基于物联网的智慧消防系统在港口大型设备上的应用

基于物联网的智慧消防系统在港口大型设备上的应用

邹亚刚

舟山鼠浪湖码头有限公司  浙江舟山   316200

摘要：随着港口大型装卸设备远控化、智慧化的逐步推进，机上工作人员也逐渐减少，新的工作模式给机上消防报警系统提出了更高要求，为提升生产作业的安全可靠性，本文提出应用一种基于物联网的智慧消防报警系统，该系统以4G互联网为媒介搭建智慧消防云平台，能全天候监控管理区域内所有大型设备的消防系统的运行信息，有效提升设备的消防安全。

关键词：智慧化；物联网；消防系统；全天候监控

1 引言

随着港口智慧化发展的进程逐步深化，对设备的安全稳定性的要求越来越高。原有的本地单机消防监控系统不能及时反映火灾事故险情，操作人员无法第一时间得到有效信息，进行应急救援。为了解决此问题，需要在原有的设备基础上进行系统化改造，将港区所有大型设备的单机消防报警系统进行整合，通过4G物联网平台搭建智慧化云系统，建立网络化管控中心，配置一套安全、稳定、高效的消防物联网火灾报警及联动系统。

2 方案设计

2.1港区设备情况

舟山鼠浪湖码头目前共有7台卸船机、3台装船机、6台斗轮堆取料机（其中有1台堆料机）合计16台大机区域。每台大机单独设有消防检测警报系统，监控探头安装于司机室、电气控制室、高压变压器房等关键部位，消防检测控制装置主机安装于电气控制室内。

2.2需求描述

鉴于港区设备情况，现设想将各大机的消控检测装置进行联网，把各大机的消控检测控制装置主机上的信息集中传递到地面办公楼有人值班的监控室内，在监控室终端电脑可准确知道哪台大机哪个部位发生了怎样的火灾警示，以便及时采取有效应对措施，防止事故扩大。监控软件可对机上消控主机进行管理，可显示各消控主机的运行情况、故障信息及报表统计，计有7台卸船机、3台装船机、6台斗轮机（以后增加2台，留好通讯接口），通讯采用4G无线移动网络。

2.3方案描述

目前港区大部分设备设施使用的消控主机为西安特菲尔TF2000联动型火灾报警器，其控制器采用独创的编码器压缩信息传送技术，使网络主机之间报警时间小于5秒；控制器主面板以320X240像素的彩色LED作为液晶显示屏，全中文显示，可以详细地以不同颜色显示报警事件的设备类型、地理位置、回路号、地址号等信息，便于操作人员准确、及时、直观和全面掌握报警事件的信息。主面板操作按键清晰明了，符合人性化设计，便于工作人员对控制器进行监控和操作。  

在使用过程中，火灾报警控制器不停地对每个监控设备进行监察，并且收集每个设备的模拟数值，并做出每个设备的最高值、平均值以及现时值，提供给系统连续的曲线轨迹参考数，通过软件分析和筛选，作出积尘、脏、极脏或电气零部件老化等报告，自动在故障屏幕内显示并打印，便于保养、维修。

当发生火灾或者故障时分别按照下图所示流程图进行操作。

除此之外还具备开放式的对外接口，共有三种方式：①支持标准工业MODBUS RTU协议，方便第三方系统集成；②1个USB接口，支持USB2.0协议，用于编程数据的上传和下载；③1个RS232通讯接口，用于连接图形显示装置，也可以给第三方提供系统信息。

基于以上背景，提出了两种设计方案：

一、将16台大机的火灾报警控制器主机统一增配网络卡及工业级光纤收发器，将16台火灾报警控制器主机采用光纤组网方式联网，实现信息同步互传。后将其中1台火灾报警控制器设置为主机，并配置1台用户信息传输装置（TF5156-4G）及232转换模块，将数据上传至云服务器，组成光纤联网智慧消防管控系统。

二、将目前16台大机的火灾报警控制器分别配置用户信息传输装置（TF5156-4G）及232转换模块，采用4G物联网为媒介将数据上传至云服务器，组成TF5000智慧消防物联网系统，具有结构简单易扩展的优点。

用户信息传输装置采用32位工业级ARM7微处理器设计，具有强大的数据处理能力和丰富的系统扩展接口，能实时与消防控制室的火灾探测报警系统进行连接，实时监测运行状态和火灾报警信息，并将信息通过报警传输网络发送给远程监控中心。除此之外，还具备三大功能：①具有值班人员在岗情况巡检和应答功能，支持远程监控中心远程查询值班及互联网查询值班；②具备黑匣子功能，存储各类信息记录不少于2000条，并在掉电情况下不丢失记录信息；③具备软关机功能，当人为关闭设备时，设备可在断电前向监控管理中心发送关机信息，系统可以区分人为关机与线路故障并发送不同信息。用户信息传输装置是集数据、语音、视频传输于一体，采用数据通信接口和模拟量检测接口等多种手段对建筑消防系统报警和运行状态进行实时监测。

由于考虑到上机光纤数量的限制、数据传输可靠性以及成本预算等原因，采用了第二套方案。

TF5000智慧消防物联网系统通过物联网技术，24小时不间断采集舟山鼠浪湖码头16台大机内的消防前端感知设备的探测信息，并将该探测信息实时传回数据中心，通过云计算、数据储存、数据挖掘、数据分析，呈现火警报警数据分析报表。系统发出的各类信息可按照设置的权限，通过手机微信端、PC客户端等方式推送给用户。用户根据情况可及时处理问题隐患。同时系统可精准定位到发生警情的吊机所在位置，并具有地图导航功能。

系统软件采用网页版，对信息的操作处理和发送具有实时性，可靠性，安全性和保密性。网页版软件需要在谷歌浏览器上打开。软件使用中关于项目可根据所属地区或项目名称进行搜索，并显示项目状态。

火警信息显示内容包括：设备名称，报警设备的位置信息，设备类型，报警时间，警情确认，警情处理，详情查看和电话等。

详情查看为报警详情的显示，点击查看后，将显示报警的设备在整个码头的平面分布位置、设备的外观图和鼠浪湖码头的地图位置，让相关人员在第一时间知道火警情况.电话功能是可以用网络电话直接联系项目的负责人来确定火警的具体情况。

故障信息中可显示出设备的名称，报警设备的位置信息，设备类型，故障时间，故障状态，详情查看（故障状态为维保类型用户权限）

在PC电脑端上显示出的所有信息，可同时在手机APP上同步显示，支持安卓及iOS系统。

用户信息传输装置将舟山鼠浪湖码头16个区域形成统一管理与监控的模式，任何一处发生的火警信息均可上传至特菲尔TF5000智慧物联网云平台系统，经过平台分析处理将火情的详细信息（设备名称、码头平面图的地理位置、报警设备类型、报警时间及物理地址等）推送到消防监控中心的 PC 电脑端及消防负责人的手机端，经过监控中心及消防负责人的核实确认，及时安排人员进行处理，相关人员将根据推送火警地图位置导航，在第一时间赶到火灾现场，避免发生更大事故。

3 结语

该消防报警系统经过一年多的实际运行，性能稳定，能很好的满足本公司所有大型装卸设备在新状态下的消防报警功能。随着港区智慧化各项目不断推进，面临的挑战也逐步增强。因此对于设备管理维护与实时监控也相对应要求更为严格。无论是从当前的实际工况还是后续的发展前景来看，综合考虑设备的无人化远控操作与管控，设备操作人员的缩减必然带来设备监管的难度提升，因此从技术层面提升设备的本质安全是以后的发展方向。

随着信息技术的不断发展，港区智能化、信息化应用水平也应不断提升。建设智慧港口在实现可持续发展、引领信息技术应用、提升港口综合竞争力等方面具有重要意义。