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地铁项目中电气火灾监控系统解决方案

时间:2020/8/27 9:48:04 关键词:电气火灾监控系统,电气火灾监控探测器

电气火灾在火灾事件中所占的比例呈逐年上升的趋势,在电气火灾的防控工作中,远程智能监控系统将发挥着重要的作用,能够从源头上抑制电气火灾的产生,保证人身和财产的安全,而在智能监控系统的应用上,也需要对设备、技术手段进行不断的更新。

1 电气火灾智能监控系统工作原理与特征

1.1 系统工作原理

在电气设备运行的过程中,诸如电流载荷过大、温度骤升、功率过高等原因都会引发故障的发生. 当出现此类故障而导致电弧、漏电等探测器以及剩余电流传感器等设备所检测到的阈值超出了原本预设的范围值时,终端探测装置利用电磁场感应原理以及温度效应的变化,自动从现场采集该区域内的数据参数以及状态信息,再将所收集到的信息、数据传送到电气火灾监控探测器之中,经过放大、A/D 转换、CUP 对变化幅值进行分析和判断, 检测出异常的阈值,与报警预设值进行对比,一旦有超出预定值的情况,及时发出报警信号。与此同时,将数据、报警信息、状态信息等传送到电气火灾监控器做更深入的分析. 当从所采集到的信息中判断存在火灾隐患时,会将这一信息传送至监控主机, 通过报警器、指示灯等设备发挥其警示作用 。


电气火灾监控


1.2 系统特征

电气火灾智能监控系统具有以下特征 :(1) 为了能够使用户更加方便地将电气的运行控制在安全范围以内,智能监控系统通过对电气终端进行实时监控,以数字化的形式将现场相关数据参数加以呈现 ;(2) 通过物联网技术进行智能远程监控,能够有效降低人力巡查的成本. 系统在检测出存在火灾隐患时,将通过无线互联的方式将具体信息数据传输至用户终端,提升管理效率的同时避免重大火灾的发生 ;(3) 用户可根据大数据智能平台提供的可视化图表,对安全指标进行全面的监控,并在发现异常的情况下提供报警通知等服务 ;(4) 智能监控系统实行实名认证,对非认证用户的访问有严格的限制,能够确保用户信息安全,同时缓存相关数据,避免因网络因素、设备故障等原因造成数据的丢失,确保系统的安全性与可靠性。

2 电气火灾监控系统设计分析

2.1 剩余电流式电气监控设备

第一,密集母线回路位置,关于线路较长的电力输送,由于密集母线槽并不是标准件,所以其绝缘材料和组装形式不能为整体质量奠定保证和基础。所以在密集母线回路实际使用过程中, 经常会不断出现接头位置绝缘不足现象,进而会导致整个地铁之中出现一系列严重问题,那么则可以使用剩余电流检测设备对其绝缘基本状态进行实时监测和动态分析,能够对整个地铁起到有效预防火灾的效果。

第二,剩余电流检测设备的具体使用,可以对电缆剩余电流进行最有效的监控,在整个过程中不需要安装进线回路以及母联回路等,单独一个剩余电流检测就能够起到很好的火灾防火作用。

第三,对区间隧道水泵供电回路进行合理检测工作中,需要对剩余电流检测进行增设基本工作,由于水泵电缆长时间处在通电情况下,并且自身存在安装环境不好以及温度高等各种问题, 因此使得绝缘设备会在长期运行之中降低自身的绝缘能力,绝缘受损情况出现的比较多,所以在此位置上需要添加多余电流设备进行工作,进而能够起到最好的电气火灾监控作用。

2.2 电气火灾监控探测器

借助这些基本设备对收集到的真实信息进行最有效的判断和分析,能够对周围数据进行整合,并实现集中监控工作。数据集中监控设计一般是因为监控主机和其他不同监控单元形成的主要内容,一般适用于小型系统监控工作的实现。监控主机数据数据处理功能,并且需要整合设备具有非常强大的数据分析和处理功能,可以对各项数据具有良好的数据处理功能,因此能够看出其也可以使用在大型系统处理工作之中。借助不同监控单元对检测器进行合理检测和连接工作,并且能够对地铁进行全面集中的管理,对整个地铁正确运行具有一定价值和作用。

2.3 电气火灾监控平台

2.3.1 服务端

服务端由微服务架构组件和微服务应用模块组成。微服务架构组件由 SpringCloud 提供,主要有 API 网关、服务发现以及负载均衡 ( 图中未画出 )、服务容错保护等,构成微服务架构应用模块开发实现的基础。各模块使用 SpringBoot 框架实现。

MQTT、CoAP 以及 HTTP 服务实现与探测器的通信功能。若探测器使用 HTTP 协议则需要先经过 API 网关,再由 HTTP 服务模块进行处理。设备服务提供探测器最新上报数据、历史数据信息查询等服务; 信息通知服务主要负责异步给用户发送报警信息通知等服务 ; 用户服务提供用户登录和探测器管理服务。

2.3.2 数据库

使用单一的关系型数据库,受限于硬盘读写速度和数据库本身的性能,易造成效率低下,难以满足高并发访问的需求。例如当用户查看设备的最新信息时,如果每次都直接从 MySQL 数据库中获取,MySQL 的搜索引擎需要先根据设备 ID 从硬盘读取该设备所有的数据信息,然后根据时间字段降序或者升序排序,取出第一条或者最后一条才能得到最终需要的数据。这种方式在用户访问量大及设备多的情况下,将对数据库造成巨大压力,同时服务器的响应时间延长也会影响用户体验。相似的问题也会出现在用户查询设备的历史数据时。为此,平台使用非关系型数据库Redis 作为补充,以减轻关系型数据库的压力,提高平台的处理速度和并发能力。此外,在分布式系统中的用户单点登录、本平台中存储随机密码的短时间定时存储业务中,非关系型数据库也具有更好的适应性。

2.3.3 客户端

(1) 浏览器客户端

前端页面部分,使用 AJAX 技术 ,通过在后台与服务端进行少量数据交换,在不重新加载整个网页的情况下,实时更新设备上报信息。数据可视化使用 Datatables 表格插件和 Hightcharts 图表库。

(2) 移动端 APP

为实现用户随时随地查询电气火灾监控探测器的相关信息状态的需求,开发了基于 Android 的移动端 APP。采用经典的 MVC 开发架构,分为业务层、视图层和操作层。业务层处理各类应用业务,完成网络请求、数据分析、数据处理功能; 视图层分为可视视图和隐藏视图,主要完成手机端与用户的交互和应用界面的更新替换; 操作层用来分离业务层和视图层的联系,降低程序的耦合,使应用更加健壮,同时为后期维护做准备具体,具体实现功能与浏览器端类似。

2.4 智能传感分析

随着现代网络科技的发展,现场探测器具备智能传感功能将是智能监测领域的一大发展趋势. 要想充分实现设备智能化这一研发定位,实现智能监测系统网络化、数字化的服务方向,需要通过智能模块与常规传感器进行有效集成的方式,监测现场参数的智能感知,结合温度探测、剩余电流探测器等,研发出综合性较强的智能探测器. 依托于 RTOS App平台、ARM 嵌入式硬件平台,将传感器的参数进行采集与发送. 同时,建立专业的常识经验库,结合实时的报警信息来判断故障的类型、程度、发生原因、具体方位等,并制定出有效的解决策略. 智能分析技术可以提供智能故障诊断、故障趋势分析预测等功能,通过曲线走向来了解、掌握故障前后设备的状态变化,并结合数据进行故障的原因分析。

总之,在地铁之中要高度重视电气火灾监控机制的实施,对周围可能出现的一切事物等进行详细分析,制定相对应机制,针对整个电气火灾监控系统设计、自身存在的特点、以及应用进行深入分析,使其可以在地铁之中充分发挥自身的价值和作用,推动整个地铁事业的发展。
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