基于網絡化的消防火災聯動報警管理系統研究

鄧飛

（廬山西海風景名勝區管委會消防大隊 江西 永修330317）

飛速發展的經濟、不斷進步的社會以及快速提高的科學技術水平，促使新材料、新工藝、新能源、新材料得到了更為廣泛的應用。但與此同時，也帶來了越來越多的火災誘發因素和越來越大的火災發生的危險性。由于當下大量新建的各類工業企業建筑、地下建筑、太空建筑以及高層建筑，使原本的火災事故變得越來越嚴重。因此，能保證人民生命財產安全，及時撲滅初期火災，減少火災事故造成損失的火災自動報警與消防聯動控制系統的設計，具有十分重要的意義。

隨著我國經濟建設飛速迅猛的發展，各類大中型商業街區建筑、高層建筑以及工廠廠房建筑等大批量涌現，這些現代化的建筑，均具備標準高、人員密、規模大以及設備眾多的特點，因此對消防系統的要求變得更高更嚴。各行各業必不可少的一種安全系統網絡便是火災報警系統，而其中最為重要的環節便是數據的傳輸以及可靠的監測。為了能夠防患于未然，及早發現和通報火情，防止和降低火災造成損失，保障社會主義現代化建設，保護人民生命財產安全，在而今的這些商業和科研部門、工業民用建筑、酒店賓館、圖書館等地方，最不可或缺的設施便是火災自動報警和消防聯動控制系統。由于最直接影響到各類建筑的消防安全、最直接關系到各類消防設施安全的環節是工程的設計以及其安裝和使用，所以，火災報警聯動管理系統的設計部分占有至關重要的地位[1]。

在火災發生初期，網絡消防火災聯動報警管理系統，能迅速把延燒產生的熱量、光輻射以及煙霧等物理量經由感溫、感光和感煙等各種火災探測器轉變成為電信號，進而將其傳輸于火災報警控制器，同時探測生成火災的具體發生位置，并且記錄下火災的發生時間。除此之外，系統還能第一時間通知并引導人們快速安全的撤離危險的火災現在，能有效的排出有毒的煙霧，防止火災的蔓延。這些使自動滅火設備啟動、自動滅火等所有的設備成為消防聯動設備，而確保以上設備設施于火災發生時發揮正常功能的控制則稱為消防設備聯動控制。

噴灑泵和消防泵的啟動，排煙和防煙風機的啟動，防火卷簾的下降邏輯編制、電梯迫降等為消防火災聯動報警管理的主要組成部分，任何確認的火災信號都可以作為聯動信息，進而進行相關消防作業。在該系統的設計上，自動確認火災需經由用兩組探測器或者不同類別的兩種火災探測器同時報警后，方可確認[2]。一旦確認，應即刻電梯迫降，并切除非消防類電源；火災報警后，應立刻關閉電動防火閥、停止送風的空調，啟動排放、防煙風機等相關設備，同時接受其反饋信號，火災數據信息會被及時通過網絡發送往消防聯動控制管理中心，聯動中心通過數據分析，做出科學的滅火方案。

1 消防聯動控制分析

作為現代消防系統工程火災報警系統的一個獨立模塊，消防聯動控制系統與消防監控系統不可分割卻又相互獨立。消防聯動軟控制涵蓋的內容十分廣泛，其中包括了消防聯動軟控制消防栓控制、應急信息傳播、噴水控制防煙排煙、警鈴報警控制等諸多系統。由于其聯動環節涉及到主動環節，因此聯動方式不能采用傳統方式而改為“軟控制”與“硬控制”相結合的形式。這種“軟硬兼施”的聯合鋪路方法汲取了“軟控制”中總路線控制相關模塊的形式以及“硬控制”中受控制裝置和聯動控制裝備直接連線而不經過總線的方式，其主要控制模塊如圖1所示，消防聯動主要自動化控制。

圖1 消防聯動主要自動化控制模塊Fig.1 Fire linkage automation control module

1）消防栓控制 一個完備的消防栓控制系統必須具備自動控制和手動開啟雙重裝備。為了保障每一個防火區的安全，必須設有一個獨立的監控模塊對該區所有的消防栓進行監控，監測其按鈕信號是否正常，同時還必須使用兩種線路在每個防火區配置報警器。另外，為了確保泵閥在關鍵時刻能夠開啟，還需在主機和泵房之間另外設置獨立線路。在此基礎上防火區的自動化信號開關還必須和消防處理中心遠程連接，以便處理中心的人員能夠及時準確的掌握消防區的各種信號和設備情況。

通常情況下，通過計算機網絡進行控制。首先，在消防栓處安裝壓力傳感器，在壓力傳感器與區域消防栓控制模塊進行控制，當需要檢測時，控制中心會向控制模塊發送數據信息，數據通過網絡傳輸，將采集到的數據信息反饋到控制中心，控制中心根據反饋回來的數據，觀察其是否在一定的閥值范圍內，如果在，則說明該消防栓正常，如果不在范圍之內，說明出現問題，需要進行檢修。當然，控制中心，會有相應的消防栓數據庫，在該數據庫中，存儲有相關消防栓的相關屬性，比如說消防栓ID，區域地址，最后檢修時間，是否正常工作等基本屬性值[3]。

2）噴水控制 噴水控制系統與消防栓控制系統一樣在這個消防系統中占有重要地位，因此為了確保其穩定的保障作用，采用的操作方法和聯動規則與消防栓的是大體一致。啟動時僅需打開水流電壓快關，泵閥就會隨之自動打開，在遠程消防處理中心的控制下就可開始正常工作。

當發生火災時，系統會將相應的火災發生地址傳輸到控制中心，控制中心會在數據庫中進行查詢，查詢到相應的地址信息，系統會根據傳送來的溫度情況，調節噴水的泵閥電壓，繼而進行自動化控制噴水量，進行消防火災的自動化噴水控制消防作業。系統現場的溫度會時時通過網絡線路傳送到控制中心，當著火點的溫度達到一定的程度后，系統會再次控制水流電壓快關，在必要情況下，聯動控制系統可以控制噴水角度進行相應的現場火災控制工作。

3）防煙排煙控制 通常情況下，消防工作除了滅火外，還需要做的是防煙與排煙作業，所以防煙排煙工程也是聯動報警管理系統需要控制研究的地方。防煙排煙控制器使用紅外線傳感器以及溫度傳感器進行數據的采集，當樓層或者建筑出現了煙霧現象，紅外線傳感器首先撲捉到該電信號，隨著電信號的增強，聯動控制系統會進行報警，與其它系統一樣，其相關數據信息會傳送到控制中心，控制中心會根據火災情況，進行相關控制工作。

如果室內發生火災溫度高達280攝氏度，防火閥門就會自動的將所有模塊進行聯動控制，這時防煙排煙的風機在主機實行相應信號程序下就能自動關閉。室內排煙管道的內部安裝有排煙閥門，排煙系統可以減少室內的煙霧，這一系統在總線模塊聯通排煙風機之后就可以發揮功能。與排煙裝置不同，送煙閥門則是將外界的新鮮空氣導入到室內。這一裝置的所有運轉程序都是由總線模塊完成的。如若涉及到風機數目較多，就會采取較為簡便的控制模式，當然也可以用手動來完成對系統的操作[4]。

4）應急信息傳播 為了最大程度減少火災帶來的損失，建立一套完備的通信體系，即應急信息傳播就具有重要意義。在這一應急系統裝置下，將城市主要建筑物的話機都并聯在一起，并且在重要位置例如水泵室、空調間、電梯控制放都安裝對講機。為了更好的傳遞應急信息，在建筑物內每個樓層和防火區之間的廣播體系根據具體需求都設置若干支線。在發生火災時僅是相關樓層發出警報，這一警報功率比正常的信號功率都大，幾乎有3個樓層警鈴功率之和。因此為了確保其正常工作，這一警報線路要與報警系統的線路分開鋪設。

除了電話，對講機等通信信息外，基于網絡的化的消防火災聯動系統還應該在主要地方設置無線信號發送器，當有火災發生時，該無線信息發送器會自動將這一信號發送往樓層管理處，如果樓層與消防部門聯網，可以將該信號發送往消防管理控制中心，同時將發生火災的樓層，發生火災的大小情況發往控制中心，控制中心通過數據進行分析，確定火災點距離最近的消防大隊地點，以及附近的消防栓以及噴水控制信息情況，系統并設計出最優調度方案，從而進行有效的火災聯動控制工作。

5）警鈴報警控制 作為火災報警監控系統的最重要組成部分，報警系統的正常工作都依賴于警鈴模塊。為了減少火災的受災面積，因此當發生大型建筑物發生火災時，就需要聯通相鄰的兩個防火區的警鈴，或者是兩個相鄰樓層的警鈴。與其他裝置一樣為了確保其在關鍵時刻發揮作用將這一模塊設置成為半自動和半手動相結合的控制模式。當發生火災后，該控制模式主要是有溫度傳感器進行控制，當發生火災時，警鈴應該自動報警[5]。

2 消防報警聯動控制系統

從消防報警聯動控制系統的作用來看，它主要是對周圍地區的火災情況進行監控，并隨時向消防部門提供火災情況。如遇突發大火，還可以及時向消防部門撥打火警電話，并根據火災現場的實際狀況、通過網絡化調動消防車前往現場進行救火行動。它是一種由消防部門建立的消防監控系統軟件，對于協助消防部門進行火災監控有著極其重要的意義。其主要系統架構框架如圖2所示。

圖2 消防聯動管理系統主要框架Fig.2 Fire linkage management system framework

根據上述信息，我們不難總結出，消防報警控制系統是由消防火災數據處理服務，地理信息服務已經消防設備信息服務以及人員管理服務組成。火警監聽、車庫調動、消防監控管理、聯動軟控制4個主要模塊組合而成的。

消防火災數據處理服務主要功能為消防火警監聽，是消防報警控制系統的主要功能模塊，它的主要作用是監聽監控點數據信息，一旦監聽的火警警報，系統會自動對所監聽到的情報做出分析，并向消防中心發出警報[6]。其設計思路如下：

1）要想及時迅速的獲得監控點的火災信息，將監控點與消防報警控制系統之間就必須有一個連接網絡，這就是TCP/IP網絡。一旦發生火災情況，火災發生點就會通過TCP/IP網絡迅速向消防控制系統發出數據。

2）數據由消防控制系統接收后，會理科對此做出分析，準確判斷出火災發生地點、編號、時間等信息。

3）立刻連接數據庫，通過編號查詢火災地點的詳細信息，并根據現場具體情況做出報警措施。

消防設備信息服務主要功能是車庫調動，看上去無關緊要，實則是起著關鍵作用。收到火災信息后，它會根據火災地點、災情程度，科學的做出消防車和消防人員的安排，一邊迅速有效的處理火災災情。其設計思路如下：

1）當發生火災，相應的傳感器會根據嵌入式控制系統將數據信息傳輸到消防控制中心，或者消防控制中心接到報警。傳感的數據一般為火災級別，火災地點，為了避免時間耽誤，其傳輸的數據一般為4個字節，其中高16位為火災級別，低16位為火災地點ID編號，系統根據解析數據信息，進入后臺數據庫調取相關數據信息。

2）消防控制中心，根據火災發生地點，調用其地理信息數據，根據地理信息數據分析，確定最短時間內能夠到達的最優路線。其數法為圖論算法，系統會根據系統內部建立的建筑與消防對之間構成的圖，計算出最優路徑，并將該路徑信息顯示出來。

3）根據火災情況，消防控制中心組織相應的人員以及消防車輛前往火災地點，繼而實施滅火。

基于網絡的消防火災聯動報警管理系統主要是對樓層進行消防監控，其輸入終端一般為溫度傳感器，傳感器根據實時監測溫度信息，實現消防監控管理作業。聯動管理軟控制，是以消防監控信息為輸入點，根據消防控制中心的后臺數據服務信息，調取消防車隊信息，人員執勤信息以及火災附近相關地理信息，繼而通過后臺服務器計算處理，進行綜合調動，調配控制，提升城市消防能力。

3 結束語

通過對本系統的研究，可以發現，利用現代計算機自動化技術，可以有效加快消防火災的防范效力，比如利用計算機自動化最優路線匹配，利用輸入信息進行事先的消防部署等，這樣有效的解決了當前消防聯動數據效力低下的現狀，而文中主要針對該聯動的軟件設施進行功能上的設計研究，為該管理系統的開發提供了理論上的參考價值，這對于在消防聯動中利用計算機自動化控制是很必要的。

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