智慧消防管网监控系统在冬奥场馆运维中的应用

张文辉， 曹 磊， 欧阳伟

(1. 北京国安电气有限责任公司，北京 100093； 2. 中国建筑设计研究院有限公司，北京 100037； 3. 国家体育场有限责任公司，北京 100101)

0 引言

消防安全是建筑物公共安全的重要组成部分，其中“水安全”又是消防安全的核心部分。简单来说，消防水系统的安全就是确保消防水池(水箱)的水量和消防管网压力能够满足消火栓救援射程、消防喷淋范围要求。

智慧消防管网监控系统是指通过对消防管网内的设备进行实时数据采集和实时监测，将管网内消防水池(箱)水位、吨位、管网压力、流量、末端压力、水流、压力开关、信号阀等数据上传至主机，实时掌控消防管网状态，消防管网状态异常时消防中控室主机可即时报警，同时可将相关数据上传至所在建筑物智慧消防管理平台或云平台。消防管网监控系统的建设使得消防水源保障更加可靠，有效地提高了消防日常管理水平，更有利于提升建筑物的火灾防控、应急处置以及灭火救援能力。

1 智慧消防管网监控系统整体架构介绍

以国家体育场项目为例，智慧消防管网监控系统由消防管网控制器、末端试水装置及显示装置、智能末端试水装置、消防水池(箱)水位探测器及显示装置、消防管网压力探测器与显示装置、流量开关(流量计)及显示装置、消防管网设备采集装置组成。

在网络结构上，该系统是以两总线形式将消防管网监控系统主机、智能末端试水装置、消防水池(箱)水位探测装置、流量开关(流量计)及显示装置、消防管网压力探测装置及可采集信号蝶阀、压力开关、水流指示、等设备数据的采集装置相连，监控数据实时上传至消防管网监控主机。

2 智慧消防管网监控系统介绍

2.1 末端试水装置监测

末端试水装置的监测是由分别设置在水流指示器、报警阀、压力开关、流量开关消防泵等处的智能末端试水装置和信息采集装置组成(图1)，能够监测和采集上述设备的实时数据和动作信息，直观显示压力信息，实现手动试水功能。通过检测最不利点处的喷头真实工作压力是否达到规定值、监测管道是否畅通等情况，在末端智能装置上就地显示监测数据可，当被监测部分发生短路或断路时或数据异常时，故障灯亮起同时可就地报警；同时将数据和报警信息通过信号线上传至消防管网系统控制器并通过总线传至系统主机，当恢复正常后自动解除报警。

图1 末端试水装置监测

2.2 试验消火栓装置监测

试验消火栓的监测(图2)主要是在消火栓处设置高精度压力敏感器件采集压力数据，将消火栓管网压力数据进行实时反馈，动态显示消防管网压力的变化情况，输出精确的线性信号，再经高性能电路转换成控制设备所需要的信号；与之相连的压力显示装置可实时显示上传来的数据，数据异常时可就地报警，同时将数据和报警信息上传至系统主机。

图2 试验消火栓监测

2.3 消防水池与高位水箱监测

消防水池与高位水箱的监测是在消防水池和高位水箱内设置消防水池水位探测器(图3)，用于监测消防水池、高位水箱水位信息，将数据传输至就地显示装置和消防管网监控系统控制器，当数据异常时可就地报警。同时，通过在消防管路上安装电磁流量计、压力探测器等设备，可采集消防管网的流量和压力，并将数据实时上传至控制器显示，显示装置可单独设置报警阀值和地址。

图3 消防水池及高位水箱监测

2.4 管网监控系统主机

消防管网监测系统主机，能够将现场管网压力、消防水池水位、管网流量等探测器数据及信息实时反馈，可通过触控屏等以指示灯、语音方式反馈管网系统的主要状态和异常报警事件，同时可将相关数据进行网络传输。

2.5 智慧消防管理平台

以国家体育场智慧消防管理平台为例(图4)，通过对场馆消防系统管网信号蝶阀、闸阀、电动型末端试水装置、流量检测装置、报警阀组、水流指示器、压力开关等450多个终端设备进行信号采集和数据分析，可以实时掌握场馆内各个区域的消防用水状态，如消防水池液位实时数据、喷淋管网压力实时数据、消火栓管网压力实时数据等。

图4 智慧消防管理平台

该平台支持实时监测室内消火栓和自动喷淋系统水压、高位消防水箱和消防水池水位、消防供水管道阀门启闭状态等。通过对所有报警、故障、启停、屏蔽等信息进行分析归类，自动总结设备报警、故障比例，可实现对场馆重点区域、重点部位的信息化、智能化、动态化的监控，开展大数据分析应用；能够快速发现系统异常及故障，超过设置测量点的工作阈值会实时报警，并将信息实时传输至平台、及时通知相关责任人，为场馆消防水系统的维修检查、设备保养等工作带来便利，确保消防水系统在火灾发生时能够发挥真正作用。其主要功能包括以下几点。

(1)管网监测：实时对所有的管网水压流量进行监测、数据异常报警。当水位或管网系统发生异常时，能够迅速发出报警信息，及时排查消防水源隐患。(2)水池监测：实时水位、水量监测，展示消防水池水位数据，可在应用端(客户端)设置高低水位值，实时展现水位数据，报警时弹出窗口，发出报警音，通过平台报警提示相关人员。(3)阀门监测：实时动作信号监测。(4)水泵监测：实时对水泵柜动作电源监测。(5)黑匣子：可实现365天全天候对水压等数据进行上传至上一级消防管理平台或云平台，实现多方监控。

3 结束语