一、當前校園宿舍用電安全現狀

   校園用電安全問題是每一個學校最關心的問題，也是最難有效管理到位的問題。針對這一突出問題，每一個學校都竭盡全力進行用電安全改造、部署安全用電管理系統，但是由于用電不規范所引起的火災以及存在的安全隱患依然頻頻出現，尤其在學生宿舍。

1、學生宿舍用電安全隱患主要表現如下：

A. 學生不遵守宿管條例，擅自使用違禁電器，如：熱得快、電熱杯、電水壺、取暖器、電吹風等電加熱負載，在使用過程中由于疏忽大意導致宿舍內可燃物被燒而引起火災事故。

B. 在日常使用各類充電器、小功率加熱負載（如：烘鞋器，通常20W以下，此類用電器都不在日常功率限定范圍內）等過程中，由于長時間處于通電狀態，電器逐步氧化、熱量累積導致火災事故；這類火災隱患的特點是人員無法覺察、目前宿舍安全管理手段無法有效覆蓋，因此這類火災因素是最難防范的。

2、現有宿舍用電安全管理手段：

A. 限制功率管理：為了防止學生擅自使用大功率加熱電器，校方在宿舍供電線路的入線處安裝了功率（限流）限定裝置，當宿舍內總功率達到某一設定功率值，功率限定裝置斷電。隨著宿舍空調設備的加入，基于功率限定的管理方式在宿舍一進一出線路模式下已無法滿足安全管理需求。

B. 兩線制結合功率限定管理：空調在學生宿舍大量普及使用，使得一進一出功率限定管理模式被淘汰，為了使用新環境的用電安全管理，很多學校進行了一進一出向一進二出的線路方式改造，將空調單獨一路供電，另一路基于功率限定管理方式提供給宿舍其他日常用電。這一方式需要投入較高經費進行線路改造。同時，在另一路管理限定管理模式下，學生依然可以使用限定功率以下的違禁電器，火災隱患依然存在。如另一路的功率限定值設定過低，嚴重影響宿舍總體用電，功率限定值設置過高，對于宿舍內安全用電管理無效；如，設定值為800瓦，宿舍四臺電腦同時使用，外加照明，已經突破800瓦了；如果設定值為1500瓦，可以滿足學生在宿舍內的總體正常用電負荷，但是，基于這一的功率自由度，學生可以在宿舍使用1000瓦左右的加熱設備，而且1000瓦左右的加熱設備比比皆是。

C. 智能化用電安全管理：隨著校方對宿舍用電安全管理所存在的安全隱患的充分認識，某些高校已逐步采用了基于功率分段限定的智能化用電安全管理方式，這一套管理系統比早期的功率限定管理系統的優勢在于：它在限定宿舍總功率的同時，對每一次用電新增管理進行限定，當新增功率低于設定值，允許用電；當新增功率超過設定值，斷電。這一方式在一定程度上限制了學生使用大功率電器（如安全管理新增功率設置值為500瓦，每一次學生使用電器都必須低于500瓦，且多個電器不能同時上電，否則功率疊加瞬時突破500瓦導致斷電，在一定程度上對學生用電的便利產生了影響）。這一方式對于某些電器無法實現安全管理，如電吹風，打開一檔工作功率為200瓦，二擋為500瓦，從一檔調至二擋，新增管理為300瓦，無法觸及新增管理的門限值，不會受到管理系統的管制。同時，對于那些低功率（100瓦以下）的加熱型電器依然沒有有效管理到位。

      綜合以上分析，當前已經在各大高校使用的宿舍用電安全管理系統，必須結合線路改造來實施，針對一進一出的線路無法滿足實際需求。對于一進二出的環境，在一定程度上阻止了學生使用較高功率的違禁電器，但是對于低功率違禁電器無法有效實施限制，宿舍用電安全隱患很大程度上依然存在。同時，以上系統都無法提供實時管理監控，也缺乏對某些長期使用型電器（充電器）性能惡化的在線監測和判斷，這些因素也是當前宿舍火災引發的部分難以覺察因素。

二、基于人工智能的宿舍用電安全管理監控系統

1、系統介紹

     面向學生宿舍用電安全智能化監測與管理系統的主要功能就是防止學生在宿舍使用違禁發熱電器導致火災，一旦有宿舍違禁電器上電工作，系統能在10秒之內完成違禁電器的識別并進行斷電處理，實時快速地阻止宿舍違規用電行為，并且管理人員可以基于電腦客戶端在線檢查每一個房間的實時用電情況。該系統的最大特點是智能化在線識別所有違規負載，不僅僅依靠功率和電流限制的方式進行宿舍用電安全管理，同時具備智能化電器類型在線識別功能，能夠具體判斷當前用電器的類型，如屬于違禁電器即可斷電，如屬于正常允許范圍的用電器將不做處理，尤其針對已安裝空調且走線方式為一進一出的宿舍樓，在不需要進行線路改造的條件下可直接使用該套用電安全管理系統。

2、系統功能與技術優勢

A. 準確在線識別當前線路中工作的負載類型，根據安全管理設定，一旦偵測到違禁電器工作，迅速斷電。

B. 不再基于功率限定、功率增幅限定、功率區間段開放與限制管理等方式進行，而是基于智能識別電器類型的方式來判斷當時時刻線路中是否存在違禁電器工作，從而實施管制。

C. 基于云架構的電能監測平臺，可以實時顯示每一間宿舍的實時用電情況，管理人員可以基于在線觀測窗口實時檢查每一個宿舍當前及歷史用電情況，同時結合遠程在線監控功能實現實時控制。學生可以通過手機APP關注本宿舍的實時用電情況，包括：當前實時功率、本月已用電能消耗量、違規用電記錄等信息。為學生提供透明用電、安全用電服務。

D. 基于大數據分析、統計校園違規用電宿舍分布和時間段，為強化校園用電安全管理提供依據。

E. 學生通過APP可以在線查詢本宿舍電費余額、剩余用電量等信息，同時可以通過APP進行電費在線繳費。

圖1.用電安全監控平臺

3、面向校園用電安全管理系統可支持功能

4、系統運行簡介

      基于云架構模式，電能管理平臺接收來自底層電能監測終端采集的電量和功率、電流實時數據，對數據進行接收存儲、統計分類、并按照特定功能進行分解與處理，為用戶提供實時能耗數據和歷史各類能耗數據，結合用戶需求與管理要求，基于獨特的負荷分解技術與目標電器運行特征庫收集，對目標監測體系下的能耗情況進行精確評估并給出報告；從源頭上防止火災，確保用電安全。

圖2. 面向學生宿舍的智能用電安全在線管理系統部署示意圖

5、系統運行穩定性

     面向學生宿舍用電安全在線監控平臺已經進行了長達一年在線運行，系統各項功能正常、系統穩定性非常好，系統自身耗能量極低（單個監測終端約0.5瓦），系統供電方式為直接從市電線路獲取。已于2016年9月率先在江西工程學院渝水校區學生宿舍安裝投入使用，至今運行穩定，用電安全監控效果非常好，受到校方及后期管理人員高度認可。

6、相關資質及智能終端功能認證

      面向學生宿舍用電安全在線監控平臺所使用的監控終端具備精準計量、電能數據采集、電器類型智能識別與控制、網絡通信與云端交互等功能。其中精準計量符合國家計量標準1級要求。終端設計由武漢光谷光聯網科技有限公司智能終端研發團隊完成，終端的量產由專業電表生產公司承擔完成。光谷光聯網公司應用于學生宿舍電能安全監控的所有終端都具備國家計量1級精度要求。

7、系統安裝及施工

      系統安裝主要是智能監控終端的安裝，其安裝過程和方式與普通電能表、空氣開關等方式完全一樣，普通電工完全具備終端安裝能力。終端的聯網方式及功能配置在終端生產出廠前以設定，終端只需要在安裝完畢后上電自動運行，可自動完成網絡連接，并向監控平臺實時交互數據。