CN106621152A - 一种分布式供水消火栓管网控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种分布式供水消火栓管网控制系统，包括连接至消火栓管网的控制阀、控制单元和信号检测单元，所述控制阀用于控制消火栓管网重构，以在分布式供水单元和消火栓之间形成不同的供水路径；所述分布式供水单元有多个分布设置的供水单元组成；所述控制单元包括控制策略，用于根据信号检测单元获取的信号改变控制阀状态以获取所述供水路径。有益效果在于，通过消防管网将多个供水单元(水雾灭火水箱)连接到一起，并采用消火栓灭火的方式，相比于对水雾灭火水箱的独立使用具有有点如下：1、就同样的灭火需求而言，减少了水箱的使用量，降低了成本，应为更多的点位可以通过管道引水并采用消火栓灭火。

Description

一种分布式供水消火栓管网控制系统及控制方法

技术领域

本发明属于消防设备技术领域，涉及一种基于分布式供水系统的高可靠性消火栓管网控制系统，以及一种基于上述分布式供水系统的消火栓管网控制方法。

背景技术

消防技术作为公共安全的重要保障技术之一，正越来越被重视。随之而来的是消防技术面临的市场多样化以及各场景适用等问题。

比如，对于文物古建筑而言，随着旅游开发以及对文物古建筑安全的重视，引入消防系统显得尤为必要。但是文物古建筑等消防场景受其自身特殊性的限制，消防系统一方面外观上不能与环境有过大突兀感，另一方面，不能像大多数场景一样采用常规消火栓喷射灭火，通常采用水雾灭火的方式取代传统消火栓。

但是由于消防系统(包括消火栓)的搭建通常会破坏建筑物主体结构，因此对于类似文物古建筑的场合并非优选。因此独立式水雾灭火设备被研发应用，此类设备自带一定容量的水箱和喷射装置，被放置在火灾易发点位附近待命。也有不少消防环境由于缺少足够的水源建设常规消火栓，这种情况下考虑所述独立式水雾灭火设备也是不错的选择。

独立式水雾灭火设备虽然相比于传统消火栓能够节约不少水源，但是其缺陷任然是其水箱容量有限，如果火源较大或难以扑灭，将会在建设之初考虑采用大容量水箱以解决水源不足的问题。但是随之带来的问题是，大容量水箱成本更高，以及大容量水箱的工程安装体积大，安装位置受限，甚至很多环境无法使用。

采用分布式供水的管网式消火栓系统是本申请人提出过的一种解决方案，其引进的管网结构比传统管网更加复杂，且对过程控制要求较高，如果提供一种高效可靠的控制系统和方法，对于上述解决方案而言将是一项关键技术。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的独立式水雾灭火设备水箱容量有限等不足以及分布式供水的管网式消火栓系统控制问题，提出了一种分布式供水消火栓管网控制系统，以及基于所述系统的消火栓管网控制方法。

本发明的技术方案：一种分布式供水消火栓管网控制系统，其特征在于，包括连接至消火栓管网的控制阀、控制单元和信号检测单元，所述控制阀用于控制消火栓管网重构，以在分布式供水单元和消火栓之间形成不同的供水路径；所述分布式供水单元有多个分布设置的供水单元组成；所述控制单元包括控制策略，用于根据信号检测单元获取的信号改变控制阀状态以获取所述供水路径。

优选方案，所述信号检测单元包括用于检测消火栓的启用状态，所述控制策略包括第一控制策略，所述第一控制策略判定消火栓启用时，控制器输出控制信号启用与当前启用的消火栓供水路径最短的供水单元，并控制供水管网重构形成最短供水路径。

优选方案，所述控制策略包括第二控制策略，所述第二控制策略在判定同一时刻存在多处火灾和/或同时启用多个消火栓时，控制器输出控制信号控制多个供水单元以分别向所启用的多个消火栓供水。

优选方案，所述同时使用的不同的消火栓的供水路径之间相互隔离。

优选方案，所述信号检测单元包括供水单元状态检测组件，所述供水单元状态检测组件用于检测供水单元的当前水量和/或故障状态信号，控制策略根据检测到的信号判断是否启用备用供水单元和/或备用供水路径用作当前消火栓供水。

优选方案，所述控制策略包括第三控制策略，所述第三控制策略根据管道及控制阀安装情况计算供水路径；路径计算目标包括任一消火栓距离各供水单元的距离最短路径，和/或第一备用路径，和/或第一备用供水单元最短路径。

优选方案，所述控制系统包括单向止回阀，所述单向止回阀设置于供水管网只有单向水流流动的管道。

一种分布式供水消火栓管网控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、预设系统参数和控制策略；

S2、启动信号检测单元扫描程序，获取信号检测单元状态；

S3、根据信号检测单元信号和控制策略输出控制信号。

根据权利要求8所述的一种分布式供水消火栓管网控制方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下步骤：

S11、根据管网布置计算出各消火栓相对于各供水单元的所有供水路径；

S12、根据供水路径计算出生成所述路径的控制策略；

S13、设置供水路径选择策略，并生成相对于特定消火栓的距离最短供水路径、和/或默认备选供水路径；

S14、设置供水单元选择策略，并生成相对于特定消火栓的默认供水单元，和/或备用供水单元。

优选方案，所述供水单元选择策略包括比较全部路径后将最短路径对应的供水单元作为第一供水单元，将相邻的供水单元作为备用供水单元；所述最短路径作为默认供水路径。

本发明的有益效果在于，通过消防管网将多个供水单元(水雾灭火水箱)连接到一起，并采用消火栓灭火的方式，相比于对水雾灭火水箱的独立使用具有有点如下：1、就同样的灭火需求而言，减少了水箱的使用量，降低了成本，应为更多的点位可以通过管道引水并采用消火栓灭火；2、同一灭火需求点保障力度更大，独立式水箱仅能为单个灭火需求点提供单独的灭火需求，能提供的水量有限，本发明的系统可以为同一灭火需求点提供全系统所有的水箱水源支持，可以随时搭建起供水通道；3、多个火源可同时扑灭，通过系统控制，可灵活为各火源调配资源，并可将调配向各个火源的水源通过管网进行物理隔离等。本发明的控制系统是实现上述功能的关键因素之一，为系统的稳定运行、系统优化及成本降低提供了可执行方案。

附图说明

图1所示为本发明实施例的一种分布式供水消火栓管网控制系统原理图示；

图2所示为本发明实施例的一种分布式供水消火栓管网控制系统所控制的消火栓管网系统原理图示；

图3所示为本发明实施例的一种分布式供水消火栓管网控制系统中在特定消火栓和供水单元之间建立供水路径的控制原理图示；

图4所示为本发明实施例的一种分布式供水消火栓管网控制系统中对特定消火栓建立两组供水单元及多条供水路径的控制原理图示。

具体实施例

本发明的实施例是依据本发明的原理而设计，下面结合附图和以下具体实施例对本发明作进一步的阐述。

如图1、图2、图3及图4所示，本实施例的一种分布式供水消火栓管网控制系统，包括连接至消火栓管网的控制阀、控制单元和信号检测单元，所述控制阀用于控制消火栓管网3重构，以在分布式供水单元和消火栓2之间形成不同的供水路径4；所述分布式供水单元有多个分布设置的供水单元1组成；所述控制单元包括控制策略，用于根据信号检测单元获取的信号改变控制阀状态以获取所述供水路径。本实施例提供了一种对供水管网根据使用需求进行实时重构的控制策略，增加了系统的灵活性，提高了系统的相应速度，增加了灭火效率。对于火灾抢救，响应速度的提升显得尤为重要。消火栓管网可以设置为纵横交叉的棋盘结构，并在交叉点位设置控制阀，控制单元控制控制阀端口的开启和关闭以改变水流通过控制阀节点的流向，达到供水路径重构的目的。显然，不管是对于特定的消火栓与特定的供水单元之间还是任意两两节点之间，都可通过改变控制阀的状态实现多条供水路径的重构。图2示出了从供水单元1到消火栓2的三条供水路径4。图3所示为消火栓A处发出请求时，分别从供水单元C和供水单元D处建立的三条供水路径B。

需要说明的是，本实施例的棋盘式管网结构(平面拓扑结构)仅仅是为了说明本发明的原理而例举的实施例，不因理解为对本发明保护范围的限制。作为所述实施例的替换，本实施例还可以将供水管网设置为立体结构，以实现多层(如多楼层结构)分布式供水的管网式消火栓系统。

优选实施例方案，所述信号检测单元包括用于检测消火栓的启用状态，所述控制策略包括第一控制策略，所述第一控制策略判定消火栓启用时，控制器输出控制信号启用与当前启用的消火栓供水路径最短的供水单元，并控制供水管网重构形成最短供水路径。最短供水路径有利于水压保持、系统稳定，并能提高系统的相应速度。

优选实施例方案，所述控制策略包括第二控制策略，所述第二控制策略在判定同一时刻存在多处火灾和/或同时启用多个消火栓时，控制器输出控制信号控制多个供水单元以分别向所启用的多个消火栓供水。所述同时使用的不同的消火栓的供水路径之间相互隔离。根据需要启用不同的供水单元在保证输出效果的同时降低了系统资源浪费，隔离式控制避免了同时使用时对管网压力等参数的不利影响，进一步提高了系统的稳定性。

优选实施例方案，所述信号检测单元包括供水单元状态检测组件，所述供水单元状态检测组件用于检测供水单元的当前水量和/或故障状态信号，控制策略根据检测到的信号判断是否启用备用供水单元和/或备用供水路径用作当前消火栓供水。所述组件的设立为系统联动高效供水提供了技术支撑，是分布式供水的管网式消火栓系统的重要技术之一。

优选实施例方案，所述控制策略包括第三控制策略，所述第三控制策略根据管道及控制阀安装情况计算供水路径；路径计算目标包括任一消火栓距离各供水单元的距离最短路径，和/或第一备用路径，和/或第一备用供水单元最短路径。通过优化技术，提供资源得以优化，成本得以降低。

优选实施例方案，所述控制系统包括单向止回阀，所述单向止回阀设置于供水管网只有单向水流流动的管道。所述单向供水管是通过系统优化分析得出的，当然也可以将单向供水管道的数量作为管网优化的条件之一。单向供水管设置止回阀后就会简化控制阀的控制策略和硬件使用，有利于提高系统的稳定性并降低系统成本。

本实施例的一种分布式供水消火栓管网控制方法，包括以下步骤：

S1、预设系统参数和控制策略；

S2、启动信号检测单元扫描程序，获取信号检测单元状态；

S3、根据信号检测单元信号和控制策略输出控制信号。

优选实施例方案，所述步骤S1包括以下步骤：

S11、根据管网布置计算出各消火栓相对于各供水单元的所有供水路径；

S12、根据供水路径计算出生成所述路径的控制策略；

S13、设置供水路径选择策略，并生成相对于特定消火栓的距离最短供水路径、和/或默认备选供水路径；

S14、设置供水单元选择策略，并生成相对于特定消火栓的默认供水单元，和/或备用供水单元。

优选实施例方案，所述供水单元选择策略包括比较全部路径后将最短路径对应的供水单元作为第一供水单元，将相邻的供水单元作为备用供水单元；所述最短路径作为默认供水路径。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种分布式供水消火栓管网控制系统，其特征在于，包括连接至消火栓管网的控制阀、控制单元和信号检测单元，所述控制阀用于控制消火栓管网重构，以在分布式供水单元和消火栓之间形成不同的供水路径；所述分布式供水单元有多个分布设置的供水单元组成；所述控制单元包括控制策略，用于根据信号检测单元获取的信号改变控制阀状态以获取所述供水路径。

2.根据权利要求1所述的一种分布式供水消火栓管网控制系统，其特征在于，所述信号检测单元包括用于检测消火栓的启用状态，所述控制策略包括第一控制策略，所述第一控制策略判定消火栓启用时，控制器输出控制信号启用与当前启用的消火栓供水路径最短的供水单元，并控制供水管网重构形成最短供水路径。

3.根据权利要求1或2所述的一种分布式供水消火栓管网控制系统，其特征在于，所述控制策略包括第二控制策略，所述第二控制策略在判定同一时刻存在多处火灾和/或同时启用多个消火栓时，控制器输出控制信号控制多个供水单元以分别向所启用的多个消火栓供水。

4.根据权利要求3所述的一种分布式供水消火栓管网控制系统，其特征在于，所述同时使用的不同的消火栓的供水路径之间相互隔离。

5.根据权利要求1-4之任一项权利要求所述的一种分布式供水消火栓管网控制系统，其特征在于，所述信号检测单元包括供水单元状态检测组件，所述供水单元状态检测组件用于检测供水单元的当前水量和/或故障状态信号，控制策略根据检测到的信号判断是否启用备用供水单元和/或备用供水路径用作当前消火栓供水。

6.根据权利要求3所述的一种分布式供水消火栓管网控制系统，其特征在于，所述控制策略包括第三控制策略，所述第三控制策略根据管道及控制阀安装情况计算供水路径；路径计算目标包括任一消火栓距离各供水单元的距离最短路径，和/或第一备用路径，和/或第一备用供水单元最短路径。

7.根据权利要求3所述的一种分布式供水消火栓管网控制系统，其特征在于，所述控制系统包括单向止回阀，所述单向止回阀设置于供水管网只有单向水流流动的管道。

8.一种分布式供水消火栓管网控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、预设系统参数和控制策略；

S2、启动信号检测单元扫描程序，获取信号检测单元状态；

S3、根据信号检测单元信号和控制策略输出控制信号。

9.根据权利要求8所述的一种分布式供水消火栓管网控制方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下步骤：

S11、根据管网布置计算出各消火栓相对于各供水单元的所有供水路径；

S12、根据供水路径计算出生成所述路径的控制策略；

S13、设置供水路径选择策略，并生成相对于特定消火栓的距离最短供水路径、和/或默认备选供水路径；

S14、设置供水单元选择策略，并生成相对于特定消火栓的默认供水单元，和/或备用供水单元。

10.根据权利要求9所述的一种分布式供水消火栓管网控制方法，其特征在于，所述供水单元选择策略包括比较全部路径后将最短路径对应的供水单元作为第一供水单元，将相邻的供水单元作为备用供水单元；所述最短路径作为默认供水路径。