高鐵消防管理中物聯(lián)網技術的應用
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摘要：隨著我國經濟的快速發(fā)展，高鐵建設也不斷加快，由于高鐵設施、功能復雜，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，通過應用物聯(lián)網技術，旨在切實發(fā)揮智慧消防建設的作用，從而保證高鐵消防安全。
關鍵詞：高鐵；消防安全管理；物聯(lián)網技術；應用
在當前高鐵建設快速發(fā)展的背景下，高速鐵路的配套設施也日益增多，由于設施較復雜，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、消防設施損壞等多方面的問題，難以滿足當前高速鐵路發(fā)展中的消防需求，因此有必要轉變傳統(tǒng)的消防管理模式，引進先進的消防設備及技術，以此提高消防信息管理質量，有效應對高鐵消防工作中面臨的問題，從而保證高鐵消防安全。
1.1概念
物聯(lián)網，從字面意義上理解是指物物相連的互聯(lián)網絡，在這個網絡體系中具有各種信息傳感設備，如紅外感應器、GPS、激光掃描儀等，通過約定的協(xié)議實現(xiàn)網絡互聯(lián)，從而進行信息傳遞和共享。目前物聯(lián)網技術已經廣泛應用在各個領域，如交通、物流等，同時也逐漸走進了消防領域。其在消防領域中的應用，主要是通過設置傳感設備來構建物與物、人與物之間的網絡，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技術條件成熟隨著科技的進步，涌現(xiàn)出了許多新技術，并廣泛應用于消防領域中，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)網等技術支持下，對消防隱患和火災位置進行準確的定位，從而實現(xiàn)快速有效的處置。當前消防信息化模式基本建設完成，將物聯(lián)網技術應用于消防系統(tǒng)中基本能夠實現(xiàn)感知層、傳輸層及應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)網技術應用在高鐵消防安全管理中，能夠在RFID技術及視頻監(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施進行實時監(jiān)控，并且可以通過控制中心指令，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施進行整改和維護。第三，在物聯(lián)網的作用下，可以對消防設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)網技術應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備便可實現(xiàn)對消防設施的檢查和動態(tài)化管理，從而有效應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)網能夠實現(xiàn)全方位的管控，在物聯(lián)網平臺中可以實現(xiàn)設備信息采集、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、設備故障難發(fā)現(xiàn)等問題。
2高鐵“智慧消防”系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)
2.1系統(tǒng)設計邏輯結構
將物聯(lián)網技術運用于高鐵消防安全管理中，以此構成高鐵“智慧消防”系統(tǒng)，主要由火災防控預警自動化、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火災防控預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)網技術對消防水源進行實時監(jiān)控，一旦發(fā)生火災可以第一時間準確找到水源信息，從而快速開展救援工作。遠程管理建筑消防設施是利用物聯(lián)網技術對消防設備進行動態(tài)化監(jiān)控，從而保證建筑消防設施的完好性。
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芯片，并利用通信設備實現(xiàn)聯(lián)網，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)網技術建立物聯(lián)網裝備管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對消防設備的動態(tài)化管理，并且能集中對不同消防設備進行智能化管理，同時通過物聯(lián)網收集火災信息，為各項防火及救援工作開展提供科學依據(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，可通過裝設智能物聯(lián)網采集設備及信息傳輸裝置，通過有線或無線網傳輸至火災防控預警自動化系統(tǒng)中，對火災隱患進行實時監(jiān)測。同時在這一系統(tǒng)中將火災自動報警、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)即時預警、應急處理、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，及時預警和預防，從而營造良好消防救援環(huán)境。
2.2.2電氣設備房電氣設備房主要指的是為高速鐵路配套服務的通信機房、信號機械室、信息設備房、調度中心、變電站、消防控制室等，在設計“智慧消防”系統(tǒng)時，需要對這些重點位置的各類電氣設備進行消防監(jiān)測和預警。通過采用物聯(lián)網消防設備并實現(xiàn)聯(lián)網，將消防設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，則救援較困難，會造成較大的損失，在當前條件下管理和維護也非常不便，因此在設計“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施安全性。目前，在鐵路隧道設計中，其結構性能基本實現(xiàn)了耐火、防塌陷、降耗等要求，通過應用物聯(lián)網技術，在此基礎上增設火災防控預警自動化、救援智能化、消防管理信息化系統(tǒng)，一方面能夠保證設備維修檢查到位，實時掌握設備運行狀態(tài)，而且能夠在遠程監(jiān)控的基礎上，對隧道內的感知設備等運行狀態(tài)進行監(jiān)測，從而明確消防設施分布位置、火災隱患點等信息；另一方面可通過物聯(lián)網技術實現(xiàn)對消防和非消防電氣設備的聯(lián)網監(jiān)測，從而降低運行成本。
2.2.4列車車廂高鐵列車車廂內是人員密集、封閉的空間，發(fā)生火災后逃生較困難，在設計高鐵“智慧消防”系統(tǒng)時，應當重點考慮車廂部分的消防設施設計。在高鐵車廂內一般也設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)。因此在設計過程中，可考慮采用物聯(lián)網消防設備進行聯(lián)網，這樣能夠將車廂內消防設施運行的狀態(tài)及相關數(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技術方案
2.3.1無線組網方式在高鐵消防安全管理中運用物聯(lián)網技術，可通過無線組網的方式進行，將LORA自組網、藍牙/NFC/RFID短距離通信等技術進行融合，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技術是低功耗無線遠距離的局域網，且不受運營商基站信號影響。藍牙/NFC/RFID短距離通信技術則具有定位準確、交互速度快、效率高等優(yōu)勢。通過將這些技術整合，以此構建成新的物聯(lián)網無線組網，從而滿足高鐵消防安全管理的要求。
2.3.2應用智能傳感技術在高鐵“智慧消防”系統(tǒng)中應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，也包括電氣火災的防控，可以通過增設線纜觀測探測器、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應用可視化技術針對一些環(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，以此對消防設施更加直觀地進行定位及識別，同時也能夠對現(xiàn)場建筑結構、設施分布、火災情況等進行識別。這樣在發(fā)生火災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)控對事故進行預判指揮，科學合理的進行應急處置。另外，還可以實現(xiàn)對現(xiàn)場滅火救援方案的設計及逃生路線規(guī)劃等，從而有利于初期火災撲滅及人員疏散。
2.3.4預測和評估安全隱患結合消防安全工程學的原理及方法，在建立智慧消防物聯(lián)網系統(tǒng)時，立足于火災科學基礎原理及風險評估原理的基礎，建立起相應的火災風險評估指標體系，以此對高鐵設施防火能力、滅火救援能力、消防設施情況、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，結合大數(shù)據(jù)技術對整體情況進行分析，包括風險多發(fā)時段、設備、行為等分析，實現(xiàn)預防為主、防消結合。
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作者：逯家瑞 單位：太原鐵路公安局臨汾公安處消防監(jiān)督支隊
