物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在高鐵消防管理中的應(yīng)用

逯家瑞

摘要：隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，高鐵建設(shè)也不斷加快，由于高鐵設(shè)施、功能復(fù)雜，使得高鐵消防安全管理工作的難度很大，如果仍然采用傳統(tǒng)的消防管理模式，則難以滿足高鐵消防安全的需要?；诖?，本文主要圍繞高鐵消防安全管理進行闡述，通過應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，旨在切實發(fā)揮智慧消防建設(shè)的作用，從而保證高鐵消防安全。

關(guān)鍵詞：高鐵;消防安全管理;物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);應(yīng)用

在當(dāng)前高鐵建設(shè)快速發(fā)展的背景下，高速鐵路的配套設(shè)施也日益增多，由于設(shè)施較復(fù)雜，且存在點多線長的特點，很大程度上增加了消防工作的難度。在以往消防管理模式中，存在消防管理力量不足、缺乏專業(yè)及有效的維護、消防設(shè)施損壞等多方面的問題，難以滿足當(dāng)前高速鐵路發(fā)展中的消防需求，因此有必要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的消防管理模式，引進先進的消防設(shè)備及技術(shù)，以此提高消防信息管理質(zhì)量，有效應(yīng)對高鐵消防工作中面臨的問題，從而保證高鐵消防安全。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的概念及應(yīng)用可行性

1.1概念

物聯(lián)網(wǎng)，從字面意義上理解是指物物相連的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，在這個網(wǎng)絡(luò)體系中具有各種信息傳感設(shè)備，如紅外感應(yīng)器、GPS、激光掃描儀等，通過約定的協(xié)議實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，從而進行信息傳遞和共享。目前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在各個領(lǐng)域，如交通、物流等，同時也逐漸走進了消防領(lǐng)域。其在消防領(lǐng)域中的應(yīng)用，主要是通過設(shè)置傳感設(shè)備來構(gòu)建物與物、人與物之間的網(wǎng)絡(luò)，并建立智能化的消防安全信息平臺，從而使得消防管理工作更加智能化、動態(tài)化和信息化。

1.2可行性分析

1.2.1技術(shù)條件成熟

隨著科技的進步，涌現(xiàn)出了許多新技術(shù)，并廣泛應(yīng)用于消防領(lǐng)域中，從而形成智慧消防系統(tǒng)。智慧消防系統(tǒng)是基于大數(shù)據(jù)、云計算及物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)支持下，對消防隱患和火災(zāi)位置進行準(zhǔn)確的定位，從而實現(xiàn)快速有效的處置。當(dāng)前消防信息化模式基本建設(shè)完成，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于消防系統(tǒng)中基本能夠?qū)崿F(xiàn)感知層、傳輸層及應(yīng)用層這三個核心功能。

1.2.2滿足實際問題的需要

第一將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用在高鐵消防安全管理中，能夠在RFID技術(shù)及視頻監(jiān)控系統(tǒng)支持下，實現(xiàn)對高鐵建筑消防情況的全面管控，有利于解決高鐵消防安全管理中責(zé)任落實不到位等情況;第二，通過建立集中控制中心系統(tǒng)平臺，對高鐵建筑中的消防設(shè)施進行實時監(jiān)控，并且可以通過控制中心發(fā)布指令，維保單位及專業(yè)人員根據(jù)指令要求對存在故障問題的消防設(shè)施進行整改和維護。第三，在物聯(lián)網(wǎng)的作用下，可以對消防設(shè)施進行智能化的識別、定位及管控，這樣可以及時發(fā)現(xiàn)故障點，然后借助云計算等技術(shù)實現(xiàn)故障判斷和分析，加強了事前防控效果。

1.2.3促進高鐵消防的發(fā)展

隨著現(xiàn)代高鐵消防安全要求的不斷提高，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于高鐵消防安全管理中，一方面可以實現(xiàn)全時段的管理，只需要借助智能化終端設(shè)備便可實現(xiàn)對消防設(shè)施的檢查和動態(tài)化管理，從而有效應(yīng)對消防安全管理中動態(tài)不確定性和高速變化的問題;另一方面是物聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)全方位的管控，在物聯(lián)網(wǎng)平臺中可以實現(xiàn)設(shè)備信息采集、處理和分析，能夠徹底解決“人防”模式中數(shù)據(jù)收集不全面、檢查不到位、設(shè)備故障難發(fā)現(xiàn)等問題。

2 高鐵“智慧消防”系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

2.1系統(tǒng)設(shè)計邏輯結(jié)構(gòu)

將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運用于高鐵消防安全管理中，以此構(gòu)成高鐵“智慧消防”系統(tǒng)，主要由火災(zāi)防控預(yù)警自動化、救援指揮智能化、消防管理信息化三個部分組成（如圖1所示）。

2.1.1火災(zāi)防控預(yù)警自動化

主要包括遠程監(jiān)控消防水源、遠程管理建筑消防設(shè)施等功能模塊。其中在遠程監(jiān)控消防水源模塊中，可借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對消防水源進行實時監(jiān)控，一旦發(fā)生火災(zāi)可以第一時間準(zhǔn)確找到水源信息，從而快速開展救援工作。遠程管理建筑消防設(shè)施是利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對消防設(shè)備進行動態(tài)化監(jiān)控，從而保證建筑消防設(shè)施的完好性。

2.1.2救援指揮智能化

主要包括建筑信息識別、人員調(diào)度、現(xiàn)場指揮等功能模塊。其中在現(xiàn)場指揮中，主要通過在救援裝備中安裝感應(yīng)芯片，并利用通信設(shè)備實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，以此幫助后方指揮中心進行現(xiàn)場的救援工作（如圖2所示）。

2.1.3消防管理信息化

利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立物聯(lián)網(wǎng)裝備管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對消防設(shè)備的動態(tài)化管理，并且能集中對不同消防設(shè)備進行智能化管理，同時通過物聯(lián)網(wǎng)收集火災(zāi)信息，為各項防火及救援工作開展提供科學(xué)依據(jù)，從而提升消防安全管理的效率和水平。

2.2重點監(jiān)控部位

2.2.1高鐵站

高鐵站是人員密集的公眾聚集場所，因此這個區(qū)域的消防安全管理尤其重要。針對高鐵站中售票廳、候車廳、餐廳等公共區(qū)域，可通過裝設(shè)智能物聯(lián)網(wǎng)采集設(shè)備及信息傳輸裝置，通過有線或無線網(wǎng)傳輸至火災(zāi)防控預(yù)警自動化系統(tǒng)中，對火災(zāi)隱患進行實時監(jiān)測。同時在這一系統(tǒng)中將火災(zāi)自動報警、自動滅火、防排煙等功能模塊串聯(lián)，然后配合救援指揮智能化及消防管理信息化系統(tǒng)實現(xiàn)即時預(yù)警、應(yīng)急處理、有序指引等工作。針對地下高鐵站，需要在消防專用通道、安全通道、站臺、出入站口等位置加強監(jiān)控，可以利用視頻監(jiān)控及圖像識別等技術(shù)，及時預(yù)警和預(yù)防，從而營造良好消防救援環(huán)境。

2.2.2電氣設(shè)備房

電氣設(shè)備房主要指的是為高速鐵路配套服務(wù)的通信機房、信號機械室、信息設(shè)備房、調(diào)度中心、變電站、消防控制室等，在設(shè)計“智慧消防”系統(tǒng)時，需要對這些重點位置的各類電氣設(shè)備進行消防監(jiān)測和預(yù)警。通過采用物聯(lián)網(wǎng)消防設(shè)備并實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，將消防設(shè)備的信息及運行狀態(tài)統(tǒng)一傳至消防管理信息化系統(tǒng)中，比如在管理信息化系統(tǒng)中可以看到滅火器的出廠時間及有效期、維修記錄、維保信息等，能夠第一時間掌握和了解消防設(shè)備的完整信息，提升監(jiān)管力度和工作效率。

2.2.3高鐵隧道

由于高速鐵路隧道線路較長、環(huán)境較差，且可視性差，如果發(fā)生火災(zāi)，則救援較困難，會造成較大的損失，在當(dāng)前條件下管理和維護也非常不便，因此在設(shè)計“智慧消防”系統(tǒng)時，還需要重點考慮高鐵隧道部位的消防設(shè)施安全性。目前，在鐵路隧道設(shè)計中，其結(jié)構(gòu)性能基本實現(xiàn)了耐火、防塌陷、降耗等要求，通過應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在此基礎(chǔ)上增設(shè)火災(zāi)防控預(yù)警自動化、救援智能化、消防管理信息化系統(tǒng)，一方面能夠保證設(shè)備維修檢查到位，實時掌握設(shè)備運行狀態(tài)，而且能夠在遠程監(jiān)控的基礎(chǔ)上，對隧道內(nèi)的感知設(shè)備等運行狀態(tài)進行監(jiān)測，從而明確消防設(shè)施分布位置、火災(zāi)隱患點等信息;另一方面可通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)對消防和非消防電氣設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測，從而降低運行成本。

2.2.4列車車廂

高鐵列車車廂內(nèi)是人員密集、封閉的空間，發(fā)生火災(zāi)后逃生較困難，在設(shè)計高鐵“智慧消防”系統(tǒng)時，應(yīng)當(dāng)重點考慮車廂部分的消防設(shè)施設(shè)計。在高鐵車廂內(nèi)一般也設(shè)置有滅火自動報警系統(tǒng)及滅火器等，但是目前不能實現(xiàn)與上級監(jiān)管部門的直接互聯(lián)。因此在設(shè)計過程中，可考慮采用物聯(lián)網(wǎng)消防設(shè)備進行聯(lián)網(wǎng)，這樣能夠?qū)④噹麅?nèi)消防設(shè)施運行的狀態(tài)及相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)一傳輸至智慧消防管理平臺中，并利用極早期空氣熱釋離子檢測及現(xiàn)有的保障系統(tǒng)，加大對列車車廂的防控力度。

2.3技術(shù)方案

2.3.1無線組網(wǎng)方式

在高鐵消防安全管理中運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可通過無線組網(wǎng)的方式進行，將LORA自組網(wǎng)、藍牙/NFC/RFID短距離通信等技術(shù)進行融合，發(fā)揮各自優(yōu)勢，以此對人流密集、運營商機制覆蓋不足等部位進行環(huán)境優(yōu)化。LORA技術(shù)是低功耗無線遠距離的局域網(wǎng)，且不受運營商基站信號影響。藍牙/NFC/RFID短距離通信技術(shù)則具有定位準(zhǔn)確、交互速度快、效率高等優(yōu)勢。通過將這些技術(shù)整合，以此構(gòu)建成新的物聯(lián)網(wǎng)無線組網(wǎng)，從而滿足高鐵消防安全管理的要求。

2.3.2應(yīng)用智能傳感技術(shù)

在高鐵“智慧消防”系統(tǒng)中應(yīng)用各種智能化傳感器和檢測裝置，既要包括溫度、濕度、壓差、排煙、防火分隔等系統(tǒng)檢查，也包括電氣火災(zāi)的防控，可以通過增設(shè)線纜觀測探測器、可燃氣體探測器、剩余電流探測器等裝置，以此加強高鐵消防安全的管控效果。

2.3.3應(yīng)用可視化技術(shù)

針對一些環(huán)境差、可視性差的部位，可將智慧消防物聯(lián)網(wǎng)與BIM建模進行整合，利用BIM模型中的可視化、圖像識別等技術(shù)，以此對消防設(shè)施更加直觀地進行定位及識別，同時也能夠?qū)ΜF(xiàn)場建筑結(jié)構(gòu)、設(shè)施分布、火災(zāi)情況等進行識別。這樣在發(fā)生火災(zāi)事故時能夠快速定位出事故的位置，也能夠了解周邊環(huán)境和人流分布情況，確保各安全疏散通道的安全通暢，并借助現(xiàn)場視頻監(jiān)控對事故進行預(yù)判指揮，科學(xué)合理的進行應(yīng)急處置。另外，還可以實現(xiàn)對現(xiàn)場滅火救援方案的設(shè)計及逃生路線規(guī)劃等，從而有利于初期火災(zāi)撲滅及人員疏散。

2.3.4預(yù)測和評估安全隱患

結(jié)合消防安全工程學(xué)的原理及方法，在建立智慧消防物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)時，立足于火災(zāi)科學(xué)基礎(chǔ)原理及風(fēng)險評估原理的基礎(chǔ)，建立起相應(yīng)的火災(zāi)風(fēng)險評估指標(biāo)體系，以此對高鐵設(shè)施防火能力、滅火救援能力、消防設(shè)施情況、疏散能力等各項安全工作進行定性和定量的評價。另外，建立完善的消防巡檢和維護保養(yǎng)制度，針對各類消防安全隱患和事故進行有效整改，形成完善的消防安全評估體系，結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)對整體情況進行分析，包括風(fēng)險多發(fā)時段、設(shè)備、行為等分析，實現(xiàn)預(yù)防為主、防消結(jié)合。

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