大數(shù)據(jù)帶給電氣火災(zāi)隱患治理體系的思考

岳 田，王云峰，余春燕，許 翀

(國(guó)防工程研究院，北京 100036)

0 前 言

建筑電氣火災(zāi)隱患預(yù)防和治理，是建筑運(yùn)維管理的重要組成部分，對(duì)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行分析，研究建筑電氣消防治理體系構(gòu)建方面問(wèn)題，也是落實(shí)“新基建”理念的數(shù)字信息化建設(shè)的重要組成部分。實(shí)踐應(yīng)用中，考慮到電氣火災(zāi)危害性較大，火災(zāi)發(fā)生幾率上升，已經(jīng)占到火災(zāi)總數(shù)的70%以上，相關(guān)領(lǐng)域工作人員應(yīng)對(duì)此提高重視力度，使用大數(shù)據(jù)技術(shù)來(lái)提升電氣火災(zāi)治理體系的完善度。

1 大數(shù)據(jù)與電氣火災(zāi)

1.1 大數(shù)據(jù)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

基于大數(shù)據(jù)構(gòu)建的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)主要是通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對(duì)引發(fā)火災(zāi)隱患的因素進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤與統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)配電系統(tǒng)中的電壓、電流、電弧以及導(dǎo)線(xiàn)溫度等要素進(jìn)行智能監(jiān)控。引發(fā)電氣火災(zāi)的主要因素包括電壓過(guò)載、欠壓、短路和電弧故障等。通過(guò)大數(shù)據(jù)智能監(jiān)控技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣線(xiàn)路的系統(tǒng)全面檢測(cè)，尤其是滅弧式電氣防火保護(hù)裝置的應(yīng)用，使得電氣線(xiàn)路的運(yùn)行狀態(tài)被實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，保證過(guò)載相關(guān)位置無(wú)火花產(chǎn)生，有效預(yù)防電氣火災(zāi)發(fā)生[1]。此外，基于大數(shù)據(jù)電氣火災(zāi)監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用，可及時(shí)將電氣線(xiàn)路的運(yùn)行情況實(shí)時(shí)傳遞至管理后臺(tái)，通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)比分析，為管理人員的決策行為提供支持。

1.2 電氣火災(zāi)預(yù)警的問(wèn)題概述

現(xiàn)階段，針對(duì)電氣火災(zāi)的治理應(yīng)堅(jiān)持消防一體化原則，通過(guò)治理和預(yù)防兩個(gè)維度，對(duì)電氣火災(zāi)問(wèn)題進(jìn)行治理，全面提升火災(zāi)隱患治理能力。實(shí)踐中，電氣火災(zāi)的發(fā)生原因多以短路為主，因此，預(yù)防電氣線(xiàn)路短路是提升火災(zāi)治理能力的關(guān)鍵。目前，在我國(guó)電氣火災(zāi)消防管理系統(tǒng)中，相關(guān)的預(yù)防報(bào)警裝置主要是煙感、溫感和光感等設(shè)備，相關(guān)技術(shù)應(yīng)用未能在源頭上對(duì)問(wèn)題進(jìn)行治理，電氣消防問(wèn)題仍然嚴(yán)重，需要對(duì)其大數(shù)據(jù)監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用，提升電氣火災(zāi)預(yù)警與控制能力。

2 傳統(tǒng)電氣火災(zāi)防范中存在的問(wèn)題

2.1 防范理念落后

立足建筑消防安全角度，對(duì)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行思考可知，需要對(duì)電氣火災(zāi)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，致力于在源頭上杜絕火災(zāi)發(fā)生。然而，在火災(zāi)防范過(guò)程中，未能遵循預(yù)防為主，治理為輔的原則，對(duì)電氣火災(zāi)的預(yù)警處理能力明顯不足，影響實(shí)際處理效果?，F(xiàn)階段，電氣火災(zāi)防范主要集中在處理階段，對(duì)預(yù)警理念未能充分落實(shí)，使得火災(zāi)發(fā)生幾率增加。同時(shí)，實(shí)踐管理中，相關(guān)主體之間利益關(guān)系復(fù)雜，未能構(gòu)建有效的信息共享與協(xié)調(diào)機(jī)制。在電氣火災(zāi)管理中，未能形成聯(lián)動(dòng)治理體系，使得電氣火災(zāi)治理的防范體系未能形成。行業(yè)人員對(duì)火災(zāi)防范系統(tǒng)構(gòu)建未能提高關(guān)注力度，影響電氣消防工作的有序開(kāi)展。

2.2 技術(shù)的局限性

傳統(tǒng)電氣安全火災(zāi)隱患等問(wèn)題主要通過(guò)檢測(cè)線(xiàn)纜溫度和剩余電流大小，對(duì)事先設(shè)定的閾值進(jìn)行比較，當(dāng)超過(guò)臨界值時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。相關(guān)技術(shù)應(yīng)用具有一定局限性，經(jīng)常出現(xiàn)誤判和錯(cuò)判問(wèn)題，使得建筑電氣火災(zāi)預(yù)警管理功能失去參考價(jià)值，為有效改善這一問(wèn)題，應(yīng)研究最新技術(shù)形式，結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)，對(duì)火災(zāi)隱患問(wèn)題進(jìn)行分析，對(duì)電路系統(tǒng)存在的風(fēng)險(xiǎn)隱患進(jìn)行全面分析，并且根據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，對(duì)供電回路的安全狀態(tài)進(jìn)行全面評(píng)估，防止發(fā)生電氣火災(zāi)漏報(bào)或誤報(bào)問(wèn)題。

2.3 治理體系構(gòu)建問(wèn)題

在建筑電氣火災(zāi)治理過(guò)程中，應(yīng)形成有效的電氣火災(zāi)預(yù)防治理體系，通過(guò)傳感器和監(jiān)控平臺(tái)，對(duì)電氣系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)狀況進(jìn)行及時(shí)監(jiān)控，使得電氣系統(tǒng)應(yīng)用更加安全穩(wěn)定。實(shí)踐過(guò)程中，由于技術(shù)局限問(wèn)題，加之部分建筑管理人員專(zhuān)業(yè)層次不夠，使得電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)隱患增加。此外，在管理過(guò)程中，對(duì)大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)等最新技術(shù)應(yīng)用不足，未能實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)上傳，影響建筑電氣火災(zāi)治理有效性[2]。

同時(shí)，火災(zāi)防范治理體系不健全，未能對(duì)相關(guān)人員進(jìn)行科學(xué)有效指導(dǎo)，影響火災(zāi)治理效果。相關(guān)平臺(tái)和治理體系的缺乏也導(dǎo)致電氣線(xiàn)路運(yùn)行數(shù)據(jù)上傳效果較差，未能實(shí)現(xiàn)對(duì)火災(zāi)隱患的預(yù)警，影響實(shí)際工作效率。

3 基于大數(shù)據(jù)構(gòu)建電氣火災(zāi)防患治理體系方法

3.1 傳感器的應(yīng)用

目前，在建筑電氣火災(zāi)治理過(guò)程中，傳感器的應(yīng)用已經(jīng)很普遍了，可以滿(mǎn)足數(shù)據(jù)收集、整理和分析要求，是大數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電氣火災(zāi)防患治理中應(yīng)用的基礎(chǔ)。大數(shù)據(jù)電氣火災(zāi)治理體系構(gòu)建需要重視傳感器位置選擇，將火災(zāi)預(yù)警和傳感裝置應(yīng)用在通信網(wǎng)絡(luò)中，并且對(duì)其進(jìn)行加密處理，確保數(shù)據(jù)資源傳輸安全性，是目前技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)[2]。電氣安全通信網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新，可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、全天候、數(shù)字化技術(shù)有效應(yīng)用，對(duì)提升電氣火災(zāi)監(jiān)控力度具有重要價(jià)值。

隨著技術(shù)發(fā)展，現(xiàn)階段“UNIT物聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)逐漸成熟，即通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用，以物聯(lián)網(wǎng)為載體，實(shí)現(xiàn)建筑電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中的多網(wǎng)聯(lián)合。相關(guān)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)傳感器的“即插即用”，以此滿(mǎn)足數(shù)據(jù)資源的有效聚合，為電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建奠定良好基礎(chǔ)。

分析目前應(yīng)用在建筑電氣火災(zāi)預(yù)警防范中的傳感器資源，大規(guī)模傳感器對(duì)數(shù)據(jù)資源的采集量已經(jīng)達(dá)到PB級(jí)別，即在電氣火災(zāi)防患治理體系構(gòu)建中，所應(yīng)用的數(shù)據(jù)資源其日均增量已經(jīng)達(dá)到TB級(jí)別。因此，迫切需要構(gòu)建智能化管理系統(tǒng)，對(duì)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行升級(jí)。基于Hadoop和Spark等大數(shù)據(jù)技術(shù)，對(duì)傳感裝置進(jìn)行應(yīng)用，使得建筑電氣火災(zāi)預(yù)警治理能力顯著提升，可全面提升消防安全管理水平。相關(guān)數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用，也搭建了分布式存儲(chǔ)和并行計(jì)算系統(tǒng)，使得數(shù)據(jù)技術(shù)獲得高效應(yīng)用，滿(mǎn)足新時(shí)期電氣火災(zāi)隱患預(yù)警技術(shù)的升級(jí)要求。

3.2 預(yù)警管理平臺(tái)

“防患于未然”是建筑電氣火災(zāi)治理的重要原則。實(shí)踐管理中，應(yīng)使用預(yù)警管理平臺(tái)，對(duì)管理技術(shù)進(jìn)行升級(jí)[3]。大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，分析電氣線(xiàn)路某一時(shí)間段監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)變化情況，倘若部分傳感數(shù)據(jù)發(fā)生靜態(tài)偏離，可對(duì)其進(jìn)行故障分析，分析其常見(jiàn)的隱患類(lèi)型和原因。此時(shí)系統(tǒng)一般不進(jìn)行預(yù)警，只是提醒用戶(hù)做好相關(guān)排除與準(zhǔn)備。電氣系統(tǒng)中，相關(guān)數(shù)據(jù)出現(xiàn)靜態(tài)偏離是電氣線(xiàn)路安全等級(jí)的反應(yīng)，屬于電氣線(xiàn)路風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的過(guò)程，與傳統(tǒng)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)比較，只是增加了電氣線(xiàn)路風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模塊。

實(shí)踐中，應(yīng)注重構(gòu)建基于大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用的動(dòng)態(tài)化預(yù)警管理平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備故障和火災(zāi)隱患的有效監(jiān)控。并且應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)電氣火災(zāi)隱患預(yù)警是全面評(píng)估的過(guò)程，不僅是對(duì)設(shè)備閾值的監(jiān)控，而且對(duì)火災(zāi)隱患進(jìn)行全方位考慮，提升了火災(zāi)隱患監(jiān)測(cè)能力[4]。

建筑電氣火災(zāi)預(yù)警管理平臺(tái)的主要作用是實(shí)現(xiàn)火災(zāi)隱患監(jiān)測(cè)，防止線(xiàn)路出現(xiàn)短路、過(guò)載和接觸不良問(wèn)題，降低電弧火花的產(chǎn)生幾率。同時(shí)，通過(guò)對(duì)火災(zāi)預(yù)警監(jiān)督管理平臺(tái)的升級(jí)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)火患災(zāi)害的有效排查，降低風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。造成電氣類(lèi)火災(zāi)的主要因素是電氣線(xiàn)路短路和過(guò)載問(wèn)題，對(duì)相關(guān)因素的控制可通過(guò)滅弧式電氣防火保護(hù)裝置應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)[5]。實(shí)踐中，當(dāng)電氣線(xiàn)路中發(fā)生短路故障時(shí)，可能導(dǎo)致相關(guān)檢測(cè)系統(tǒng)無(wú)法捕捉故障信號(hào)這一現(xiàn)象發(fā)生，使得火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控能力明顯不足。倘若發(fā)生線(xiàn)路過(guò)載，會(huì)造成電線(xiàn)絕緣層融化，引發(fā)短路火災(zāi)，使得線(xiàn)路運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性受到影響[6]。為改善相關(guān)問(wèn)題應(yīng)對(duì)預(yù)警管理平臺(tái)進(jìn)行升級(jí)，使用大數(shù)據(jù)技術(shù)提升故障要素識(shí)別能力。

3.3 綜合治理體系

建筑電氣火災(zāi)防患治理中，大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用融合了多種技術(shù)資源，可提升治理效果。同時(shí)，相關(guān)技術(shù)應(yīng)用也使得預(yù)警模式更加先進(jìn)，對(duì)提升建筑系統(tǒng)穩(wěn)定性與安全性意義重大[7]。建筑電氣火災(zāi)綜合治理體系形成做到了被動(dòng)治理向主動(dòng)防御轉(zhuǎn)變，是提升建筑物電氣火災(zāi)預(yù)警能力的關(guān)鍵。相關(guān)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到電氣火災(zāi)預(yù)警治理體系構(gòu)建的重要意義，并形成社會(huì)共同參與、有效監(jiān)督的良好局面。

基于大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用使得火災(zāi)防患治理體系獲得進(jìn)步升級(jí)，對(duì)提升建筑電氣消防管理水平具有重要價(jià)值。通過(guò)對(duì)大數(shù)據(jù)技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)應(yīng)用，可提升建筑電氣火災(zāi)預(yù)警管理能力，實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新。通過(guò)傳感器技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，可對(duì)綜合治理系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)完善，達(dá)到對(duì)建筑物電氣設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在的故障問(wèn)題，做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)治理，提升大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用穩(wěn)定性[8]。實(shí)踐中，研究了隱患判定算法，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)類(lèi)型、級(jí)別進(jìn)行劃分，致力于在風(fēng)險(xiǎn)管理過(guò)程中，構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)管理模型，真正實(shí)現(xiàn)對(duì)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題的智能化管理。具體應(yīng)用過(guò)程中，可結(jié)合線(xiàn)下電氣火災(zāi)隱患治理體系，使得全方位治理體系得到實(shí)踐應(yīng)用，為電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別提供技術(shù)保障。

實(shí)踐工作中，構(gòu)建了智慧用電和安全隱患預(yù)防綜合治理系統(tǒng)，對(duì)建筑電氣配電柜總進(jìn)線(xiàn)位置安裝了電氣安全在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置，對(duì)線(xiàn)纜溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，防止出現(xiàn)電壓過(guò)載、漏電和電力性能不穩(wěn)定問(wèn)題。大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，可及時(shí)將相關(guān)報(bào)警信息傳送到風(fēng)險(xiǎn)隱患監(jiān)控平臺(tái)，通過(guò)對(duì)相關(guān)問(wèn)題分析，制定科學(xué)有效治理方案，使得線(xiàn)路系統(tǒng)的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)隱患預(yù)警能力提升。實(shí)踐管理中，可通過(guò)PC端或移動(dòng)終端，對(duì)電氣系統(tǒng)運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電路中出現(xiàn)的電壓過(guò)載或短路問(wèn)題。

基于綜合治理體系應(yīng)用，當(dāng)電氣系統(tǒng)中出現(xiàn)電氣故障，監(jiān)控平臺(tái)會(huì)將相關(guān)信息及時(shí)上傳給智慧用電平臺(tái)，并且對(duì)相關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，形成數(shù)據(jù)資源，為后期的管理提供技術(shù)支持。同時(shí)，技術(shù)應(yīng)用中，也提供了區(qū)域和行業(yè)用電安全隱患可視化展示平臺(tái)，對(duì)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)隱患發(fā)生的季節(jié)規(guī)律和發(fā)展趨勢(shì)等數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，為后期的監(jiān)督管理工作提供數(shù)據(jù)支持。

4 結(jié) 論

在建筑電氣火災(zāi)防患治理中，應(yīng)注重傳感器應(yīng)用，構(gòu)建合理有效的預(yù)警管理平臺(tái)，并且對(duì)綜合治理體系進(jìn)行研究，通過(guò)對(duì)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的完善，為建筑電氣消防做出重要貢獻(xiàn)。同時(shí)，基于大數(shù)據(jù)的電氣火災(zāi)隱患治理體系也必將是“新基建”中不可或缺的一部分。

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