高鐵消防管理中物聯網技術的應用
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摘要：隨著我國經濟的快速發展，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，如果仍然采用傳統的消防管理模式，則難以滿足高鐵消防安全的需要。基于此，本文主要圍繞高鐵消防安全管理進行闡述，通過應用物聯網技術，旨在切實發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；物聯網技術；應用
在當前高鐵建設快速發展的背景下，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展中的消防需求，因此有必要轉變傳統的消防管理模式，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
物聯網，從字面意義上理解是指物物相連的互聯網絡，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，通過約定的協議實現網絡互聯，從而進行信息傳遞和共享。目前物聯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。智慧消防系統是基于大數據、云計算及物聯網等技術支持下，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，將物聯網技術應用于消防系統中基本能夠實現感知層、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技術及視頻監控系統支持下，實現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平臺，對高鐵建筑中的消防設施進行實時監控，并且可以通過控制中心指令，維保單位及專業人員根據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，這樣可以及時發現故障點，然后借助云計算等技術實現故障判斷和分析，加強了事前防控效果。
1.2.3促進高鐵消防的發展隨著現代高鐵消防安全要求的不斷提高，將物聯網技術應用于高鐵消防安全管理中，一方面可以實現全時段的管理，只需要借助智能化終端設備便可實現對消防設施的檢查和動態化管理，從而有效應對消防安全管理中動態不確定性和高速變化的問題；另一方面是物聯網能夠實現全方位的管控，在物聯網平臺中可以實現設備信息采集、處理和分析，能夠徹底解決“人防”模式中數據收集不全面、檢查不到位、設備故障難發現等問題。
2高鐵“智慧消防”系統的設計與實現
2.1系統設計邏輯結構
將物聯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，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。其中在遠程監控消防水源模塊中，可借助物聯網技術對消防水源進行實時監控，一旦發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網技術對消防設備進行動態化監控，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、現場指揮等功能模塊。其中在現場指揮中，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聯網，以此幫助后方指揮中心進行現場的救援工作（如圖2所示）。
2.1.3消防管理信息化利用物聯網技術建立物聯網裝備管理系統，實現對消防設備的動態化管理，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，從而提升消防安全管理的效率和水平。
2.2重點監控部位
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、餐廳等公共區域，可通過裝設智能物聯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中，對火災隱患進行實時監測。同時在這一系統中將火災自動報警、自動滅火、防排煙等功能模塊串聯，然后配合救援指揮智能化及消防管理信息化系統實現即時預警、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控，可以利用視頻監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”系統時，需要對這些重點位置的各類電氣設備進行消防監測和預警。通過采用物聯網消防設備并實現聯網，將消防設備的信息及運行狀態統一傳至消防管理信息化系統中，比如在管理信息化系統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、環境較差，且可視性差，如果發生火災，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了耐火、防塌陷、降耗等要求，通過應用物聯網技術，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，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，而且能夠在遠程監控的基礎上，對隧道內的感知設備等運行狀態進行監測，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網技術實現對消防和非消防電氣設備的聯網監測，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，發生火災后逃生較困難，在設計高鐵“智慧消防”系統時，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及滅火器等，但是目前不能實現與上級監管部門的直接互聯。因此在設計過程中，可考慮采用物聯網消防設備進行聯網，這樣能夠將車廂內消防設施運行的狀態及相關數據統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有的保障系統，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，發揮各自優勢，以此對人流密集、運營商機制覆蓋不足等部位進行環境優化。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、效率高等優勢。通過將這些技術整合，以此構建成新的物聯網無線組網，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境差、可視性差的部位，可將智慧消防物聯網與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，同時也能夠對現場建筑結構、設施分布、火災情況等進行識別。這樣在發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，并借助現場視頻監控對事故進行預判指揮，科學合理的進行應急處置。另外，還可以實現對現場滅火救援方案的設計及逃生路線規劃等，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網系統時，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，結合大數據技術對整體情況進行分析，包括風險多發時段、設備、行為等分析，實現預防為主、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督支隊
