CN104794846A - 一种基于物联网的机车消防安全管控智能化系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种基于物联网的机车车载消防安全管控智能化系统，包括火灾报警网络服务器及通过通信装置可通信联接于火灾报警网络服务器的火灾探测器、火灾视频监控装置、火灾报警装置、灭火装置及火灾报警图形化管理平台；火灾探测器集成有烟感探测器、温度探测器和一氧化碳传感器；烟感探测器包括发射不同波长光谱的两烟感发射管，温度探测器包括分别探测定温和差温的两温度传感器；机车动力间的烟感探测器采用宽温型红蓝光双鉴型烟、尘分离探测器。本发明可实现铁路机车的消防安全信息化、智能化远程管理，可靠性高，能对机车内进行火灾实时监控及报警，发生火灾时，能及时提供相关运行数据及进行切实有效的灭火应急处理，可更好的保证机车运行安全。

Description

一种基于物联网的机车消防安全管控智能化系统及方法

技术领域

本发明涉及一种机车消防安全管控系统，特别是一种基于物联网的机车车载消防安全管控智能化系统。

背景技术

伴随着铁路的高速发展，安全运行始终是铁路永恒的主题。如何解决机车高速运行中的安全问题，尤其是机车防火安全和及时提供相关运行数据及远程应急处理成为新的课题。由于缺乏机车实时、多信息分析的防火系统，铁路管理部门每年需要花费大量人力、财力，用于防火安全及处理相关事故和纠纷。

在国内大部分的既有机车上，虽然近几年各地铁路局都陆续在各类机车自行增设了独立的火灾报警装置和视频监控装置，但这两种装置均处于分别运用的状态，且在机车恶劣环境条件的实际运用结果是存在易误报、老化周期快、故障率高等问题，特别在内燃机车动力间内的运用，受环境温度和风场的影响，至今尚未能形成切实有效的技术方案。

发明内容

本发明的主要目的是克服现有技术的缺点，提供一种可实现铁路机车的消防安全信息化、智能化远程管理，可靠性高，能可更好的保证机车运行安全的基于物联网的机车消防安全管控智能化系统及方法。

本发明采用如下技术方案：

一种基于物联网的机车车载消防安全管控智能化系统，包括有火灾报警网络服务器及通过通信装置可通信联接于火灾报警网络服务器的火灾探测器、火灾视频监控装置、火灾报警装置、灭火装置及火灾报警图形化管理平台。

进一步地，所述火灾探测器集成有烟感探测器、温度探测器和一氧化碳传感器；所述烟感探测器包括发射不同波长的光谱的两烟感发射管，所述温度探测器包括分别探测定温和差温的两温度传感器。

进一步地，所述机车动力间的烟感探测器采用宽温型红蓝光双鉴型烟、尘分离探测器，安装在远端常温区域，通过设置主动吸气管道将空气采样点直接设置在内燃机车动力间内，并形成一激光腔，所述烟感探测器包括安装于该激光腔内的两发射红、蓝不同波长的光波的激光发射管。

进一步地，所述火灾视频监控装置采用紫外视频火焰复合探测器。

进一步地，所述火灾报警装置采用声光报警器。

进一步地，所述通信装置包括有用于火灾报警网络服务器与火灾探测器、火灾视频监控装置及火灾报警装置之间通信的3G无线网络模块。

进一步地，所述灭火装置与火灾报警网络服务器之间采用RS485通讯/开关量信号兼容模式进行通信。

进一步地，火灾报警图形化管理平台通过网关设备与火灾报警网络服务器进行通信。

进一步地，所述火灾报警网络服务器包括有控制器和人机交互单元。

一种基于物联网的机车消防安全智能化管控方法，包括以下步骤：

①通过火灾探测器实时检测烟雾及温升，通过火灾视频监控装置实时检测明火并进行视频监控；火灾探测器通过发射不同波长光谱的两烟感发射管分析探测空间空气中不同大小的烟气颗粒分布，有效区分火灾烟雾颗粒和灰尘颗粒，当检测到火灾烟雾颗粒时，输出火灾报警信号到控制器；通过分别探测定温和差温的两温度传感器进行温度探测，当空间环境达到火警温度和/或环境温度快速升温时，输出火灾报警信号到控制器；通过一氧化碳传感器对空气中的一氧化碳浓度进行测定，当检测到一氧化碳浓度超过设定警报值时，输出火灾报警信号到控制器；火灾视频监控装置检测到明火时，输出火灾报警信号到控制器；

②火灾报警网络服务器根据火灾探测器及火灾视频监控装置的探测结果进行火灾判定；判定条件可通过火灾报警网络服务器进行自由设定，可设定单一条件触发、多条件触发、或自由组合条件触发作为火灾判定依据；

③火灾报警网络服务器判定火灾发生时，通过火灾报警装置进行声光报警，并自动或手动启动灭火装置进行应急处理；

④通过火灾报警图形化管理平台对系统网络内的全部机车，以平面或立面图形直观地实时显示机车上各个装置的实际布点及实时状态指示，进行消防安全集中远程化管理。

由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

第一，通过3G无线通信技术将火灾探测器、火灾视频监控装置、火灾报警装置、灭火装置、火灾报警网络服务器、火灾报警图形化管理平台和消防安全管理操作人员及消防安全救援物资等关联在一起，构建人与物、物与物相联的消防安全体系，实现铁路机车的消防安全信息化、智能化远程管理；

第二，火灾探测器采用五物理量复合补偿，包括发射不同波长的光谱的两烟感发射管、分别探测定温和差温的两温度传感器和一一氧化碳传感器，可自由设定多条件触发、单一条件触发或自由组合触发，更适用于不同环境中实现无误报性火灾精确识别，可靠性更高；

第三，机车动力间的烟感探测器采用宽温型红蓝光双鉴型烟、尘分离探测器，安装在远端常温区域，通过设置主动吸气管道将空气采样点直接设置在内燃机车动力间内，解决了烟雾探测器电子元器件无法在超高温和超低温环境中长期应用的问题，同时，通过发射红、蓝不同波长的光波的两激光发射管，能有效区分烟雾颗粒和灰尘颗粒，减少误报，可靠性更高；

总之，本发明可实现铁路机车的消防安全信息化、智能化远程管理，且可靠性高，能对机车内进行火灾实时监控及报警，发生火灾时，能及时提供相关运行数据及进行切实有效的灭火应急处理，可更好的保证机车运行安全。

附图说明

图1是本发明具体实施方式的整体结构框图；

图2是本发明具体实施方式的消防安全物联网的整体架构图。

图中：1.火灾报警网络服务器，2.火灾探测器，20.一氧化碳传感器，21.第一烟感发射管，22.第二烟感发射管，23.定温温度传感器，24.差温温度传感器，3.火灾视频监控装置，4.火灾报警装置，5.灭火装置，6.网关设备，7.火灾报警图形化管理平台。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。

参照图1和图2，本发明的一种基于物联网的机车车载消防安全管控智能化系统，包括有火灾报警网络服务器1、通过3G无线网络模块可通信联接于火灾报警网络服务器1的火灾探测器2、火灾视频监控装置3及火灾报警装置4、采用RS485通讯/开关量信号兼容模式与火灾报警网络服务器1进行通信的灭火装置5及通过网关设备6与火灾报警网络服务器1进行通信火灾报警图形化管理平台7。所述火灾视频监控装置3采用紫外视频火焰复合探测器。所述火灾报警装置4采用声光报警器。所述火灾报警网络服务器1包括有控制器和人机交互单元，人机交互单元包括有显示模块和控制面板，所述控制器上设置有USB接口，控制器具有实时数据记录功能，可记录火警时间、火警状态描述、联动执行信息等，并通过显示模块进行显示，相关联动要求和报警、联动记录可通过控制器上的USB接口进行设置和下载。控制面板上设置有可手动发出灭火联动控制信号的操作按钮，包括声光报警信号、灭火延时、紧急启动、紧急停止、控制消防设备的启动、停止及运转。并且在机车的司机室安装有声光报警器，在司机操纵台设置有用于紧急启动灭火装置5和装置复位的按钮，可在外部紧急启动或停止灭火装置5。

所述火灾探测器2集成有烟感探测器、温度探测器和一个一氧化碳传感器20；所述烟感探测器包括发射不同波长的光谱的第一烟感发射管21和第二烟感发射管22，所述温度探测器包括分别探测定温和差温的定温温度传感器23和差温温度传感器24。

所述机车动力间的烟感探测器采用宽温型(-40℃～+105℃)红蓝光双鉴型烟、尘分离探测器，安装在远端常温区域，通过设置主动吸气管道将空气采样点直接设置在内燃机车动力间内，并形成一激光腔，激光腔工作温度可达-40℃～+60℃，当动力间内气温达到105℃时，采集的空气经过管道冷却后，可满足探测器工作温度的要求，解决了烟雾探测器电子元器件无法在超高温和超低温环境中长期应用的问题。所述烟感探测器包括安装于该激光腔内的两发射红、蓝不同波长的光波的激光发射管，能有效区分烟雾颗粒和灰尘颗粒，减少误报，可靠性更高。

参照图1和图2，本发明的一种基于物联网的机车消防安全智能化管控方法，包括以下步骤：

①通过火灾探测器实时检测烟雾及温升，通过火灾视频监控装置3实时检测明火并进行视频监控；火灾探测器2通过发射不同波长光谱的两烟感发射管分析探测空间空气中不同大小的烟气颗粒分布，有效区分火灾烟雾颗粒和灰尘颗粒，当检测到火灾烟雾颗粒时，输出火灾报警信号到控制器；通过分别探测定温和差温的两温度传感器进行温度探测，当空间环境达到火警温度和/或环境温度快速升温时，输出火灾报警信号到控制器；通过一氧化碳传感器20对空气中的一氧化碳浓度进行测定，当检测到一氧化碳浓度超过设定警报值时，输出火灾报警信号到控制器；火灾视频监控装置3检测到明火时，输出火灾报警信号到控制器；

②火灾报警网络服务器1根据火灾探测器2及火灾视频监控装置3的探测结果进行火灾判定；判定条件可通过火灾报警网络服务器1进行自由设定，可设定单一条件、多条件、或自由组合条件作为火灾判定依据；

③火灾报警网络服务器1判定火灾发生时，通过火灾报警装置4进行声光报警，并自动或手动启动灭火装置进行应急处理；控制器接收到火灾报警信号时，进行识别确认后，切换视频画面，输出声光报警信号，控制器可根据设定自动或手动方式启动灭火装置5进行灭火；当各防护区内任意一个探测器发出动作信号时，在显示模块上显示相应的指示灯信号和蜂鸣声，通知机车乘务员进行人工检查或视频检查，并采取相应的措施；当各防护区内任意两个探测器发出动作信号时，除在显示模块上显示相应的指示灯信号外，安装在司机室内的声光报警器发出声光报警信号，在经过短时间的延时(0～10s)后，触发灭火装置5动作，直接释放灭火剂进行灭火。灭火剂释放时，乘务员进行现场确认，确定是否开启相关的手动联动的操作功能，包括停车、报警或关闭本车，用另一端机车继续运行至前方车站等。

④通过火灾报警图形化管理平台7对系统网络内的全部机车，以平面或立面图形直观地实时显示机车上各个装置的实际布点及实时状态指示，进行消防安全集中远程化管理。

同时，本发明的系统装置具有自动巡检功能，当探测器发生故障、探测器网络连接线路短路或断路时，控制器能自动判别并将故障指示信号通过显示模块进行显示。且系统进行了防电弧设计，具有较强的抗电磁干扰能力。

上述仅为本发明的一个具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (10)

1.一种基于物联网的机车车载消防安全管控智能化系统，其特征在于：包括有火灾报警网络服务器及通过通信装置可通信联接于火灾报警网络服务器的火灾探测器、火灾视频监控装置、火灾报警装置、灭火装置及火灾报警图形化管理平台。

2.如权利要求1所述的一种基于物联网的机车车载消防安全管控智能化系统，其特征在于：所述火灾探测器集成有烟感探测器、温度探测器和一氧化碳传感器；所述烟感探测器包括发射不同波长的光谱的两烟感发射管，所述温度探测器包括分别探测定温和差温的两温度传感器。

3.如权利要求2所述的一种基于物联网的机车车载消防安全管控智能化系统，其特征在于：所述机车动力间的烟感探测器采用宽温型红蓝光双鉴型烟、尘分离探测器，安装在远端常温区域，通过设置主动吸气管道将空气采样点直接设置在内燃机车动力间内，并形成一激光腔，所述烟感探测器包括安装于该激光腔内的两发射红、蓝不同波长的光波的激光发射管。

4.如权利要求1所述的一种基于物联网的机车车载消防安全管控智能化系统，其特征在于：所述火灾视频监控装置采用紫外视频火焰复合探测器。

5.如权利要求1所述的一种基于物联网的机车车载消防安全管控智能化系统，其特征在于：所述火灾报警装置采用声光报警器。

6.如权利要求1所述的一种基于物联网的机车车载消防安全管控智能化系统，其特征在于：所述通信装置包括有用于火灾报警网络服务器与火灾探测器、火灾视频监控装置及火灾报警装置之间通信的3G无线网络模块。

7.如权利要求1所述的一种基于物联网的机车车载消防安全管控智能化系统，其特征在于：所述灭火装置与火灾报警网络服务器之间采用RS485通讯/开关量信号兼容模式进行通信。

8.如权利要求1所述的一种基于物联网的机车车载消防安全管控智能化系统，其特征在于：火灾报警图形化管理平台通过网关设备与火灾报警网络服务器进行通信。

9.如权利要求1所述的一种基于物联网的机车车载消防安全管控智能化系统，其特征在于：所述火灾报警网络服务器包括有控制器和人机交互单元。

10.一种基于权利要求1至9任一所述的基于物联网的机车车载消防安全管控智能化系统的机车消防安全智能化管控方法，其特征在于：包括以下步骤：

①通过火灾探测器实时检测烟雾及温升，通过火灾视频监控装置实时检测明火并进行视频监控；火灾探测器通过发射不同波长光谱的两烟感发射管分析探测空间空气中不同大小的烟气颗粒分布，有效区分火灾烟雾颗粒和灰尘颗粒，当检测到火灾烟雾颗粒时，输出火灾报警信号到控制器；通过分别探测定温和差温的两温度传感器进行温度探测，当空间环境达到火警温度和/或环境温度快速升温时，输出火灾报警信号到控制器；通过一氧化碳传感器对空气中的一氧化碳浓度进行测定，当检测到一氧化碳浓度超过设定警报值时，输出火灾报警信号到控制器；火灾视频监控装置检测到明火时，输出火灾报警信号到控制器；

②火灾报警网络服务器根据火灾探测器及火灾视频监控装置的探测结果进行火灾判定；判定条件可通过火灾报警网络服务器进行自由设定，可设定单一条件触发、多条件触发、或自由组合条件触发作为火灾判定依据；

③火灾报警网络服务器判定火灾发生时，通过火灾报警装置进行声光报警，并自动或手动启动灭火装置进行应急处理；

④通过火灾报警图形化管理平台对系统网络内的全部机车，以平面或立面图形直观地实时显示机车上各个装置的实际布点及实时状态指示，进行消防安全集中远程化管理。