捉設(shè)備異常狀態(tài)。同時，電流傳感器技術(shù)也不斷推陳出新，對電流細(xì)微變化的捕捉能力顯著增強(qiáng)，可快速鎖定電氣設(shè)備的異常負(fù)荷狀況，通過融合不同類型傳感器數(shù)據(jù)，系統(tǒng)得以構(gòu)建多維度監(jiān)測模型：

ΔT=k?ΔI

其中， ΔT 是溫度變化， ΔI 是電流變化， k 為常數(shù)。通過這種方法，能夠在電流異常時準(zhǔn)確判斷電氣設(shè)備過熱風(fēng)險，提升火災(zāi)的早期預(yù)警能力。

（三）自學(xué)習(xí)與自適應(yīng)功能的引入

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的自學(xué)習(xí)與自適應(yīng)功能通過機(jī)器學(xué)習(xí)算法實現(xiàn)智能化升級。系統(tǒng)采用K-means聚類和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等算法，在運(yùn)行過程中持續(xù)分析歷史數(shù)據(jù)，自動優(yōu)化預(yù)警模型和調(diào)整報警閾值。當(dāng)檢測到溫度等參數(shù)異常波動時，系統(tǒng)會綜合評估設(shè)備工況和環(huán)境因素，動態(tài)修正預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)，而非簡單觸發(fā)警報。這種智能機(jī)制顯著提升了預(yù)警準(zhǔn)確性，有效降低了誤報率。同時，系統(tǒng)具備持續(xù)進(jìn)化能力，通過不斷學(xué)習(xí)新的監(jiān)測數(shù)據(jù)來完善分析模型，使預(yù)警效能隨時間推移逐步提升。這種自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)特性使系統(tǒng)能夠更好地適應(yīng)復(fù)雜多變的建筑環(huán)境，為電氣火災(zāi)預(yù)防提供了更智能的解決方案。

Risk=f（ΔT，ΔI，ΔH）

其中，Risk為火災(zāi)風(fēng)險評估值， ΔT，ΔI 和 ΔH 分別為溫度、電流和濕度的變化，f為基于歷史數(shù)據(jù)訓(xùn)練出的函數(shù)模型。

四、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)優(yōu)化后的建筑消防效果

（一）強(qiáng)化實時監(jiān)控與應(yīng)急響應(yīng)

優(yōu)化后的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)通過智能化技術(shù)實現(xiàn)了性能的顯著提升。系統(tǒng)采用實時數(shù)據(jù)處理架構(gòu)，能夠動態(tài)監(jiān)測電氣設(shè)備的溫度、電流和電壓等關(guān)鍵參數(shù)，當(dāng)檢測到異常波動時，可在1秒一3秒內(nèi)觸發(fā)預(yù)警，較傳統(tǒng)系統(tǒng)5秒—10秒的響應(yīng)時間有顯著改善。這種快速響應(yīng)機(jī)制大幅提升了火災(zāi)防控的時效性，為現(xiàn)場人員應(yīng)急處置和消防決策提供了可靠支持。系統(tǒng)通過精準(zhǔn)的風(fēng)險識別和即時報警功能，有效預(yù)防了電氣火災(zāi)的發(fā)生和蔓延，展現(xiàn)了智能化技術(shù)在消防安全領(lǐng)域的重要應(yīng)用價值[4]。

（二）降低誤報率與漏報率

基于智能算法的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)優(yōu)化研究取得顯著成效。本研究通過多源數(shù)據(jù)融合技術(shù)和機(jī)器學(xué)習(xí)算法，有效解決了傳統(tǒng)系統(tǒng)在復(fù)雜環(huán)境下的誤報、漏報問題。系統(tǒng)采用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對溫度、電流、電壓等多維參數(shù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，建立精準(zhǔn)的故障識別模型。實驗數(shù)據(jù)表明，優(yōu)化后的系統(tǒng)性能實現(xiàn)重大突破。在商業(yè)建筑應(yīng)用場景中，誤報率從優(yōu)化前的 10% 降至 2% ，漏報率從5% 降至 1% 。這一改進(jìn)主要得益于相關(guān)的技術(shù)創(chuàng)新。通過動態(tài)閾值調(diào)整算法，根據(jù)環(huán)境變化實時優(yōu)化預(yù)警參數(shù)；采用多傳感器數(shù)據(jù)校驗機(jī)制，排除單一傳感器故障干擾；基于設(shè)備運(yùn)行歷史的智能診斷模型，提升風(fēng)險識別準(zhǔn)確率。系統(tǒng)性能對比顯示（如表1），優(yōu)化版本在保持高檢測靈敏度的同時，有效縮短平均響應(yīng)時間。該技術(shù)方案為電氣火災(zāi)監(jiān)控領(lǐng)域提供了新的解決思路，具有重要的推廣價值。

表1降低誤報率與漏報率

（三）長效監(jiān)控與預(yù)防性管理

優(yōu)化后的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建了智能化預(yù)防管理體系，通過自適應(yīng)算法實現(xiàn)對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的動態(tài)監(jiān)測與分析。系統(tǒng)具備早期故障預(yù)警功能，可識別潛在電氣隱患并生成設(shè)備健康評估報告。基于大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，系統(tǒng)能夠預(yù)測設(shè)備劣化趨勢，實現(xiàn)超前干預(yù)。實際應(yīng)用表明，該預(yù)防性管理機(jī)制顯著提升了火災(zāi)防控效能，將電氣火災(zāi)風(fēng)險控制在萌芽階段。這種智能化的監(jiān)控模式為建筑消防安全提供了可靠保障，實現(xiàn)了從被動處置到主動預(yù)防的轉(zhuǎn)變[5]

結(jié)語

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)通過智能化升級實現(xiàn)了技術(shù)突破，顯著提升了建筑消防安全水平。系統(tǒng)集成先進(jìn)的傳感技術(shù)和智能算法，構(gòu)建了高效的火災(zāi)預(yù)警體系，在預(yù)警準(zhǔn)確性、響應(yīng)速度和預(yù)防性維護(hù)等方面取得顯著成效。實踐表明，該系統(tǒng)能有效降低電氣火災(zāi)風(fēng)險，提升設(shè)備管理水平。未來，技術(shù)發(fā)展將進(jìn)一步提升系統(tǒng)性能，為建筑安全提供更加可靠的保障。這種智能監(jiān)控模式展現(xiàn)了技術(shù)創(chuàng)新在消防安全領(lǐng)域的重要價值。

參考文獻(xiàn)

[1］向勇.文物建筑群電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)置探討[J].電工技術(shù)，2024（13）：134-136.

[2」劉杰.淺析電氣消防設(shè)計的幾個常見問題[J].江西建材，2017（17）：28-29.

[3］蘇楠.論電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)的研究[J].居舍，2020（12） ：173.

[4]高旭.嵌入式電氣安全智能系統(tǒng)在建筑消防中的設(shè)計與研究[D].西安石油大學(xué)，2024.

[5］劉揚(yáng).石油化工電氣火災(zāi)防范與消防電源監(jiān)控的探討[J].石油化工自動化，2021，57（04）：67-71.