机场高铁站消防水池液位监测解决方案

一、方案背景与核心需求

1.1 应用场景特殊性

机场、高铁站作为大型交通枢纽，具有人流高度密集、建筑体量大且结构复杂、消防分区多、疏散难度高的显著特点。消防水池作为火灾扑救的“生命之水”储备核心，其水位的实时稳定与充足直接决定灭火行动的成败。一旦发生火灾，若因消防水池水位不足或监测失效导致供水中断，将造成难以估量的人员伤亡和财产损失。因此，相较于普通建筑，机场高铁站对消防水池液位监测系统的可靠性、精准性、实时性及智能化联动能力提出了更高要求。

1.2 核心需求解析

• 合规性要求：严格遵循《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50974-2014）强制性条文，实现就地水位显示与消防控制室远程双显示，具备明确的高、低水位报警功能，报警信号需稳定传输至消防控制室并接入消防主机，确保通过消防验收。

• 精准稳定监测：需实现24小时不间断连续液位监测，测量误差≤±1cm，能抵御机场高铁站复杂电磁环境（如高铁运行、航空雷达等）的干扰，避免数据失真或误报警。

• 快速报警响应：当水位超出预设阈值（高水位为溢流水位以下，低水位为警戒水位以上）时，系统需立即触发就地与远程双重声光报警，并通过多重渠道通知相关运维人员，报警响应时间≤30s。

• 智能化联动与管理：支持与消防主机（FAS）、建筑设备监控系统（BAS）联动，可根据水位情况自动触发补水泵启停；具备数据存储、历史曲线分析功能，方便运维人员进行趋势研判和设备维护；支持多用户权限管理，适配机场高铁站多部门协同运维需求。

• 适应复杂环境：设备需具备高防护等级（IP68及以上），能适应地下水池潮湿、多尘、可能存在的腐蚀等环境；部分户外或高空点位需具备防雷击功能，确保极端天气下系统稳定运行。

二、方案核心架构

本方案采用“感知层-传输层-处理层-应用层”四层架构体系，实现从液位采集、信号传输到智能管控的全流程闭环管理，确保监测数据精准、传输稳定、响应迅速、管理高效。

2.1 感知层：高精度液位采集

感知层是数据采集的核心，负责将消防水池液位高度转化为可传输的电信号。结合机场高铁站消防水池的大容积、深水位、复杂环境特点，优先采用双传感器冗余配置，确保采集数据的可靠性。

• 主传感器：选用投入式静压液位计（如WH311系列），采用全不锈钢激光封焊结构，防护等级IP68，精度达±0.1%FS，测量误差≤1cm。其核心优势在于信号稳定、响应速度快，能将液位高度转化为4-20mA标准模拟量信号，适配长距离传输，且具备良好的抗电磁干扰能力，可有效抵御高铁运行、机场雷达等复杂电磁环境的影响。

• 备用传感器：配置导波雷达液位计（如罗斯蒙特3300系列）作为冗余备份，精度达±1mm，采用非接触测量方式，不受水体杂质、温度变化影响，尤其适用于大型消防水池的深度监测。当主传感器出现故障时，备用传感器可无缝切换，保障监测不中断。

• 辅助装置：在水池就地设置磁翻板液位计作为机械式备用显示手段，无需电源，可直观查看水位，方便现场巡检人员核对数据，提升系统冗余性。

2.2 传输层：稳定可靠的信号传输

传输层负责将感知层采集的信号稳定传输至处理层，结合机场高铁站区域广阔、建筑结构复杂的特点，采用“有线为主、无线备份”的混合传输模式。

• 有线传输：主传输链路采用工业级RS485总线+屏蔽双绞线，将液位传感器输出的4-20mA模拟量信号传输至现场变送器，经变送器转换为数字信号后，通过屏蔽双绞线传输至消防控制室的PLC或RTU。屏蔽双绞线需单端接地，有效降低电磁干扰，确保信号传输距离可达5000米，满足机场高铁站大范围信号传输需求。

• 无线备份：对于部分布线困难的区域（如室外高位水箱、偏远附属设施水池），采用NB-IoT/LoRa无线传输模块作为备份。选用WH311-LoRa/NB-IoT版液位计，支持电池供电（续航长达3-5年），可将数据无线传输至云平台，避免因有线线路故障导致的信号中断。

2.3 处理层：数据处理与逻辑判断

处理层是系统的“大脑”，负责对传输过来的液位数据进行滤波、分析、阈值判断，并触发相应的报警与联动指令。

• 核心设备：配置工业级PLC（可编程逻辑控制器）或RTU（远程终端单元），具备强大的数据处理能力和抗干扰性能。PLC内置滑动平均滤波算法，可消除瞬时干扰导致的数据波动，确保数据稳定。

• 逻辑功能：预设高、低水位阈值（根据水池实际容积和设计规范设定），PLC实时对比采集到的液位数据与预设阈值：当水位高于高水位阈值时，触发高水位报警，防止水体溢流；当水位低于低水位阈值时，触发低水位报警，提醒及时补水；同时，PLC可根据水位情况输出控制信号，联动补水泵启停，实现自动补水。

• 协议适配：通过Modbus RTU/TCP协议实现与消防主机、监控平台的通信对接，确保数据可无缝接入现有消防系统，打破信息孤岛。

2.4 应用层：智能监控与运维管理

应用层面向运维人员和管理人员，提供就地显示、远程监控、报警通知、数据分析等功能，实现对消防水池液位的全流程智能化管理。

• 就地显示层：在消防泵房或水池附近配置智能数显仪（如WH6系列），实时显示液位数值、报警阈值及设备运行状态，支持声光报警功能。当水位异常时，数显仪立即发出声光警报，方便现场巡检人员第一时间发现并处置问题。

• 控制室监控层：在消防控制室设置高清显示终端，与消防主机联动，实时同步显示各消防水池的液位数据、设备运行状态及报警信息。当发生水位异常时，终端立即弹出报警弹窗，并触发集中声光报警，提醒值班人员及时响应。同时，系统支持视频联动功能，可自动弹出对应水池区域的监控画面，辅助值班人员快速确认警情。

• 远程管理平台：搭建智慧消防云平台，支持通过电脑客户端、手机APP远程访问。平台具备数据存储、历史曲线查询、报表生成、多用户权限管理等功能：可存储15万组以上水位和温度数据，方便运维人员追溯历史运行情况；生成日、周、月液位变化报表，为设备维护和水质管理提供数据支撑；支持多角色权限设置，不同部门人员可根据权限查看相关数据，实现协同管理。此外，平台具备多重报警通知功能，当水位异常时，可通过短信、邮件、APP推送等方式通知相关运维人员，确保响应及时。

三、关键设备选型

设备选型严格遵循“合规性、可靠性、精准性、适配性”原则，优先选用通过消防认证、具备丰富交通枢纽项目应用案例的产品，确保系统稳定运行并顺利通过消防验收。

设备类型	推荐产品	核心参数	选型理由
主液位传感器	WH311系列投入式静压液位计	精度±0.1%FS，IP68防护，4-20mA输出，传输距离5000米，-20℃~80℃工作温度	符合GB50974-2014规范，信号稳定，抗干扰能力强，具备三重防雷功能，适配机场高铁站复杂环境，多个地标项目应用案例
备用液位传感器	罗斯蒙特3300系列导波雷达液位计	精度±1mm，IP68防护，非接触测量，-40℃~85℃工作温度	精度极高，不受水体杂质影响，适合大型水池深度监测，作为冗余备份提升系统可靠性
就地数显仪	WH6系列智能数显仪	支持4-20mA/RS485信号，声光报警，中文显示，IP65防护	与WH311传感器完美适配，显示直观，操作便捷，可直接集成至消防泵房控制面板
PLC/RTU	西门子S7-1200系列PLC	多接口扩展，支持Modbus协议，抗电磁干扰，工业级防护	可靠性高，与消防系统兼容性好，具备强大的数据处理和联动控制能力
无线传输模块	WH311-NB-IoT无线液位计	NB-IoT通信，电池续航3-5年，IP68防护，数据上传间隔可设置	无需布线，安装便捷，适合布线困难的区域，作为有线传输的备份
智慧消防平台	力安科技智慧消防云平台	支持多点位集中监控，数据存储、报表生成、APP推送，多权限管理	功能全面，可与现有消防系统无缝对接，支持二次开发，适配机场高铁站多部门协同管理需求

四、系统核心功能

4.1 实时精准监测

系统24小时不间断采集消防水池液位数据，通过就地数显仪、消防控制室终端、远程云平台三重渠道实时显示，测量精度≤±1cm，就地与远程显示一致性误差＜1cm，确保运维人员随时掌握水位状态。

4.2 多重报警响应

当水位超出预设高、低阈值时，系统立即触发多重报警：就地数显仪发出声光报警；消防控制室显示终端弹出报警弹窗并触发集中声光报警；远程云平台通过短信、邮件、APP推送等方式通知运维人员，确保报警信息无遗漏，响应时间≤30s。同时，系统记录报警时间、水位数值等信息，便于后续追溯。

4.3 智能联动控制

系统支持与消防主机、补水泵系统联动：当水位低于低水位阈值时，自动触发补水泵启动，开始补水；当水位达到正常水位时，自动控制补水泵停止，实现自动补水闭环控制，减少人工干预。此外，系统可将报警信号接入消防主机，纳入整个消防系统的联动响应体系，提升应急处置效率。

4.4 数据追溯与分析

云平台具备强大的数据存储和分析功能，可存储1年以上的液位历史数据，生成日、周、月、年液位变化曲线和报表。运维人员可通过平台查询历史数据，分析水位变化趋势，预判补水需求，为设备维护和水质管理提供数据支撑。

4.5 多权限协同管理

系统支持多用户、多角色权限管理，可根据机场高铁站的运维架构，为消防部门、运维部门、管理部门等不同角色设置不同的访问权限，确保数据安全。同时，平台支持多人同时在线查看，便于多部门协同处置突发情况。

4.6 故障自诊断与冗余保障

系统具备设备故障自诊断功能，可实时监测传感器、传输链路、PLC等设备的运行状态，当设备出现故障（如传感器信号中断、传输线路故障）时，立即触发故障报警，并自动切换至备用设备或备份传输链路，确保监测不中断。此外，就地机械式磁翻板液位计可作为最终备份，保障极端情况下仍能查看水位。

五、实施与运维保障

5.1 施工实施要点

• 传感器安装：投入式液位计探头应安装在水池远离进水口、出水口的位置，避免水流冲击导致数据波动；安装深度应覆盖水池全量程，确保最低水位和最高水位均能准确监测；探头与电缆连接处需做好密封处理，避免进水损坏设备。

• 布线规范：有线传输采用屏蔽双绞线，布线过程中避免与强电线路平行敷设，若必须交叉需保持垂直交叉，减少电磁干扰；电缆接头处采用防水密封接头，做好防雷接地处理，接地电阻≤4Ω。

• 系统联调：施工完成后，进行系统联调测试，重点验证液位数据采集精度、报警响应时间、联动控制功能、远程传输稳定性等关键指标，确保符合规范要求和设计需求。

5.2 运维管理方案

• 定期校准：每半年对液位传感器进行一次校准，采用标准液位仪对比测试，确保测量精度符合要求；每年对系统整体性能进行一次全面检测，包括报警功能、联动功能、传输稳定性等。

• 日常巡检：运维人员每日通过远程平台查看液位数据，每周到现场巡检，核对就地数显仪、磁翻板液位计与远程平台数据的一致性，检查设备运行状态、电缆连接情况，及时发现并处理潜在问题。

• 故障处置：建立故障应急处置流程，当系统发出故障报警时，运维人员需在30分钟内响应，2小时内到达现场处置；对于重大故障，启动备用监测方案，确保消防水池液位监测不中断。

• 资料归档：建立完整的系统运维台账，记录设备型号、安装位置、校准记录、故障处置记录等信息，为系统长期稳定运行提供保障。同时，保留全套消防验收资料，包括产品资质证明、第三方检测报告、系统设计说明等，确保顺利通过消防验收。

六、方案优势与合规性说明

6.1 方案优势

• 高可靠性：采用双传感器冗余配置、有线+无线混合传输模式，具备故障自诊断和自动切换功能，确保系统24小时不间断运行，适配机场高铁站高可靠性要求。

• 精准性强：选用高精度液位传感器，测量误差≤±1cm，就地与远程显示一致性好，满足消防规范对液位监测精度的严格要求。

• 智能化程度高：实现自动监测、自动报警、自动补水、远程管理等功能，减少人工干预，提升运维效率，适配机场高铁站大型化、复杂化的管理需求。

• 兼容性好：支持与现有消防主机、建筑设备监控系统无缝对接，打破信息孤岛，实现消防系统一体化管控。

• 适配复杂环境：设备具备IP68高防护等级、三重防雷功能，能适应潮湿、腐蚀、强电磁干扰等复杂环境，确保在机场高铁站特殊场景下稳定运行。

6.2 合规性说明

本方案严格遵循《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50974-2014）《消防设施通用规范》（GB55036-2022）等相关国家标准，所有选用设备均通过CE、FCC、RoHS等认证，具备第三方检测报告和消防验收所需的全套资质资料。系统实现的就地+远程双显示、高低水位报警、信号接入消防主机等功能，完全满足强制性条文要求，可确保顺利通过消防验收。

七、应用案例参考

本方案核心设备已成功应用于多个大型交通枢纽项目，例如深圳宝安国际机场、广州南站等。以永州机场为例，该项目采用WH311系列投入式静压液位计+罗斯蒙特导波雷达液位计的冗余配置，搭建“感知-传输-处理-应用”四层架构系统，实现对12个消防水池、8个高位水箱的集中监测。系统运行以来，液位监测精度稳定在±1cm以内，报警响应时间≤20s，成功实现自动补水联动控制，运维效率提升60%以上，顺利通过消防验收，为机场消防安全提供了可靠保障。