CN108079472A - 一种隧道无源自主型细水雾高效灭火系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隧道无源自主型细水雾高效灭火系统，包括：通信控制装置、中央监测控制平台、LED显示屏、隧道通风系统、高效水基灭火水箱、细水雾喷头、传感器监测装置、活性炭吸收层、视频监测装置。一旦确认火情属实，立即通知消防中心处置隧道火情，并在隧道2000米处LED显示屏上发布信息，提示车辆不能进入隧道。现场处置人员，可以通过中央监测控制平台，发送命令控制隧道内发生火情区域的灭火器动作和发送命令控制隧道内通风扇的打开。保证监测灵敏度和准确性和实施灭火的高效性，从而大大提高隧道内火灾发生处周围的安全性,使隧道内的生命和财产得到了极大的保障。

Description

一种隧道无源自主型细水雾高效灭火系统

技术领域

本发明涉及隧道交通安全防护领域，尤其涉及一种隧道无源自主型细水雾灭火系统。

背景技术

近10年来，由于不断增长的交通流量和路况改善以及运输物品的复杂性，增加了交通隧道的火灾风险，引发了不少严重的火灾事故。隧道火灾产生的原因大致有三种：1.由车辆本身起火或两车相撞所引起；2.由运输危险品的车辆爆炸、泄露所引发；3.由于隧道内的电气设备故障而发生。隧道火灾的主要特点和危害烟雾积量大，扩散快、隧道火灾发生具有随机性、道路堵塞重，不利于救援、火势发展快，不易控制。

现如今，针对隧道消防安全的措施分为以下几种：1.加强隧道图像监控以及人工值守；2.加强隧道车流量疏导管理；3.加强隧道排烟通风设施的建设。本发明中的隧道无源自主型细水雾灭火系统采用的消防措施可以实现无人值守监测，在监测到有火情发生时，可以实现自主灭火和灾情发布功能。

发明内容

为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种隧道无源自主型细水雾灭火系统。

本发明的目的，是为解决背景技术中存在的技术问题，提出一种无源自主型细水雾灭火系统，将隧道内的环境数据实时、准确的采集共享至后方中央监测控制平台，在监测到有火情发生时，可以实现自主灭火和灾情发布功能。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：一种隧道无源自主型细水雾高效灭火系统，包括：通信控制装置、中央监测控制平台、LED显示屏、隧道通风系统、水基灭火水箱、细水雾喷头、传感监测装置、活性炭吸收层、视频监测装置，中央监测控制平台与通信控制装置、LED显示屏、消防中心通过4G通信连接，视频监测装置与通信控制装置通过网线连接，传感监测装置与通信控制装置通过通过CAN线束连接，传感监测装置与水基灭火水箱通过有线连接，水基灭火水箱与细水雾喷头通过钢管连接，钢管为304钢管，活性炭吸收层放在通风系统处。传感监测装置由传感器电路单元、数据处理控制电路单元、细水雾灭火器驱动电路单元、CAN通信电路单元、GPS定位电路单元、电源管理电路单元组成；通信控制装置由CAN通信电路单元、控制器电路单元、4G通信电路单元、电源管理电路单元组成。

进一步地，所述的通信控制装置中的电源管理电路单元分别与CAN通信电路单元、控制器电路单元、4G通信电路单元连接。主控制器电路单元分别于电源管理电路单元、CAN通信电路单元、4G通信电路单元连接。传感监测灭火装置中的CAN通信电路单元把接收的信号通过CAN线束传送到通信控制装置的的CAN通信电路单元，CAN通信电路单元与控制器电路单元双向连接，控制器电路单元与4G通信电路单元双向连接。

所述的电源管理电路单元由电源变换电路、电源充电电路以及可充电的锂电池组成；电源管理电路单元在隧道供电系统没有断电的情况下，由隧道供电系统供电，并保证在隧道供电系统断电的情况下,可以由自带的锂电池供电。

所述的CAN通信电路单元，用于和传感器监测装置通信，保证通信的可靠性。

所述的控制器电路单元用于实现和传感器监测装置和中央控制平台、视频监测装置的通信控制以及控制电源管理电路的充放电过程。

所述的4G通信电路单元用于和中央控制平台的通信。

所述的视频监测装置用于监测隧道内相关区域并在相应的命令下对图像进行收集。

优选地，通信控制装置中的4G通信电路单元把从控制器接收的信号通过4G通信传送给后方的中央监测控制平台。

优选地，后方的中央监测控制平台发送命令给隧道通风系统控制其通风扇的打开与关闭，同时也控制着隧道口处LED显示屏的信息提示，它们通过4G通信连接。后方的中央监测控制平台也可发送查询隧道内环境信号到通信控制装置中的4G通信电路单元。中央监测控制平台也可发送信号到消防中心。

优选地，LED显示屏设置在隧道口2公里处，根据中央监测控制平台发送的告警信号在显示屏上发出安全告警信息提示来提醒即将进入隧道的车辆，在该过程中配合消防部门和交通管理部门进行分流，或者停止行驶。

优选地，活性炭吸收层放在通风通风系统处吸收空气中有毒颗粒。

优选地，传感监测装置由传感器电路单元、数据处理控制电路单元、细水雾灭火器驱动电路单元、CAN通信电路单元、GPS定位电路单元、电源管理电路单元组成。电源管理电路与所有电路连接。

优选地，传感器电路单元包括有烟雾、VOC、温度、火焰、CO2等多个类型的传感器。传感器电路单元的输出信号与数据处理控制电路单元的输入信号接入连接。

优选地，数据处理控制电路单元根据传感器电路单元输入的火灾报警信号发送给CAN通信电路单元、GPS定位电路单元。在通过视频监测装置确认火情发生后，传感器电路单元发送信号给细水雾灭火器驱动电路单元单元。

优选地，传感监测装置与水基灭火水箱有线连接。细水雾灭火器驱动电路单元控制水基灭火水箱的打开与关闭，在发生火灾时，直接控制水基灭火水箱的打开。

优选地，水基灭火水箱与细水雾喷头通过钢管连接，钢管为304不锈钢材质。

优选地，传感监测装置中的CAN通信电路单元通过CAN线束发送信号给通信控制装置的CAN通信电路单元。最终中央监测控制平台接收火灾报警信息经视频监测装置确认后发出各项控制命令。视频监测装置与通信控制装置通过网线有线连接，用于通过图像确认监测隧道内的安全状况。

所述隧道通风系统配有电池动力组和通信装置，在隧道发生火灾事故时，借助自身的通信装置接收中央监测控制平台的指令，启动通风系统，且可以不用依靠外部供电，使用自配的电池动力组自行供电启动通风系统工作。

所述水基灭火水箱采用无源驱动方式，通过气溶胶药柱在激发后产生气流驱动水箱内的灭火水基液体喷射出来，且能满足药柱的有效年限达到10年；

所述的水基灭火剂是一种混合液体，可以实现灭火效能，能够在零下40度以内工作，不会凝固；

所述的喷射方式是一种细水雾喷射，可以实现对A、C、E类火源产生灭火作用。

所述细水雾喷头和管道保证在喷射过程中的水压设计、防漏水、雾化效果和覆盖范围。

这样的技术，具有如下优点：通信控制装置安装在隧道进出口处，传感监测装于视频监测装置安装在隧道内。当隧道发生火情时，后方的中央控制平台可以通过4G通信和隧道通风系统，控制隧道排气扇装置的打开或者关断，且传感监测装置通过有线连接控制水基灭火水箱的打开进行细水喷雾高效灭火。隧道内通信由无线由CAN通信和网线组成，通信控制装置和外界通信由4G通信实现。当某个隧道发出告警信息时，后方的中央监测控制平台上相应的隧道代码变成红色。点击该红色提示，会直接调出该隧道的摄像监控画面以及隧道控上传的传感器监测数据及隧道对应的位置。一旦确认火情属实，立即通知消防中心处置隧道火情，并在隧道2000米处LED显示屏上发布信息，提示车辆不能进入隧道。现场处置人员，可以通过中央监测控制平台，发送命令控制隧道内发生火情区域的灭火器动作和发送命令控制隧道内通风扇的打开。保证监测灵敏度和准确性和实施灭火的高效性，从而大大提高隧道内火灾发生处周围的安全性,使隧道内的生命和财产得到了极大的保障。

附图说明

图1为一种隧道无源自主型细水雾高效灭火系统的系统原理图；

图2为一种隧道无源自主型细水雾高效灭火系统的系统原理框图。

图中：1、通信控制装置；2、中央监测控制平台；3、LED显示屏；4、隧道通风系统；5、水基灭火水箱；6、细水雾喷头；7、传感监测装置；8、活性炭吸收层；9、视频监测装置。

具体实施方式

参照图1-2，一种隧道无源自主型细水雾高效灭火系统，包括：通信控制装置1、中央监测控制平台2、LED显示屏3、隧道通风系统4、水基灭火水箱5、细水雾喷头6、传感监测装置7、活性炭吸收层8、视频监测装置9，中央监测控制平台2与通信控制装置1、LED显示屏3、消防中心通过4G通信连接，视频监测装置9与通信控制装置1通过网线连接，传感监测装置与通信控制装置1通过通过CAN线束连接，传感监测装置与水基灭火水箱5通过有线连接，水基灭火水箱5与细水雾喷头6通过钢管连接，钢管为304不锈钢材质，活性炭吸收层8放在通风系统处。传感监测装置由传感器电路单元、数据处理控制电路单元、细水雾灭火器驱动电路单元、CAN通信电路单元、GPS定位电路单元、电源管理电路单元组成；通信控制装置1由CAN通信电路单元、控制器电路单元、4G通信电路单元、电源管理电路单元组成。上述各电路单元均可由采用已有公知的电路技术组成、构成，具体电路图省略。

在本实施例中，包括：通信控制装置1、中央监测控制平台2、LED显示屏3、隧道通风系统4、水基灭火水箱5、细水雾喷头6、传感监测装置7、活性炭吸收层8、视频监测装置9。水基灭火水箱5、细水雾喷头6、传感监测装置7、活性炭吸收层8、视频监测装置9均放在隧道内，均匀分布，通信控制装置1在进出口处各放一个，设计合理，无需改变隧道内结构而能够对隧道内环境进行有效监控，并且当某个隧道发出告警信息时，后方的中央监测控制平台2上相应的隧道代码变成红色。点击该红色提示，会直接调出该隧道的摄像监控画面以及隧道控上传的传感器监测数据及隧道对应的位置。一旦确认火情属实，立即通知消防中心处置隧道火情，并在隧道2公里处LED显示屏3上发布信息，提示车辆不能进入隧道。现场处置人员，可以通过中央监测控制平台2，发送命令控制隧道内发生火情区域的灭火器动作和发送命令控制隧道内通风扇的打开，保证监测灵敏度和准确性和实施灭火的高效性，从而大大提高隧道内火灾发生处周围的安全性,使隧道内的生命和财产得到了极大的保障。

传感监测装置由传感器电路单元、数据处理控制电路单元、细水雾灭火器驱动电路单元、CAN通信电路单元、GPS定位电路单元、电源管理电路单元组成。传感器电路单元的输出与数据处理控制电路单元的输入连接，数据处理控制电路单元的与CAN通信电路单元的双向连接，且数据处理控制电路单元的输出与GPS定位电路单元、细水雾灭火器驱动电路单元的输入连接。电源电路单元与所有的电路单元相连，电源电路单元可适应宽范围的电压输入，为其提供稳定电源。且外部停电时，转换备用电源锂电池箱供电，确保了时时供电，实现了全天候实时监测功能。

进一步地，隧道内传感监测灭火装置中的传感器电路单元，工作时实时监测隧道内环境数据，并把数据信号发送到数据处理控制电路单元。其包括有：红外温度、烟雾、VOC、CO、CO2、火焰等多个类型的传感器。传感监测装置中的传感器电路单元与数据处理控制电路单元连接。

隧道内传感监测装置中的数据处理控制电路单元通过接收传感器的传感信号，来进行算法处理，以判断有有无火灾的发生。当火灾发生时，其发出火灾报警信号由CAN通信电路单元传送经CAN线束到隧道口的通信控制装置1中的CAN通信电路单元。同时传送告警信号到GPS定位电路单元。

为了提高传感监测装置的信号传输的稳定性与准确性，传感监测装置与通信控制装置1通过CAN线束连接。在通信控制装置1的具体设置方式中，包括：CAN通信电路单元、4G通信电路单元、控制器电路单元、电路管理电路单元。CAN通信电路单元与控制器电路单元双向连接，控制器电路单元与4G通信电路单元双向连接。电源电路单元与所有的电路单元相连，电源电路单元可适应宽范围的电压输入，为其提供稳定电源。且外部停电时，转换备用电源锂电池箱供电，确保了时时供电，实现了全天候实时采集传送功能。

进一步地，通信控制装置1中的CAN通信电路单元与传感监测装置的CAN通信电路单元双向连接。通信控制装置1中的CAN通信电路单元通过接收火灾告警信号发送到控制器电路单元，控制器电路单元再把采集到的数据信号发送到4G通信电路单元，4G通信电路单元把信号通过无线4G通信发送给后方的中央监测控制平台2。

后方的中央监测控制平台2当接收某个隧道发出告警信息时，后方的中央监测控制平台2上相应的隧道代码变成红色。点击该红色提示，会直接调出该隧道的摄像监控画面以及隧道控上传的传感器监测数据及隧道对应的位置。由监控画面一旦确认火情属实，立即通知消防中心处置隧道火情，并在隧道2000米处LED显示屏3上发布信息，提示车辆不能进入隧道。现场处置人员，可以通过中央监测控制平台2，发送命令控制隧道内发生火情区域的灭火器动作和发送命令控制隧道内通风扇的打开。保证监测灵敏度和准确性和实施灭火的高效性，从而大大提高隧道内火灾发生处周围的安全性,使隧道内的生命和财产得到了极大的保障。

具体实施方式：当后方的中央监测控制平台2当接收某个隧道发出告警信息时，后方的中央监测控制平台2上相应的隧道代码变成红，中央监测控制平台2会以4G通信发送查询信息到发生火灾的隧道口的通信控制装置1中的4G通信电路单元。4G通信电路单元发送信号到控制器电路单元。通信控制装置1与视频监测装置9通过网线有线连接,通信控制装置1把视频查询信号发送到隧道内火灾发生处附近的视频监测装置9中，视频监测装置9把火灾发生地的视频监监测画面信号发送到通信控制装置1中，由通信控制装置1把画面信号发送到后方的中央监测测平台。由监控画面一旦确认火情属实，立即经4G通信通知消防中心处置隧道火情，并由4G通信在隧道2000米处LED显示屏3上发布信息，提示车辆不能进入隧道。现场处置人员，可以通过中央监测控制平台2，经4G通信发送命令到通信控制装置1中的4G通信电路单元，由4G通信电路单元发送命令至控制器电路单元，控制器电路单元把命令信号由CAN通信电路单元经CAN线束发送到传感监测装置中的CAN通信电路单元，CAN通信电路单元把命令信号发送到数据处理控制电路单元，数据处理控制电路单元把命令发送至细水雾灭火器驱动电路，细水雾灭火器驱动电路控制水基灭火水箱5的打开，当确认灭火时控制其关闭水箱。水基灭火水箱5与细水雾喷头6通过304不锈钢管连接，水箱内融入有高效灭火剂，通过细水雾喷头6，把水基灭火水箱5内的水快速高效的以细水雾的形式喷淋出去，快速安全灭火。同时在火情发生时，中央监控屏平台以4G通信的方式发送命令到隧道通风系统4控制通风扇的打开，且在隧道通风系统4处，放置活性炭吸收层8吸收火灾发生时产生的有的颗粒，同时在通风扇工作时，它的作用主要是把隧道内火灾产生的CO、CO2等气体以及烟雾往外排的作用。隧道内的照明系统及视频监控装置与电源管理电路连接，电源电路单元可适应宽范围的电压输入，为其提供稳定电源。且外部停电时，转换备用电源锂电池箱供电，确保了时时供电，实现了全天候实时监测功能以及照明功能，便于火灾发生时隧道内人们安全逃生。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种隧道无源自主型细水雾高效灭火系统，包括：通信控制装置、中央监测控制平台、LED显示屏、隧道通风系统、水基灭火水箱、细水雾喷头、传感监测装置、活性炭吸收层、视频监测装置，其特征在于，中央监测控制平台与通信控制装置、LED显示屏、消防中心通过4G通信连接，视频监测装置与通信控制装置通过网线连接，传感监测装置与通信控制装置通过通过CAN线束连接，传感监测装置与水基灭火水箱通过有线连接，水基灭火水箱与细水雾喷头通过钢管连接，活性炭吸收层放在通风系统处；通信控制装置由CAN通信电路单元、控制器电路单元、4G通信电路单元、网络通信电路单元、电源管理电路单元组成；传感监测装置由传感器电路单元、数据处理控制电路单元、细水雾灭火器驱动电路单元、CAN通信电路单元、电源管理电路单元组成；水基灭火水箱由水箱、无源驱动药柱、水基灭火剂组成；活性炭吸收层在隧道通风系统工作时能滤除隧道内的有害气体，降低对人员的伤害；

所述通信控制装置中的电源管理电路单元分别与CAN通信电路单元、控制器电路单元、4G通信电路单元连接、网络通信电路单元；主控制器电路单元分别与电源管理电路单元、CAN通信电路单元、4G通信电路单元连接；

所述的电源管理电路单元由电源变换电路、电源充电电路以及可充电的锂电池组成；电源管理电路单元在隧道供电系统没有断电的情况下，由隧道供电系统供电，并保证在隧道供电系统断电的情况下,可以由自带的锂电池供电；

所述的CAN通信电路单元，用于和传感器监测装置通信，保证通信的可靠性；

所述的控制器电路单元用于实现和传感器监测装置和中央控制平台、视频监测装置的通信控制以及控制电源管理电路的充放电过程；

所述的4G通信电路单元用于和中央控制平台的通信；

所述的视频监测装置用于监测隧道内相关区域并在相应的命令下对图像进行收集；

所述中央监测控制平台通过和通信控制装置的信息交互，实时获取隧道内的安全状态信息，并在通信控制装置发出危险提示后，调取隧道内的图像信息进行隧道内安全状态确认；一旦确认有危险，联动消防部门和交通管理部门、开启隧道内的通风系统开启、向LED显示屏发出警示信息，阻止车辆继续进入前方隧道。

2.根据权利要求1所述的一种隧道无源自主型细水雾高效灭火系统，其特征在于，所述LED显示屏设置于隋道入口处2公里处，功能是隧道内的安装状态进行提示，一旦隧道内发生火灾等安全事故，LED显示屏会提示驶入隧道方向的车辆，在该过程中配合消防部门和交通管理部门进行分流，或者停止行驶。

3.根据权利要求1所述的一种隧道无源自主型细水雾高效灭火系统，其特征在于，所述隧道通风系统配有电池动力组和通信装置，在隧道发生火灾事故时，借助自身的通信装置接收中央监测控制平台的指令，启动通风系统，且可以不用依靠外部供电，使用自配的电池动力组自行供电启动通风系统工作。

4.根据权利要求1所述的一种隧道无源自主型细水雾高效灭火系统，其特征在于，所述水基灭火水箱采用无源驱动方式，通过气溶胶药柱在激发后产生气流驱动水箱内的灭火水基液体喷射出来，且能满足药柱的有效年限达到10年；

所述的水基灭火剂是一种混合液体，可以实现灭火效能，能够在零下40度以内工作，不会凝固；

所述的喷射方式是一种细水雾喷射，可以实现对A、C、E类火源产生灭火作用。

5.根据权利要求1所述的一种隧道无源自主型细水雾高效灭火系统，其特征在于，所述细水雾喷头和管道保证在喷射过程中的水压设计、防漏水、雾化效果和覆盖范围。

6.根据权利要求1所述的一种隧道无源自主型细水雾高效灭火系统，其特征在于，所述水基灭火水箱与细水雾喷头通过不锈钢管连接。

7.根据权利要求1所述的一种隧道无源自主型细水雾高效灭火系统，其特征在于，所述视频监测装置与通信控制装置通过网线有线连接；用于通过图像确认监测隧道内的安全状况。