智慧消防背景下城市综合体火灾自动报警与联动控制逻辑改进研究
摘要
关键词
智慧消防;城市综合体;火灾自动报警;联动控制逻辑;物联网
正文
一、引言
城市综合体是城市功能聚合的核心载体,但火灾风险显著——2023年某城市综合体因餐饮区油烟管道起火,传统报警系统因油烟干扰误报3次后,真实火情报警延迟,联动排烟系统启动滞后,导致火势蔓延至相邻商铺,造成直接经济损失超百万元。智慧消防通过“感知-分析-决策-联动”全流程智能化,为解决传统系统痛点提供路径。当前,城市综合体火灾自动报警多依赖单一烟感/温感传感器,联动控制按预设场景执行(如固定启动某区域喷淋),无法动态匹配火情变化,尤其在地下车库、高层建筑层等特殊区域,传统逻辑的局限性更为突出。本文基于智慧消防技术框架,改进报警与联动逻辑,提升系统对复杂火情的响应能力。
二、传统火灾自动报警与联动控制逻辑的痛点
2.1报警逻辑单一,误报与漏报并存
传统系统多采用“单一传感器阈值触发”模式:烟感传感器检测到烟雾浓度超阈值(通常为0.15-0.3dB/m)即报警,易受餐饮油烟、装修粉尘干扰,某大型综合体数据显示,年误报超50次,其中60%来自餐饮区油烟干扰,导致运维人员“疲于应对”,甚至出现“误报脱敏”现象;同时,单一传感器覆盖盲区大,如地下车库因空间开阔、气流复杂,温感传感器安装间距过大(部分达15米,超规范要求的10米),火情易漏报,延误处置时机。
2.2联动控制固化,适配性差
联动控制多按“区域固定关联”设计,如某楼层报警即启动该区域喷淋、排烟风机,未考虑火情规模——小火情(如商铺垃圾桶起火)启动整层喷淋,导致水渍损失扩大;大火情(如中庭商铺起火)又因联动范围不足,未及时关闭上层空调新风,导致烟气扩散至办公区,增加人员疏散风险。
2.3数据孤立,缺乏协同
报警系统与消防水泵、应急照明、疏散指示等设备数据不互通,形成“信息孤岛”。如报警后无法实时知晓喷淋泵运行压力(是否达0.8MPa工作压力)、排烟风机转速(是否满足30m/s排烟风速),联动控制沦为“单向指令”,难以形成“监测-执行-反馈”的防控闭环。
三、智慧消防背景下的逻辑改进方案
3.1多传感数据融合,优化报警逻辑
引入“烟感+温感+CO传感器+视频监控+气流传感器”多源数据融合报警逻辑:通过LoRa物联网技术将各传感器数据(采样频率1次/秒)实时上传至智慧消防平台,采用CNN(卷积神经网络)+LSTM(长短期记忆网络)融合算法对数据交叉验证。具体判定逻辑为:当烟感浓度超0.2dB/m、温感持续5秒超60℃、CO浓度超30ppm,且视频监控通过火焰识别算法(识别准确率98%)捕捉到明火或火星时,判定为真实火情,立即触发声光报警与平台推送;若仅烟感超标但温感≤40℃、视频无异常,且气流传感器检测到油烟特征(风速>2m/s、油烟颗粒度>5μm),则判定为餐饮油烟干扰,仅在平台发出预警,不触发声光报警。同时,在油烟浓度高的餐饮区(如火锅、烧烤店)增设“油烟净化设备联动模块”,当油烟浓度超阈值时,先联动净化设备强档运行,进一步减少干扰源。
3.2动态联动控制,适配火情变化
构建“火情分级-动态联动”逻辑,明确分级判定指标与对应策略:
小火情:判定指标为火焰面积<5㎡、温度<300℃、烟气扩散速度<0.5m/s,对应联动策略为:仅启动起火点半径10米内的喷淋(采用“定点喷淋”模式,避免大面积水渍)、局部排烟风机(转速调至25m/s),关闭该区域空调新风阀,联动区域内应急照明亮起(亮度≥500lux);
中火情:判定指标为火焰面积5-20㎡、温度300-600℃、烟气扩散速度0.5-1m/s,联动策略扩展至相邻区域:启动起火层及上下层喷淋,排烟风机转速提至30m/s,关闭整栋楼空调新风系统,应急照明与疏散指示联动(指示箭头动态指向最近安全出口,避开烟气扩散方向);
大火情:判定指标为火焰面积>20㎡、温度>600℃、烟气扩散速度>1m/s,联动全楼防控:启动所有消防水泵(确保压力≥0.8MPa),关闭所有空调与通风设备,防火卷帘全降(下降速度≥0.5m/s),电梯迫降至1层并切断电源,同时通过5G模块将火情数据(位置、规模、设备状态)推送至城市消防指挥中心,同步生成“最优灭火路线”供消防人员参考。
3.3数据协同融合,构建智慧闭环
打通“报警系统-设备监控-应急指挥-人员疏散”全链路数据协同:
设备监控层:在消防水泵、排烟风机、喷淋阀等设备加装智能传感器,实时采集运行参数(如水泵压力、风机电流、阀门开关状态),数据通过工业以太网传输至平台,确保联动指令执行状态可查;
应急指挥层:平台集成“火情研判模块”,基于实时数据生成处置建议(如“喷淋泵压力不足,立即启动备用泵”),同步推送至运维人员手机APP;
人员疏散层:通过视频监控的人员识别算法(准确率95%)统计疏散通道人员密度,当某通道密度>1.5人/㎡时,实时调整疏散指示箭头,引导人员绕行至低密度通道。例如,某综合体报警后,平台监测到1号疏散通道拥堵,立即将该通道指示箭头改为“禁止通行”,同步点亮2号通道指示,疏散效率提升40%。此外,建立“数据安全保障机制”,采用边缘计算节点存储敏感数据(如人员疏散视频),仅上传统计数据至云端,避免隐私泄露,同时通过区块链技术确保数据不可篡改,保障协同可靠性。
四、结论
智慧消防背景下,城市综合体火灾自动报警与联动控制逻辑的改进,需以“多源数据融合提升报警精度、动态分级策略适配复杂火情、全链路数据协同构建闭环”为核心。改进方案有效解决传统系统误报、滞后、适配性差的问题,尤其在地下车库、高层建筑层等特殊场景的防控能力显著提升,为城市综合体火灾防控提供了可复制的技术路径。
未来需进一步融合5G+数字孪生技术,构建“虚实结合”的智慧防控体系:通过数字孪生模型实时映射综合体消防设备状态与火情发展,模拟不同联动策略的效果(如“调整喷淋范围对灭火效率的影响”),提前优化控制逻辑;同时探索“消防机器人联动”,当系统判定大火情时,自动调度消防机器人前往起火点初期灭火,进一步提升火情处置速度,为城市综合体消防安全提供更全面的技术保障。
参考文献
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