消防物聯(lián)網(wǎng)在基層油庫(kù)的應(yīng)用與實(shí)踐

王澤強(qiáng)，吳明軍，馮仕君，喻 濤

（威特龍消防安全集團(tuán)股份公司，四川成都 611731）

0 前言

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展和能源需求的迅猛增加，基層油庫(kù)已經(jīng)成為成品油銷售網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，成品油作為重要的能源物資及戰(zhàn)略資源，關(guān)系到經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步和國(guó)家能源安全。一方面，成品油油庫(kù)儲(chǔ)存的汽油、柴油等屬于甲、乙類火災(zāi)危險(xiǎn)性油品，揮發(fā)和泄漏的油蒸氣非常容易達(dá)到燃燒爆炸極限，是典型的重大工業(yè)危險(xiǎn)源；另一方面，銷售企業(yè)油庫(kù)的油品進(jìn)出、收付等作業(yè)非常頻繁，由此引發(fā)的事故也較多，一旦儲(chǔ)罐區(qū)發(fā)生火災(zāi)，往往形成長(zhǎng)時(shí)間大面積的持續(xù)燃燒，給人民的生命和財(cái)產(chǎn)帶來巨大的損失。

因此，提高風(fēng)險(xiǎn)管控水平，是保證油庫(kù)安全儲(chǔ)存的重要保障。以某銷售企業(yè)基層油庫(kù)為例，通過研究該油庫(kù)安全風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)該油庫(kù)進(jìn)行了智能化改造，提高了安全管理水平和應(yīng)急處置能力，對(duì)于提高基層油庫(kù)的安全等級(jí)及管理效率具有一定的參考價(jià)值。

1 油庫(kù)概況

1.1 油庫(kù)基本情況

某銷售企業(yè)基層油庫(kù)，庫(kù)容為5.4×10m，屬二級(jí)油庫(kù)，防火等級(jí)為一級(jí)。庫(kù)區(qū)分儲(chǔ)罐區(qū)、公路裝車區(qū)、鐵路卸車區(qū)、輔助生產(chǎn)區(qū)、辦公管理及生活區(qū)5部分，如圖1所示。儲(chǔ)罐區(qū)有3個(gè)罐組，1#罐組有3個(gè)5 000 m內(nèi)浮頂汽油儲(chǔ)罐和3個(gè)5 000 m固定頂柴油儲(chǔ)罐，2#罐組有2個(gè)3 000 m內(nèi)浮頂汽油儲(chǔ)罐和4個(gè)3 000 m固定頂柴油儲(chǔ)罐，3#罐組設(shè)置了2個(gè)3 000 m固定頂柴油儲(chǔ)罐。公路裝車區(qū)設(shè)置有裝車罩棚1座，下設(shè)5座下裝島。鐵路卸車區(qū)設(shè)有雙股道線鐵路專用線，設(shè)置有12套汽、柴油卸車鶴管。

圖1 油庫(kù)平面示意

1.2 油庫(kù)安全隱患

1.2.1 消防系統(tǒng)自動(dòng)化水平低

庫(kù)區(qū)設(shè)置的固定式泡沫滅火系統(tǒng)和噴淋冷卻系統(tǒng)，其儲(chǔ)罐的冷卻、泡沫液滅火管道管線操作閥均為手動(dòng)閥門，油罐區(qū)未設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警設(shè)備，消防水泵為手動(dòng)啟動(dòng)的柴油消防泵。這些消防設(shè)施能夠滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，但事實(shí)上，一旦發(fā)生火災(zāi)，只能依靠人工手動(dòng)報(bào)警、手動(dòng)啟泵、手動(dòng)打開消防管路閥門，錯(cuò)過滅火的最佳時(shí)期；且噴淋及泡沫滅火閥門離儲(chǔ)罐比較近，人員操作危險(xiǎn)性大。

該油庫(kù)的公路裝車區(qū)、鐵路卸車區(qū)等重要位置冷卻、滅火形式均為人工手動(dòng)方式，這種人工手動(dòng)報(bào)警、滅火的消防保護(hù)模式也已遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于油庫(kù)安全生產(chǎn)的需要。

1.2.2 電氣故障隱患大

油庫(kù)區(qū)域電氣線路接頭點(diǎn)多、面廣、相對(duì)隱蔽，監(jiān)管、維護(hù)難度大，如果使用不當(dāng)，易造成過熱、起火等電氣火災(zāi)事故。油庫(kù)區(qū)電控柜為露天設(shè)置，工作環(huán)境比較惡劣，電控柜零部件易腐蝕，易導(dǎo)致電控柜絕緣性能下降、防爆等級(jí)不達(dá)標(biāo)，進(jìn)一步增加了著火、爆炸和人員觸電的危險(xiǎn)性。

1.2.3 缺乏安全聯(lián)鎖保護(hù)機(jī)制

目前油庫(kù)設(shè)置有消防火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、可燃?xì)怏w報(bào)警系統(tǒng)、儲(chǔ)罐液位控制系統(tǒng)、周界報(bào)警系統(tǒng)及視頻監(jiān)控系統(tǒng)，這些系統(tǒng)接入中控室進(jìn)行集中顯示，但各系統(tǒng)平臺(tái)仍相互獨(dú)立運(yùn)行。在發(fā)生意外事故時(shí)，無法實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)的自動(dòng)聯(lián)鎖保護(hù)，只能通過人工決策后制定處置措施。

1.2.4 遠(yuǎn)程操作不直觀

目前油庫(kù)的各系統(tǒng)采用平面圖表達(dá)各設(shè)備設(shè)施位置，即使個(gè)別系統(tǒng)采用了3D圖形對(duì)設(shè)備位置進(jìn)行示意，同樣存在地理位置及空間信息不準(zhǔn)確的現(xiàn)象，影響對(duì)應(yīng)急事故處理的最終決策分析。

1.2.5 人工巡檢工作量大，數(shù)據(jù)更新不及時(shí)

現(xiàn)有系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的對(duì)象均是可感知設(shè)備，對(duì)于不具備感知功能的設(shè)備只能依靠人工進(jìn)行巡查、維護(hù)。雖然采用電子巡更系統(tǒng)能夠提高巡檢人員的工作質(zhì)量，但人工采集的數(shù)據(jù)只能通過專業(yè)人員才能錄入到各監(jiān)控系統(tǒng)中，導(dǎo)致數(shù)據(jù)不能及時(shí)更新。

2 消防物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實(shí)施

2.1 消防物聯(lián)網(wǎng)功能

消防物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)通過信息傳感與通信技術(shù)將消防監(jiān)督管理和消防滅火救援所需的消防信息鏈接起來，構(gòu)建高感度的消防基礎(chǔ)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、融合的消防信息采集、傳遞和處理，全面促進(jìn)與提高消防監(jiān)督和管理水平，顯著增強(qiáng)消防滅火救援能力。同時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)通過圖形管理基礎(chǔ)平臺(tái)進(jìn)行全方位、三維立體、實(shí)時(shí)展示油庫(kù)整體消防、安防設(shè)施設(shè)備及其運(yùn)行情況，并且在圖形系統(tǒng)中簡(jiǎn)單方便地進(jìn)行操作，一鍵出結(jié)果。

消防物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控消防設(shè)備的運(yùn)行狀況，保障消防設(shè)備處于有效待命狀態(tài)；及時(shí)反饋消防設(shè)備存在的故障，保障消防設(shè)備的完好率，防患于未然。

平臺(tái)具備完善的報(bào)警機(jī)制，讓報(bào)警真正做到通知到位、到人，通過手機(jī)短信、APP推送、平臺(tái)播報(bào)、電話等多種方式全維度報(bào)警，讓報(bào)警實(shí)時(shí)通達(dá)任何地方。多人、多批次的報(bào)警通知，并有記錄和反饋。

平臺(tái)采用防爆智能移動(dòng)終端對(duì)非智能消防設(shè)備的二維碼掃描進(jìn)行日常巡查。把消防日常巡查工作從傳統(tǒng)紙筆記錄轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣?dòng)化信息采集，實(shí)現(xiàn)消防部門遠(yuǎn)程監(jiān)督消防巡查狀態(tài)。作業(yè)時(shí)采用手機(jī)定點(diǎn)、定位記錄，數(shù)據(jù)自動(dòng)上傳云端，拒絕造假，能夠有效監(jiān)督員工的工作。此外，平臺(tái)、APP自動(dòng)定時(shí)、定人提醒，不遺漏作業(yè)，杜絕漏崗。

物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)定期自動(dòng)生成設(shè)備運(yùn)行報(bào)告，減少工作量，可以輕松了解設(shè)備的穩(wěn)定性、可靠性，統(tǒng)計(jì)分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，完全掌控消防狀況；智慧分析預(yù)警數(shù)據(jù)，預(yù)判并杜絕火災(zāi)的發(fā)生。

2.2 消防物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)搭建

在各行業(yè)信息化系統(tǒng)演進(jìn)發(fā)展的進(jìn)程中，數(shù)據(jù)多元化、信息集中化、業(yè)務(wù)位置化、展示圖形化已是未來的發(fā)展趨勢(shì)。大多數(shù)基層油庫(kù)目前還是采用傳統(tǒng)的監(jiān)控手段與模式，已不能滿足當(dāng)前形勢(shì)的需要。每個(gè)企業(yè)均應(yīng)將信息化作為提升核心競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段，基層油庫(kù)更應(yīng)該利用智能化工具來提升安全管理能力。

通過對(duì)該油庫(kù)的風(fēng)險(xiǎn)分析，以消防安防全局?jǐn)?shù)據(jù)化、圖形化、可視化管理為目的，采用以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)消防安防的一體化管控。

a)改造非智能設(shè)備，使其成為可監(jiān)管的智能設(shè)備。通常，非智能設(shè)備是指不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，只能依靠人工到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行操作、監(jiān)控的設(shè)備。除了進(jìn)行非智能設(shè)備升級(jí)更換為智能設(shè)備的方法外，還有兩種方法能夠使非智能設(shè)備實(shí)現(xiàn)監(jiān)管，一種方法是采用智能終端裝置檢測(cè)壓力、流量、溫度等參數(shù)，并通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)備傳輸?shù)奖O(jiān)控系統(tǒng)；另一種方法是采用二維碼，通過人工掃描后自動(dòng)將數(shù)據(jù)納入監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行管控。

由于該油庫(kù)消防自動(dòng)化水平低，需要將儲(chǔ)罐的冷卻、泡沫液滅火管線操作閥更換為遠(yuǎn)程電控閥門，在油罐上設(shè)置感溫光柵等火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警設(shè)備，消防水泵更換為具有遠(yuǎn)程啟停、自動(dòng)巡檢功能的智能化設(shè)備；對(duì)于消火栓，可以安裝智能終端裝置進(jìn)行水壓、流量、撞擊、傾斜等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控；在油罐的冷卻、泡沫滅火管網(wǎng)分枝片、末端、泡沫發(fā)生器末端安裝無線壓力變送器，監(jiān)測(cè)其工作壓力是否正常，與電動(dòng)閥實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制；針對(duì)重要用電設(shè)備，安裝電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，以避免電氣火災(zāi)的發(fā)生。

b)搭建一套消防物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。消防物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)是在傳統(tǒng)消防基礎(chǔ)上，融合物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)+等最新技術(shù)，通過大數(shù)據(jù)云計(jì)算、火警智能研判等專業(yè)應(yīng)用，為消防安全系統(tǒng)的管理者、監(jiān)督者、執(zhí)行者提供便捷的、安全的、高效的技術(shù)管理平臺(tái)。

如圖2所示，消防物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)可以接入火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)等消防及部分安防設(shè)備設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)并實(shí)時(shí)呈現(xiàn)，方便管理人員隨時(shí)隨地掌控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。

圖2 消防物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)架構(gòu)

平臺(tái)包括WEB端和APP端兩個(gè)部分。WEB端主要用于系統(tǒng)管理、設(shè)備管理、設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)呈現(xiàn)、報(bào)警數(shù)據(jù)查詢分析等。APP端主要用于報(bào)警信息接收，設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)查看及設(shè)備巡查、巡檢記錄等工作。消防物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)使得報(bào)警不局限在消防控制室，相關(guān)管理人員及工作人員可以通過移動(dòng)APP終端接收到實(shí)時(shí)同步的報(bào)警信息，這個(gè)報(bào)警包括火災(zāi)報(bào)警、火警預(yù)警、故障報(bào)警等報(bào)警信息。

物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)APP終端的使用，把傳統(tǒng)的消防設(shè)備運(yùn)行維護(hù)模式徹底改變，物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)派工巡檢維修保養(yǎng)任務(wù)到工作人員移動(dòng)終端，維護(hù)巡檢工作人員使用移動(dòng)終端對(duì)設(shè)備進(jìn)行二維碼掃描，完成巡檢維護(hù)工作，同時(shí)通過移動(dòng)終端上傳巡檢維護(hù)記錄。

消防物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)消防設(shè)備全天候的有效監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)消防工作“人防”、“技防”一體化，實(shí)現(xiàn)油庫(kù)智能化管理，全面提高基層油庫(kù)的消防安全管理工作水平。

c)接入各系統(tǒng)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)全局大數(shù)據(jù)圖形展示。消防物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)提供了一個(gè)油庫(kù)各系統(tǒng)整合的基石，庫(kù)區(qū)其它系統(tǒng)只要提供對(duì)外輸出的數(shù)據(jù)，就能夠?qū)⒏飨到y(tǒng)設(shè)備的具體位置展現(xiàn)在平臺(tái)上，并且顯示各設(shè)備的圖形化報(bào)表數(shù)據(jù)。

針對(duì)安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)的接入，需要將視頻監(jiān)控點(diǎn)位在GIS地圖上進(jìn)行位置標(biāo)注，點(diǎn)擊相應(yīng)點(diǎn)位，能直接彈出該點(diǎn)位實(shí)時(shí)視頻圖像，平臺(tái)還支持視頻圖像與其他系統(tǒng)設(shè)備之間的聯(lián)動(dòng)處置定制化開發(fā)。針對(duì)停車場(chǎng)卡口監(jiān)控系統(tǒng)，同樣可按照實(shí)際位置在GIS地圖上進(jìn)行標(biāo)注，接入停車場(chǎng)卡口實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，管理人員可在物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)中，直接選擇顯示所有停車場(chǎng)信息及每個(gè)卡口的相關(guān)信息，點(diǎn)擊其中某個(gè)卡點(diǎn)，則立體顯示該卡點(diǎn)的近期出入車輛數(shù)據(jù)。針對(duì)設(shè)置的周界、對(duì)射等報(bào)警系統(tǒng)，可在平臺(tái)上展現(xiàn)周界、對(duì)射安裝位置和布放區(qū)域，當(dāng)該區(qū)域出現(xiàn)報(bào)警時(shí)，實(shí)時(shí)顯示該位置報(bào)警信號(hào)，并彈出該位置視頻圖像和報(bào)警類別信息等。平臺(tái)可以通過給工作人員和車輛配置手持終端或定位系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在平臺(tái)上呈現(xiàn)工作人員和執(zhí)勤車輛的實(shí)時(shí)位置、狀態(tài)、屬性信息等，并可顯示其歷史移動(dòng)軌跡。

針對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的接入呈現(xiàn)與消防系統(tǒng)、安防系統(tǒng)的原理相同，數(shù)據(jù)接入后，平臺(tái)可圖形化展現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，包括室內(nèi)外環(huán)境溫度、濕度、氣壓等參數(shù)監(jiān)測(cè)，自動(dòng)監(jiān)測(cè)、自動(dòng)預(yù)警。

物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)同樣能接入油罐液位監(jiān)控系統(tǒng)，將油罐液位監(jiān)控計(jì)量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接入到圖形交互系統(tǒng)中，圖形顯示油罐以及其油品存儲(chǔ)狀態(tài)的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，并提供異常告警提示信息，還可定制開發(fā)與其它系統(tǒng)設(shè)備的聯(lián)動(dòng)處置程序。

2.3 消防物聯(lián)網(wǎng)實(shí)施效果

通過該油庫(kù)智能化改造，將消防及安防設(shè)備設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)呈現(xiàn)，方便管理人員隨時(shí)隨地掌控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，例如：電流、電壓、溫度、壓力等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以及各種消防設(shè)備的正常/故障等狀態(tài)。如圖3所示，各管道及設(shè)備的各項(xiàng)數(shù)據(jù)值可在值班室直觀體現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)油庫(kù)的遠(yuǎn)程管理，大大地提高了油庫(kù)的信息化和智能化管理水平。

圖3 實(shí)施后數(shù)據(jù)的體現(xiàn)

改造前，罐區(qū)各項(xiàng)數(shù)據(jù)均需要到現(xiàn)場(chǎng)人工進(jìn)行測(cè)量和確認(rèn)。信息傳輸慢，效率低；改造后，所有的消防運(yùn)行數(shù)據(jù)、報(bào)警數(shù)據(jù)、維護(hù)保養(yǎng)及維修數(shù)據(jù)等構(gòu)成的消防大數(shù)據(jù)，保存在平臺(tái)服務(wù)器上，最終應(yīng)用于大數(shù)據(jù)分析，為消防預(yù)測(cè)、部署做好數(shù)據(jù)支撐。同時(shí)為上級(jí)消防、安監(jiān)部門提供數(shù)據(jù)接口，向上提供數(shù)據(jù)支撐服務(wù)。

3 結(jié)語

針對(duì)大多數(shù)基層油庫(kù)的安全監(jiān)控技術(shù)水平較低的現(xiàn)狀，提出一種以風(fēng)險(xiǎn)源為索引，以消防安防全局化管控為目的搭建物聯(lián)網(wǎng)管理平臺(tái)的技改手段。通過平臺(tái)數(shù)據(jù)接入與呈現(xiàn)，徹底改變現(xiàn)有信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)孤島，在物理上、邏輯上、功能上連接在一起，實(shí)現(xiàn)信息綜合、集中展現(xiàn)、資源共享。基層油庫(kù)通過設(shè)備智能化改造、建立信息平臺(tái)后，能夠?qū)崿F(xiàn)安全管理的便捷化和精細(xì)化，切實(shí)解決“檢查標(biāo)準(zhǔn)不清楚，風(fēng)險(xiǎn)管控不到位，整改落實(shí)不閉環(huán)”等一系列問題。

基層油庫(kù)采用信息化手段進(jìn)行安全管理具有極高的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)價(jià)值，一方面能夠使基層油庫(kù)實(shí)現(xiàn)三維可視化、數(shù)字化的全局管理，充分發(fā)揮了管理平臺(tái)的作用，提高了安全等級(jí)及管理效率。另一方面，能夠使基層油庫(kù)具有數(shù)據(jù)信息優(yōu)勢(shì)、智慧決策優(yōu)勢(shì)及作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化優(yōu)勢(shì)。