背景介紹　

      根據(jù)國家公安部消防局的統(tǒng)計，自 2011 年至 2020 年，我國共發(fā)生電氣火災(zāi) 85 萬余起，占全國火災(zāi)總量及傷亡的 30%以上。通過近 10 年的重特大火災(zāi)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)（10 人以上死亡，損失 5000 萬以上）,電氣火災(zāi)占70%以上。從電氣火災(zāi)的分類看，因短路、過負(fù)荷、接觸不良等線路問題引發(fā)的占總數(shù)的 68.9%，因故障、使用不當(dāng)?shù)仍O(shè)備問題引發(fā)的占總數(shù)的 26.2%，其他電氣原因引發(fā)的占 4.9%。

　　2020 年 4 月 1 日，國務(wù)院安全生產(chǎn)委員會印發(fā)《國務(wù)院安全生產(chǎn)委員會關(guān)于開展電氣火災(zāi)綜合治理工作的通知》;2017 年 7 月 21 日，公安部、中央綜治辦、民政部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局、國家能源局六部聯(lián)合印發(fā)《高層建筑消防安全綜合治理工作方案》；銀監(jiān)會聯(lián)合公安部印發(fā)《銀行金融機構(gòu)安全評估標(biāo)準(zhǔn)》，里面包含：沒有建立消防制度的（消防預(yù)案、消防演練）、沒有配備消防器材的、沒有開展日常消防安全檢查、巡查和消防安全教育培訓(xùn)工作的、對火災(zāi)隱患不能及時發(fā)現(xiàn)貨發(fā)現(xiàn)后未及時消除的等20 項關(guān)于“消防安全”的要求，進行評分，一旦發(fā)現(xiàn)未達標(biāo)，責(zé)令限期整改。

　　銀行營業(yè)場所用電設(shè)備多，線路復(fù)雜，存在較多的電氣隱患，特別是老舊網(wǎng)點及大樓，存在較大的安全隱患。而電氣火災(zāi)具有隱秘性、不定時性及迅猛性。這些現(xiàn)狀及電氣火災(zāi)的這些特性，給銀行營業(yè)場所的電氣火災(zāi)防控帶來巨大的挑戰(zhàn)。履安實業(yè)構(gòu)建全方位一體化智慧電氣火災(zāi)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)解決方案，廣泛應(yīng)用于平安銀行、中國農(nóng)業(yè)銀行、北京銀行：

 核心技術(shù)

　　一、智慧電氣火災(zāi)綜合管理平臺

　　智慧安全用電監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)平臺采用云架構(gòu)模式，在管理職能上方便各地分行對轄屬網(wǎng)點的管理，同時也便于總行對各地分行及全行網(wǎng)點進行集中數(shù)字化管理。后期也適應(yīng)全行業(yè)務(wù)發(fā)展需要，將系統(tǒng)直接升級到銀行私有云上運行，可大幅提升系統(tǒng)的服務(wù)能力及服務(wù)范圍，支持移動APP應(yīng)用及閉環(huán)管理，同時為全行實現(xiàn)扁平化、數(shù)字化、智能化管理打下一個良好基礎(chǔ)。

　　1、數(shù)據(jù)看板

　　監(jiān)控中心管理人員和值守人員可通過數(shù)據(jù)看板中的地圖，查看全國各服務(wù)器的通訊狀態(tài)，確保全行聯(lián)網(wǎng)的穩(wěn)定運行。數(shù)據(jù)看板下方的狀態(tài)統(tǒng)計顯示已建設(shè)機構(gòu)總數(shù)，設(shè)備總數(shù)，在線設(shè)備總數(shù)和系統(tǒng)已發(fā)生的報警總數(shù)，左側(cè)為各個子系統(tǒng)（安全用電、電氣火災(zāi)、智慧消防、動環(huán)監(jiān)測）的狀態(tài)統(tǒng)計，右側(cè)為系統(tǒng)整體的報警分析。

　　GIS地圖

　　區(qū)域圖

　　平面圖

　　淺色模式

　　2、報警通知

　　報警通知

　　數(shù)據(jù)看板作為24小時值守頁面，系統(tǒng)在收到報警后，彈出報警彈窗和報警滾動彈幕，并語音播報，報警狀態(tài)燈閃爍，多種報警提示方式，確保監(jiān)控值守人員能夠第一時間注意到報警的發(fā)生，并及時復(fù)核處理。報警處理頁面如下圖所示，支持處理時查看實時數(shù)據(jù)和該回路的報警數(shù)據(jù)，多重復(fù)核，報警處理狀態(tài)選擇，處理記錄，處理前和處理后圖片記錄。

　　報警處理頁面

　　3、報警統(tǒng)計

　　管理人員可通過報警統(tǒng)計頁面，查看想起的報警情況，報警分布統(tǒng)計，報警等級統(tǒng)計，報警類型統(tǒng)計，報警占比統(tǒng)計和報警趨勢。

　　4、設(shè)備狀態(tài)

　　管理人員可通過設(shè)備狀態(tài)頁面，查看每個機構(gòu)下面部署的每臺設(shè)備主機的運行狀態(tài)，報警狀態(tài)，安裝位置和IP等詳細信息。

　　5、實時監(jiān)控

　　管理人員可通過實時監(jiān)控頁面，查看智慧安全用電主機下，每個用電回路的實時溫度、電流、電壓、漏電、功率，有功功率、無功功率、功率因數(shù)等用電數(shù)據(jù)，也可查看智慧空開的通斷狀態(tài)，輸入密碼后可進行遠程通斷。

　　6、歷史數(shù)據(jù)記錄

　　管理人員可通過歷史數(shù)據(jù)記錄頁面，查看每個用電回路的溫度、電流、電壓、漏電、功率的24小時運行記錄，了解每個回路每天的運行狀態(tài)。

　　7、電量統(tǒng)計

　　管理人員可通過電量統(tǒng)計頁面，查看每個機構(gòu)的用電情況，本月和今年用電量統(tǒng)計，每月用電量占比統(tǒng)計，機構(gòu)的能耗排名統(tǒng)計，機構(gòu)的回路能耗排名，電量的趨勢同比和查看每個回路的每小時的電量詳情。

　　8、智能煙感

　　管理人員可通過智能煙感實時監(jiān)控頁面，查看每個智能煙感的運行狀態(tài)，報警狀態(tài)和運行記錄，報警記錄，支持對智能煙感進行遠程消音和復(fù)位。

　　9、消防水位

　　管理人員可通過智能消防水位實時監(jiān)控頁面，查看消防水池的實時水位數(shù)據(jù)，水位的歷史數(shù)據(jù)記錄和趨勢，報警記錄。

　　10、消防水壓

　　管理人員可通過智能消防水壓實時監(jiān)控頁面，查看消防水管的實時水壓數(shù)據(jù)，水壓的歷史數(shù)據(jù)記錄和趨勢，報警記錄。

　　二、算法

　　采用AR參數(shù)模型對低壓電弧故障進行檢測，并給出回路識別參考矢量，采用小波熵分析電弧故障，指出若小波熵值大于0.002則可判定發(fā)生故障電弧，基于小波變換模極大值建立電弧故障神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，以實現(xiàn)電弧故障檢測與分類。

　　通過K-Means聚類將數(shù)據(jù)類別進行聚合，即K-Means負(fù)載分類和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)組合的串聯(lián)故障電弧識別，通過采樣電路獲得電流波形，接著做快速傅里葉變換得到電流波形的頻譜。接著選取頻譜低頻分量進行K-Means算法對其進行負(fù)載分類。分類后的負(fù)載波形分別做小波變換得到細節(jié)特征值，將小波細節(jié)特征值和時域特征值輸入負(fù)載類型對應(yīng)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行故障檢測，這樣可以有效提高BP網(wǎng)絡(luò)對故障電弧識別的成功率，以及有效避免出現(xiàn)負(fù)載難以訓(xùn)練至收斂的情況。

　　注：輸入?yún)?shù)的提取可以從一下三個方面：

　?。?）負(fù)載正常工作時的電流特性

　　（2）開發(fā)插拔產(chǎn)生的正常電弧電流特性現(xiàn)實中我們在撥、插插頭的瞬間也會產(chǎn)生電弧，它們的持續(xù)時間短，在瞬間就熄滅了，不連續(xù)也不影響線路中設(shè)備的正常工作，幾乎不會因此產(chǎn)生火災(zāi)而威脅環(huán)境的安全

　?。?）故障電?。ń佑|不良）的電流特性。主要是由于線路絕緣層老化、絕緣損壞或者短路等原因而產(chǎn)生的電弧。這種電弧持續(xù)時間長，電弧燃燒時放出大量的熱量，對周圍環(huán)境存在極大的火災(zāi)安全隱患，是需要預(yù)防制止的電弧，也稱為故障電弧。

 技術(shù)架構(gòu)

方案亮點

　　如上圖所示，履安實業(yè)智慧安全用電及電氣火災(zāi)綜合監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的架構(gòu)主要分為五個層面：

　　1、感知層---數(shù)據(jù)采集：

　　前端感知設(shè)備，對漏電，電流，溫度，煙霧，火災(zāi)報警和消防報警信號進行采集感知，上傳數(shù)據(jù)至匯聚層管理設(shè)備。

　　2、匯聚層---數(shù)據(jù)匯總：

　　通訊主機和數(shù)據(jù)采集器，用傳和消防主機對前端感知的數(shù)據(jù)進行匯總分析處理，再通過網(wǎng)絡(luò)上傳至平臺服務(wù)器。

　　3、數(shù)據(jù)層---數(shù)據(jù)處理：

　　通過平臺服務(wù)器的算力進行數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)數(shù)據(jù)分類化，規(guī)范化，標(biāo)準(zhǔn)化管理，并提供清晰明確的分析結(jié)果，使銀行智慧消防綜合管理提供決策依據(jù)。

　　4、應(yīng)用層---系統(tǒng)管理：

　　系統(tǒng)管理人員可通過平臺的數(shù)據(jù)看板和運行記錄頁面查看系統(tǒng)整體運行情況。當(dāng)發(fā)生報警時，系統(tǒng)立即彈出報警通知彈窗并語音播報。

　　一、安全用電系統(tǒng)建設(shè)

　　1、營業(yè)網(wǎng)點

　　（1）分時分區(qū)用電管理

　　根據(jù)營業(yè)網(wǎng)點用電性質(zhì)及“多回路，小電流”的設(shè)計原則，網(wǎng)點用電回路分為24小時回路、8小時工作回路、24小時UPS回路、8小時UPS回路和定時回路5大類。

　　下圖2為具體用電回路劃分圖

　　①　對于網(wǎng)點24小時用電回路，宜采用細分回路監(jiān)測模式，精準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)隱患，精準(zhǔn)排除，把隱患消除在萌芽狀態(tài)，防患于未然。

　?、凇τ诰W(wǎng)點8小時照明及空調(diào)回路，宜采用分類監(jiān)管模式，執(zhí)行下班斷電管理要求，實現(xiàn)節(jié)能管理的同時降低網(wǎng)點非營業(yè)時間電氣消防風(fēng)險。

　?、邸τ诰W(wǎng)點8小時插座回路，宜采用回路監(jiān)測模式，既確保系統(tǒng)不影響營業(yè)時間生產(chǎn)用電回路，又確保隱患能及時發(fā)現(xiàn)，及時預(yù)警排除，確保網(wǎng)點生產(chǎn)用電安全。

　?、堋τ诰W(wǎng)點定時回路，宜采用定時回路監(jiān)管模式，不僅能實現(xiàn)定時控制，還能實現(xiàn)對其遠程監(jiān)測及管理。

　　（2）用電線路實時監(jiān)測

　　預(yù)警

　　對用電線路電流、剩余電流、溫度、電弧等進行實時監(jiān)測并進行數(shù)據(jù)分析；對被保護線路的過壓、過載、過流、過溫、欠壓、打火、缺相、設(shè)備不在線等情況進行預(yù)警；

　　（3）市電斷電報警

　　實時監(jiān)測營業(yè)網(wǎng)點市電輸入狀態(tài)，一旦發(fā)生市電輸入斷電，系統(tǒng)自動報警，監(jiān)控中心通過視頻監(jiān)控對報警進行輔助性判斷，提升現(xiàn)場出警的準(zhǔn)確率與及時性，減少相關(guān)案件的發(fā)生。

　　（4）分層分級監(jiān)測管理

　　前端網(wǎng)點設(shè)置本地分控觸摸屏，用于執(zhí)行上、下班模式以及接收、查看預(yù)警信息等，實現(xiàn)網(wǎng)點安全用電本地管理職責(zé)。監(jiān)控中心設(shè)置管理服務(wù)器，對各網(wǎng)點進行集中監(jiān)管。同時通過移動預(yù)警端建設(shè)，比如手機短信或APP預(yù)警通知等方式，實現(xiàn)不同報警級別不同層級管理職責(zé)。

　　2、自助銀行用電管理

　　1）用電管理難點

　　在離行式自助銀行中，過流保護與負(fù)載不匹配、分路引線不規(guī)范、長戶外燈箱長期雨淋日曬無維護、鼠患等是安全隱患的主要因素。此外，機房空調(diào)故障、UPS故障引發(fā)火災(zāi)的情況偶有發(fā)生，市電斷電報警無法及時上傳，容易掩蓋潛在案件風(fēng)險。

　　2）解決方案

　　自助銀行用電可分為照明、空調(diào)、插座、室外燈箱及UPS電源等。具體管理措施如下：

　　（1）分類管理

　　對照明、空調(diào)、插座、UPS回路宜進行分類監(jiān)測預(yù)警管理，實現(xiàn)監(jiān)測其線路運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)風(fēng)險事件，及時干預(yù)，嚴(yán)控風(fēng)險。

　　對戶外廣告燈箱等定時回路宜采用定時回路監(jiān)管模式，不僅能實現(xiàn)定時控制，還能實現(xiàn)對其遠程監(jiān)測及管理。

　　（2）用電線路監(jiān)測預(yù)警保護

　　對用電線路電流、剩余電流、溫度、電弧、過壓、欠壓、過載、過流、過溫、打火、缺相、短路等進行實時監(jiān)測預(yù)警，并實現(xiàn)線路緊急事件自動保護。

　　（3）市電斷電報警

　　對離行自助行市電狀態(tài)實時監(jiān)測，一旦發(fā)生市電斷電，及時發(fā)送報警信息，及時在線復(fù)核，及時通知出警，嚴(yán)控盜竊等案件的發(fā)生，保護銀行財產(chǎn)的安全。

　　（4）用電量統(tǒng)計分析

　　對離行自助行用電量進行統(tǒng)計分析，及時發(fā)現(xiàn)異常用電現(xiàn)象，減少竊電事件發(fā)生。

　　（5）空調(diào)及UPS管理擴展

　　為加強對離行空調(diào)及UPS設(shè)備監(jiān)測管理，系統(tǒng)宜支持對空調(diào)及UPS運行狀態(tài)遠程監(jiān)測管理，減少因空調(diào)及UPS故障引起的火災(zāi)事故發(fā)生。

　　3、辦公大樓用電管理

　　1）用電管理難點

　　辦公大樓在用電管理方面主要存在以下難點：一是下班后忘記斷電，諸如空調(diào)、飲水機、熱水器、電腦等設(shè)備處于無人管理的開機狀態(tài)。二是違規(guī)用電，隨意接入大功率用電器，導(dǎo)致有的線路超負(fù)荷。三是打印機等設(shè)備未完全關(guān)閉，設(shè)備長時間的待機將耗去大量的電能。四是缺乏技術(shù)手段進行常態(tài)化的安全用電檢查、管理。

　　2）解決方案

　　針對銀行辦公大樓用電存在時段性和不確定性因素，需根據(jù)樓層用途及用戶使用習(xí)慣規(guī)劃，采用人機結(jié)合的遠程用電監(jiān)測方式。對銀行大樓低層的營業(yè)廳，采用前面營業(yè)網(wǎng)點的建設(shè)方案。對辦公樓層，采用定時監(jiān)測的用電管理方案，早上定時監(jiān)測開啟，晚上定時監(jiān)測斷電，如發(fā)現(xiàn)異常開啟或斷電，系統(tǒng)及時提醒相關(guān)安保人員。對于密集用電的樓層，需嚴(yán)控消防電氣火災(zāi)風(fēng)險，杜絕任何消防電氣火災(zāi)事故的發(fā)生。

　　二、智慧消防系統(tǒng)建設(shè)

　　智慧消防系統(tǒng)的建設(shè)，可從兩個方面出發(fā)，一是對現(xiàn)有的消防系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行監(jiān)測預(yù)警，確保消防系統(tǒng)的工作正常，使消防系統(tǒng)不再是信息孤島；二是建設(shè)智能巡檢功能，提供消防重點部位以及消防設(shè)施的檢查標(biāo)準(zhǔn)，解決巡檢人員“不會查”、“不愿查”的問題。讓巡查明確到人，精確到事。巡查結(jié)果可再現(xiàn)，方便巡查監(jiān)督。

　　1、消防系統(tǒng)運行狀態(tài)：

　?、僭趥鹘y(tǒng)消防主機上加裝用戶信息傳輸裝置，將消防報警信息聯(lián)網(wǎng)上傳，使相關(guān)管理人員能夠第一時間接收并處置報警。部分營業(yè)場所消防系統(tǒng)老舊，如存在無法聯(lián)網(wǎng)的情況，則應(yīng)對消防系統(tǒng)進行重新設(shè)計升級改造。

　?、谕ㄟ^消防水系統(tǒng)采集器，對消防水管、水池、消防栓等消防用水的實時水壓和水位進行監(jiān)測，低于安全閾值則報警。

　　2、智能巡檢：

　　按照生產(chǎn)經(jīng)營場所和自主管理的不同要求，進行日常安全巡查計劃的制定，派發(fā)、執(zhí)行、隱患上報，整改申報。通過系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析研判功能，分析主體責(zé)任執(zhí)行情況，明確法人責(zé)任主體職責(zé)，改變了安全巡查不到位、檢查記錄不真實的現(xiàn)狀。

　　三、動環(huán)監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)

　　動環(huán)監(jiān)測系統(tǒng)可作為智慧電氣火災(zāi)管理系統(tǒng)的輔助性模塊進行建設(shè)，方便復(fù)核報警信息，確保對生產(chǎn)經(jīng)營場所的整體環(huán)境安全。動環(huán)監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)可根據(jù)現(xiàn)場實際情況進行建設(shè)，主要可從以下方面進行，但不僅限于此。

　　1、溫濕度監(jiān)測

　　對于機房、加鈔間和內(nèi)廳等核心場所可采用溫濕度監(jiān)測儀，對機房、加鈔間的的溫度、濕度進行實時數(shù)據(jù)監(jiān)測和報警。

　　2、溫濕度監(jiān)測/水浸等：

　　對于機房、加鈔間和內(nèi)廳等核心場所或關(guān)鍵部分可采用水浸傳感器進行水浸或漏水情況監(jiān)測報警。

　　3、系統(tǒng)聯(lián)動

　　通過智能硬件，可將門禁系統(tǒng)、報警系統(tǒng)等第三方系統(tǒng)的報警接入智慧電氣火災(zāi)綜合管理系統(tǒng)，也可將智慧電氣火災(zāi)管理系統(tǒng)的報警輸出給第三方系統(tǒng)。

方案亮點

　　1、智慧電氣火災(zāi)綜合管理平臺

      2、 安全用電

        3、智慧消防

        4、 動環(huán)監(jiān)測