一、当前校园宿舍用电安全现状

   校园用电安全问题是每一个学校最关心的问题，也是最难有效管理到位的问题。针对这一突出问题，每一个学校都竭尽全力进行用电安全改造、部署安全用电管理系统，但是由于用电不规范所引起的火灾以及存在的安全隐患依然频频出现，尤其在学生宿舍。

1、学生宿舍用电安全隐患主要表现如下：

A. 学生不遵守宿管条例，擅自使用违禁电器，如：热得快、电热杯、电水壶、取暖器、电吹风等电加热负载，在使用过程中由于疏忽大意导致宿舍内可燃物被烧而引起火灾事故。

B. 在日常使用各类充电器、小功率加热负载（如：烘鞋器，通常20W以下，此类用电器都不在日常功率限定范围内）等过程中，由于长时间处于通电状态，电器逐步氧化、热量累积导致火灾事故；这类火灾隐患的特点是人员无法觉察、目前宿舍安全管理手段无法有效覆盖，因此这类火灾因素是最难防范的。

2、现有宿舍用电安全管理手段：

A. 限制功率管理：为了防止学生擅自使用大功率加热电器，校方在宿舍供电线路的入线处安装了功率（限流）限定装置，当宿舍内总功率达到某一设定功率值，功率限定装置断电。随着宿舍空调设备的加入，基于功率限定的管理方式在宿舍一进一出线路模式下已无法满足安全管理需求。

B. 两线制结合功率限定管理：空调在学生宿舍大量普及使用，使得一进一出功率限定管理模式被淘汰，为了使用新环境的用电安全管理，很多学校进行了一进一出向一进二出的线路方式改造，将空调单路供电，另一路基于功率限定管理方式提供给宿舍其他日常用电。这一方式需要投入较高经费进行线路改造。同时，在另一路管理限定管理模式下，学生依然可以使用限定功率以下的违禁电器，火灾隐患依然存在。如另一路的功率限定值设定过低，严重影响宿舍总体用电，功率限定值设置过高，对于宿舍内安全用电管理无效；如，设定值为800瓦，宿舍四台电脑同时使用，外加照明，已经突破800瓦了；如果设定值为1500瓦，可以满足学生在宿舍内的总体正常用电负荷，但是，基于这一的功率自由度，学生可以在宿舍使用1000瓦左右的加热设备，而且1000瓦左右的加热设备比比皆是。

C. 智能化用电安全管理：随着校方对宿舍用电安全管理所存在的安全隐患的充分认识，某些高校已逐步采用了基于功率分段限定的智能化用电安全管理方式，这一套管理系统比早期的功率限定管理系统的优势在于：它在限定宿舍总功率的同时，对每一次用电新增管理进行限定，当新增功率低于设定值，允许用电；当新增功率超过设定值，断电。这一方式在一定程度上限制了学生使用大功率电器（如安全管理新增功率设置值为500瓦，每一次学生使用电器都必须低于500瓦，且多个电器不能同时上电，否则功率叠加瞬时突破500瓦导致断电，在一定程度上对学生用电的便利产生了影响）。这一方式对于某些电器无法实现安全管理，如电吹风，打开一档工作功率为200瓦，二挡为500瓦，从一档调至二挡，新增管理为300瓦，无法触及新增管理的门限值，不会受到管理系统的管制。同时，对于那些低功率（100瓦以下）的加热型电器依然没有有效管理到位。

      综合以上分析，当前已经在各大高校使用的宿舍用电安全管理系统，必须结合线路改造来实施，针对一进一出的线路无法满足实际需求。对于一进二出的环境，在一定程度上阻止了学生使用较高功率的违禁电器，但是对于低功率违禁电器无法有效实施限制，宿舍用电安全隐患很大程度上依然存在。同时，以上系统都无法提供实时管理监控，也缺乏对某些长期使用型电器（充电器）性能恶化的在线监测和判断，这些因素也是当前宿舍火灾引发的部分难以觉察因素。

二、基于人工智能的宿舍用电安全管理监控系统

1、系统介绍

     面向学生宿舍用电安全智能化监测与管理系统的主要功能就是防止学生在宿舍使用违禁发热电器导致火灾，一旦有宿舍违禁电器上电工作，系统能在10秒之内完成违禁电器的识别并进行断电处理，实时快速地阻止宿舍违规用电行为，并且管理人员可以基于电脑客户端在线检查每一个房间的实时用电情况。该系统的特点是智能化在线识别所有违规负载，不仅仅依靠功率和电流限制的方式进行宿舍用电安全管理，同时具备智能化电器类型在线识别功能，能够具体判断当前用电器的类型，如属于违禁电器即可断电，如属于正常允许范围的用电器将不做处理，尤其针对已安装空调且走线方式为一进一出的宿舍楼，在不需要进行线路改造的条件下可直接使用该套用电安全管理系统。

2、系统功能与技术优势

A. 准确在线识别当前线路中工作的负载类型，根据安全管理设定，一旦侦测到违禁电器工作，迅速断电。

B. 不再基于功率限定、功率增幅限定、功率区间段开放与限制管理等方式进行，而是基于智能识别电器类型的方式来判断当时时刻线路中是否存在违禁电器工作，从而实施管制。

C. 基于云架构的电能监测平台，可以实时显示每一间宿舍的实时用电情况，管理人员可以基于在线观测窗口实时检查每一个宿舍当前及历史用电情况，同时结合远程在线监控功能实现实时控制。学生可以通过手机APP关注本宿舍的实时用电情况，包括：当前实时功率、本月已用电能消耗量、违规用电记录等信息。为学生提供透明用电、安全用电服务。

D. 基于大数据分析、统计校园违规用电宿舍分布和时间段，为强化校园用电安全管理提供依据。

E. 学生通过APP可以在线查询本宿舍电费余额、剩余用电量等信息，同时可以通过APP进行电费在线缴费。

图1.用电安全监控平台

3、面向校园用电安全管理系统可支持功能

4、系统运行简介

      基于云架构模式，电能管理平台接收来自底层电能监测终端采集的电量和功率、电流实时数据，对数据进行接收存储、统计分类、并按照特定功能进行分解与处理，为用户提供实时能耗数据和历史各类能耗数据，结合用户需求与管理要求，基于的负荷分解技术与目标电器运行特征库收集，对目标监测体系下的能耗情况进行精确评估并给出报告；从源头上防止火灾，确保用电安全。

图2. 面向学生宿舍的智能用电安全在线管理系统部署示意图

5、系统运行稳定性

     面向学生宿舍用电安全在线监控平台已经进行了长达一年在线运行，系统各项功能正常、系统稳定性非常好，系统自身耗能量极低（单个监测终端约0.5瓦），系统供电方式为直接从市电线路获取。已于2016年9月在江西工程学院渝水校区学生宿舍安装投入使用，至今运行稳定，用电安全监控效果非常好，受到校方及后期管理人员高度认可。

6、相关资质及智能终端功能认证

      面向学生宿舍用电安全在线监控平台所使用的监控终端具备精准计量、电能数据采集、电器类型智能识别与控制、网络通信与云端交互等功能。其中精准计量符合国家计量标准1级要求。终端设计由武汉光谷光联网科技有限公司智能终端研发团队完成，终端的量产由专业电表生产公司承担完成。光谷光联网公司应用于学生宿舍电能安全监控的所有终端都具备国家计量1级精度要求。

7、系统安装及施工

      系统安装主要是智能监控终端的安装，其安装过程和方式与普通电能表、空气开关等方式一样，普通电工具备终端安装能力。终端的联网方式及功能配置在终端生产出厂前以设定，终端只需要在安装完毕后上电自动运行，可自动完成网络连接，并向监控平台实时交互数据。