電氣火災在火災事件中所占的比例呈逐年上升的趨勢，在電氣火災的防控工作中，遠程智能監(jiān)控系統(tǒng)將發(fā)揮著重要的作用，能夠從源頭上抑制電氣火災的產(chǎn)生，保證人身和財產(chǎn)的安全，而在智能監(jiān)控系統(tǒng)的應用上，也需要對設備、技術手段進行不斷的更新。
1 電氣火災智能監(jiān)控系統(tǒng)工作原理與特征
1.1 系統(tǒng)工作原理
在電氣設備運行的過程中，諸如電流載荷過大、溫度驟升、功率過高等原因都會引發(fā)故障的發(fā)生. 當出現(xiàn)此類故障而導致電弧、漏電等探測器以及剩余電流傳感器等設備所檢測到的閾值超出了原本預設的范圍值時，終端探測裝置利用電磁場感應原理以及溫度效應的變化，自動從現(xiàn)場采集該區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)參數(shù)以及狀態(tài)信息，再將所收集到的信息、數(shù)據(jù)傳送到電氣火災監(jiān)控探測器之中，經(jīng)過放大、A/D 轉(zhuǎn)換、CUP 對變化幅值進行分析和判斷， 檢測出異常的閾值，與報警預設值進行對比，一旦有超出預定值的情況，及時發(fā)出報警信號。與此同時，將數(shù)據(jù)、報警信息、狀態(tài)信息等傳送到電氣火災監(jiān)控器做更深入的分析. 當從所采集到的信息中判斷存在火災隱患時，會將這一信息傳送至監(jiān)控主機， 通過報警器、指示燈等設備發(fā)揮其警示作用 。
1.2 系統(tǒng)特征
電氣火災智能監(jiān)控系統(tǒng)具有以下特征 :(1) 為了能夠使用戶更加方便地將電氣的運行控制在安全范圍以內(nèi)，智能監(jiān)控系統(tǒng)通過對電氣終端進行實時監(jiān)控，以數(shù)字化的形式將現(xiàn)場相關數(shù)據(jù)參數(shù)加以呈現(xiàn) ;(2) 通過物聯(lián)網(wǎng)技術進行智能遠程監(jiān)控，能夠有效降低人力巡查的成本. 系統(tǒng)在檢測出存在火災隱患時，將通過無線互聯(lián)的方式將具體信息數(shù)據(jù)傳輸至用戶終端，提升管理效率的同時避免重大火災的發(fā)生 ;(3) 用戶可根據(jù)大數(shù)據(jù)智能平臺提供的可視化圖表，對安全指標進行全面的監(jiān)控，并在發(fā)現(xiàn)異常的情況下提供報警通知等服務 ;(4) 智能監(jiān)控系統(tǒng)實行實名認證，對非認證用戶的訪問有嚴格的限制，能夠確保用戶信息安全，同時緩存相關數(shù)據(jù)，避免因網(wǎng)絡因素、設備故障等原因造成數(shù)據(jù)的丟失，確保系統(tǒng)的安全性與可靠性。
2 電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)設計分析
2.1 剩余電流式電氣監(jiān)控設備
第一，密集母線回路位置，關于線路較長的電力輸送，由于密集母線槽并不是標準件，所以其絕緣材料和組裝形式不能為整體質(zhì)量奠定保證和基礎。所以在密集母線回路實際使用過程中， 經(jīng)常會不斷出現(xiàn)接頭位置絕緣不足現(xiàn)象，進而會導致整個地鐵之中出現(xiàn)一系列嚴重問題，那么則可以使用剩余電流檢測設備對其絕緣基本狀態(tài)進行實時監(jiān)測和動態(tài)分析，能夠?qū)φ麄€地鐵起到有效預防火災的效果。
第二，剩余電流檢測設備的具體使用，可以對電纜剩余電流進行最有效的監(jiān)控，在整個過程中不需要安裝進線回路以及母聯(lián)回路等，單獨一個剩余電流檢測就能夠起到很好的火災防火作用。
第三，對區(qū)間隧道水泵供電回路進行合理檢測工作中，需要對剩余電流檢測進行增設基本工作，由于水泵電纜長時間處在通電情況下，并且自身存在安裝環(huán)境不好以及溫度高等各種問題， 因此使得絕緣設備會在長期運行之中降低自身的絕緣能力，絕緣受損情況出現(xiàn)的比較多，所以在此位置上需要添加多余電流設備進行工作，進而能夠起到最好的電氣火災監(jiān)控作用。
2.2 電氣火災監(jiān)控探測器
借助這些基本設備對收集到的真實信息進行最有效的判斷和分析，能夠?qū)χ車鷶?shù)據(jù)進行整合，并實現(xiàn)集中監(jiān)控工作。數(shù)據(jù)集中監(jiān)控設計一般是因為監(jiān)控主機和其他不同監(jiān)控單元形成的主要內(nèi)容，一般適用于小型系統(tǒng)監(jiān)控工作的實現(xiàn)。監(jiān)控主機數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處理功能，并且需要整合設備具有非常強大的數(shù)據(jù)分析和處理功能，可以對各項數(shù)據(jù)具有良好的數(shù)據(jù)處理功能，因此能夠看出其也可以使用在大型系統(tǒng)處理工作之中。借助不同監(jiān)控單元對檢測器進行合理檢測和連接工作，并且能夠?qū)Φ罔F進行全面集中的管理，對整個地鐵正確運行具有一定價值和作用。
2.3 電氣火災監(jiān)控平臺
2.3.1 服務端
服務端由微服務架構組件和微服務應用模塊組成。微服務架構組件由 SpringCloud 提供，主要有 API 網(wǎng)關、服務發(fā)現(xiàn)以及負載均衡 ( 圖中未畫出 )、服務容錯保護等，構成微服務架構應用模塊開發(fā)實現(xiàn)的基礎。各模塊使用 SpringBoot 框架實現(xiàn)。
MQTT、CoAP 以及 HTTP 服務實現(xiàn)與探測器的通信功能。若探測器使用 HTTP 協(xié)議則需要先經(jīng)過 API 網(wǎng)關，再由 HTTP 服務模塊進行處理。設備服務提供探測器最新上報數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)信息查詢等服務; 信息通知服務主要負責異步給用戶發(fā)送報警信息通知等服務 ; 用戶服務提供用戶登錄和探測器管理服務。
2.3.2 數(shù)據(jù)庫
使用單一的關系型數(shù)據(jù)庫，受限于硬盤讀寫速度和數(shù)據(jù)庫本身的性能，易造成效率低下，難以滿足高并發(fā)訪問的需求。例如當用戶查看設備的最新信息時，如果每次都直接從 MySQL 數(shù)據(jù)庫中獲取，MySQL 的搜索引擎需要先根據(jù)設備 ID 從硬盤讀取該設備所有的數(shù)據(jù)信息，然后根據(jù)時間字段降序或者升序排序，取出第一條或者最后一條才能得到最終需要的數(shù)據(jù)。這種方式在用戶訪問量大及設備多的情況下，將對數(shù)據(jù)庫造成巨大壓力，同時服務器的響應時間延長也會影響用戶體驗。相似的問題也會出現(xiàn)在用戶查詢設備的歷史數(shù)據(jù)時。為此，平臺使用非關系型數(shù)據(jù)庫Redis 作為補充，以減輕關系型數(shù)據(jù)庫的壓力，提高平臺的處理速度和并發(fā)能力。此外，在分布式系統(tǒng)中的用戶單點登錄、本平臺中存儲隨機密碼的短時間定時存儲業(yè)務中，非關系型數(shù)據(jù)庫也具有更好的適應性。
2.3.3 客戶端
(1) 瀏覽器客戶端
前端頁面部分，使用 AJAX 技術 ，通過在后臺與服務端進行少量數(shù)據(jù)交換，在不重新加載整個網(wǎng)頁的情況下，實時更新設備上報信息。數(shù)據(jù)可視化使用 Datatables 表格插件和 Hightcharts 圖表庫。
(2) 移動端 APP
為實現(xiàn)用戶隨時隨地查詢電氣火災監(jiān)控探測器的相關信息狀態(tài)的需求，開發(fā)了基于 Android 的移動端 APP。采用經(jīng)典的 MVC 開發(fā)架構，分為業(yè)務層、視圖層和操作層。業(yè)務層處理各類應用業(yè)務，完成網(wǎng)絡請求、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)處理功能; 視圖層分為可視視圖和隱藏視圖，主要完成手機端與用戶的交互和應用界面的更新替換; 操作層用來分離業(yè)務層和視圖層的聯(lián)系，降低程序的耦合，使應用更加健壯，同時為后期維護做準備具體，具體實現(xiàn)功能與瀏覽器端類似。
2.4 智能傳感分析
隨著現(xiàn)代網(wǎng)絡科技的發(fā)展，現(xiàn)場探測器具備智能傳感功能將是智能監(jiān)測領域的一大發(fā)展趨勢. 要想充分實現(xiàn)設備智能化這一研發(fā)定位，實現(xiàn)智能監(jiān)測系統(tǒng)網(wǎng)絡化、數(shù)字化的服務方向，需要通過智能模塊與常規(guī)傳感器進行有效集成的方式，監(jiān)測現(xiàn)場參數(shù)的智能感知，結(jié)合溫度探測、剩余電流探測器等，研發(fā)出綜合性較強的智能探測器. 依托于 RTOS 軟件平臺、ARM 嵌入式硬件平臺，將傳感器的參數(shù)進行采集與發(fā)送. 同時，建立專業(yè)的知識經(jīng)驗庫，結(jié)合實時的報警信息來判斷故障的類型、程度、發(fā)生原因、具體方位等，并制定出有效的解決策略. 智能分析技術可以提供智能故障診斷、故障趨勢分析預測等功能，通過曲線走向來了解、掌握故障前后設備的狀態(tài)變化，并結(jié)合數(shù)據(jù)進行故障的原因分析。
總之，在地鐵之中要高度重視電氣火災監(jiān)控機制的實施，對周圍可能出現(xiàn)的一切事物等進行詳細分析，制定相對應機制，針對整個電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)設計、自身存在的特點、以及應用進行深入分析，使其可以在地鐵之中充分發(fā)揮自身的價值和作用，推動整個地鐵事業(yè)的發(fā)展。