CN110570707B - 基于逃生课程的模拟烟道系统及逃生训练方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及应急防护教学领域，公开了基于逃生课程的模拟烟道系统及逃生训练方法，系统包括由充气墙隔断形成通道本体，通道本体具有一个入口及出口，入口与出口之间连通有逃生通道，通道本体具有通入逃生通道内的烟雾通道，烟雾通道连接烟雾发生器，逃生通道内壁分布有方向指示灯；另外设有控制系统，控制系统包括：CPU、耦接于CPU的计时单元及两个耦接于计时单元的触发开关、耦接于CPU及计时单元的比对单元、水平均布于逃生通道内的红外线限高网、耦接于CPU的姿态报警单元、耦接于CPU的图像采集单元。本发明提供的技术方案能够及时针对学员的行为进行反馈，从而让学员自身及执教者及时了解学员对逃生知识的掌握情况。

Description

基于逃生课程的模拟烟道系统及逃生训练方法

技术领域

本发明涉及应急防护教学领域，尤其是涉及一种基于逃生课程的模拟烟道系统及逃生训练方法。

背景技术

在火灾发生时，很多人都表现的惊慌失措、无所适从，其主要原因在于缺乏火灾自救知识，不懂得如何在火灾发生时自救。

传统的消防教学多采用宣传资料、宣传画册等进行书面学习，除了缺乏趣味性和互动性以外，最重要的是学员缺乏实践经验，无法亲身体验火灾现场的环境，以及无法将所学的理论知识通过实践进行消化。

为了解决上述问题，授权公告号为CN205920678U的中国实用新型专利公开了一种模拟逃生烟道系统，其包括顶蓬、充气墙、入口、出口，入口和出口位于外围充气墙，系统内部还设有隔断充气墙，外围充气墙和隔断充气墙将模拟逃生烟道系统内部空间隔断，形成曲折的内部通道，通道内设有制烟装置以产生烟雾，在通道拐角、出口及入口前端还设有阻隔布帘。上述技术方案可用于模拟真实火场情况，用于消防演习。但是，该技术方案仅仅实现了火场情况的模拟，无法反馈学员对逃生知识的掌握情况。

发明内容

本发明的第一目的在于提供基于逃生课程的模拟烟道系统，其能够及时针对学员的行为进行反馈，从而让学员自身及执教者及时了解学员对逃生知识的掌握情况。

本发明提供的基于逃生课程的模拟烟道系统包括：

基于逃生课程的模拟烟道系统，包括通道本体，所述通道本体由充气墙隔断形成，所述通道本体具有一个入口及一个出口，所述入口与所述出口之间连通有逃生通道，所述通道本体具有通入所述逃生通道内的烟雾通道，所述烟雾通道连接烟雾发生器，所述逃生通道内壁沿其长度方向分布有方向指示灯；另外设有控制系统，所述控制系统包括：

CPU，中央处理器，执行逻辑运算及核心控制；

计时单元及两个耦接于计时单元的触发开关，计时单元耦接于CPU，计时单元响应于两个触发开关实现计时启闭；

比对单元，耦接于CPU及计时单元，CPU预先存储有时间阈值，比对单元将计时单元的时间信息与时间阈值比对，以期输出比对结果；

红外线限高网，水平均布于逃生通道内距离地面1.2m-1.5m位置处，且耦接于CPU；

姿态报警单元，耦接于CPU，响应于红外线限高网的触发；

图像采集单元，沿所述逃生通道长度方向分布，且耦接于CPU；

显示单元，耦接于CPU，以期输出比对单元的比对结果及图像采集单元采集的图像信息。

通过采用上述技术方案，计时单元用于统计学员从进入到走出通道本体的耗时，并与预先存储的标准用时范围进行比对，并通过显示单元将比对结果显示输出；红外线限高网安装于于逃生通道内距离地面1.2m-1.5m位置处，在人体超过该高度时触发姿态报警单元，从而提醒学员及时调整姿势。因此，上述技术方案能够及时针对学员的行为进行反馈，从而让学员自身及执教者及时了解学员对逃生知识的掌握情况。

在一些实施方式中，所述入口及出口处分别设有常闭门体，所述触发开关包括位于所述入口处的第一开关及位于出口处的第二开关；所述第一开关为入口门扇及门框上对应设置的触点；所述第二开关包括位于出口处朝向出口轴心方向的光电计数器及与光电计数器耦接的第一控制器。

通过采用上述技术方案，在打开入口门扇时即自动触发第一开关，第一开关触发后即触发计时单元开始计数，在走出出口时及触发光电计数器计数，在计数达到预设数量时触发计时单元停止计数，无需手动触发。

在一些实施方式中，所述入口与所述出口之间连通有至少两条逃生通道，所述通道本体内还具有若干与逃生通道连通的支路，所述支路有且仅有一个连通至逃生通道的通道口。

通过采用上述技术方案，不同分组之间可设定不同的路径方案，从而增加了训练的难度，提高了训练效果。

在一些实施方式中，所述方向指示灯为择一方向点亮多向灯；

所述方向指示灯耦接于所述CPU，所述控制系统还包括与所述CPU耦接的摇号单元，所述摇号单元预先存储与每条逃生通道唯一对应的标识码。

通过采用上述技术方案，实现了路径方案的随机性，从而增加了训练的难度，提高了训练效果。

在一些实施方式中，所述烟雾通道包括与所述烟雾发生器连接的主管道及与所述主管道连通且沿逃生通道和支路布设的支管道，所述主管道上设有控制阀，所述支管道分布有排烟口。

通过采用上述技术方案，通过一个烟雾发生器，既能实现整个通道本体的充烟，且支管道延伸至每条逃生通道和支路，从而提高了充烟效率及调了充烟的均匀性。

在一些实施方式中，所述逃生通道和支路内布设有烟雾传感器，所述烟雾传感器耦接有第二控制器，所述第二控制器与所述控制阀耦接。

通过采用上述技术方案，烟雾传感器实施检测通道本体内的烟雾浓度，并及时发送至第二控制器，实现了烟雾浓度的监控以及自动充烟功能。

在一些实施方式中，所述第二控制器耦接有烟雾报警单元。

通过采用上述技术方案，烟雾传感器实施检测通道本体内的烟雾浓度，并及时发送至第二控制器，在烟雾浓度超过预设阈值时启动烟雾报警单元，防止烟雾过量而对学员造成伤害。

在一些实施方式中，所述烟雾传感器位于距离地面1.2m-1.5m位置处。

由于浓烟比空气轻，所以浓烟均漂浮于通道本体1上部，1.2m-1.5m为人体弯腰时的高度范围，通过采用上述技术方案，将烟雾传感器固定于此高度能够监测人体接触位置的烟雾量，从而确保通道本体内的烟雾处于安全范围内。

本发明的第二目的在于提供使用上述基于逃生课程的模拟烟道系统的逃生训练方法，其不仅以实际体验加深火灾逃生理论，而且能够及时反馈学员对逃生知识的掌握情况，提高了学习效率，便于学员在面临真实火灾时做到迅速正确的逃生。

本发明提供的基于逃生课程的模拟烟道逃生训练方法，包括如下步骤：

S1：根据总人数对学员进行分组，按分组分批训练；

S2：每组在开始训练前向第一控制器输入该组实际人数；

S3：每组学员进入通道本体前先触发摇号单元，摇号单元生成一组标识码，并点亮该标识码对应的逃生通道内的方向指示灯，方向指示灯从入口指向出口方向；

S4：排在首位的学员打开入口门扇，用毛巾捂住口鼻并弯腰低头进入逃生通道，其余人员捂住口鼻并弯腰低头列队依次进入，且相邻学员之间依次牵引行进，直至最后一名学员进入后关闭入口门扇；

S5：学员依据方向指示灯的引导依次通过逃生通道，在通过逃生通道的过程中始终用毛巾捂住口鼻且低头弯腰，弯腰低头后的高度不高于红外线限高网。

通过采用上述技术方案，不仅以实际体验加深火灾逃生理论，而且能够及时反馈学员对逃生知识的掌握情况，提高了学习效率。

在一些实施方式中，

S3中，打开入口门扇时触发第一开关，第一开关触发计时单元开始计时；

S5中，学员通过出口时，依次触发光电计数器，光电计数器计数并将数量信息发送至第一控制器，第一控制器将数量信息与预先存储的实际人数进行比对，直至相等时触发计时单元停止计时。

综上所述，与现有技术相比，本发明提供的基于逃生课程的模拟烟道系统及逃生训练方法有益技术效果为：

1.通过计时单元统计学员从进入到走出通道本体的耗时，并与预先存储的标准用时范围进行比对；通过红外线限高网安装于于逃生通道内距离地面1.2m-1.5m位置处，在人体超过该高度时触发姿态报警单元，从而提醒学员及时调整姿势；从而能够及时针对学员的行为进行反馈，从而让学员自身及执教者及时了解学员对逃生知识的掌握情况；

2.通过设置多条逃生通道，并采用摇号单元实现路径方案的随机性，增加了训练的难度，提高了训练效果。

附图说明

图1为本发明公开的基于逃生课程的模拟烟道系统中通道本体的结构示意图；

图2为图1另一视角的结构示意图；

图3为图1所示的通道本体除去顶蓬后的结构示意图；

图4为图3中A部分的放大图；

图5为本发明公开的基于逃生课程的模拟烟道系统中烟雾探测部分的功能模块示意图；

图6为本发明公开的基于逃生课程的模拟烟道系统中控制系统的功能模块示意图；

图7为图1所示的通道本体中入口的结构示意图；

图8为图1所示的通道本体中出口的结构示意图。

图中，1、通道本体；11、充气墙；112、充气泵；113、出气口；12、顶蓬；10、逃生通道；101、入口；1011、入口门帘；102、出口；1021、出口门帘；103、支路；1041、主管道；410、控制阀；1043、排烟口；105、烟雾发生器；2、方向指示灯；3、控制系统；30、触发开关；301、第一开关；302、第二开关；3021、光电计数器；3022、第一控制器；31、计时单元；32、比对单元；33、红外线限高网；34、图像采集单元；35、显示单元；36、CPU；37、姿态报警单元；38、摇号单元；39、烟雾传感器；391、第二控制器；392、烟雾报警单元。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

本发明披露了基于逃生课程的模拟烟道系统，如图1和图2所示，包括通道本体1，通道本体1具有一个入口101及一个出口102，入口101和出口102处分别设有常闭门扇，入口101处的门扇为入口门帘1011，出口102处的门扇为出口门帘1021。如图3所示，入口101和出口102之间连通有至少两条逃生通道10（在本发明此实施方式中以三条为例，分别为路线M、L、N），通道本体1内还具有若干与逃生通道10连通的支路103，支路103有且仅有一个连通至逃生通道10的通道口。逃生通道10及支路103通过充气墙11隔断形成，因此，整个通道本体1均为充气墙11形成，所有充气墙11均连通设置，且如图2所示，通道本体1外墙壁开设有与充气墙11内部连通的充气口，充气口连接充气泵112。同时通道本体1外墙壁开设有出气口113。通道本体1顶部设有顶蓬12，位于通道本体1内部的充气墙11及顶蓬12内壁均涂覆黑色涂层，因此通道本体1内部不透光，。

如图2所示，充气墙11内设有烟雾通道（图中未示出），通道本体1外部设有烟雾发生器105，烟雾通道包括与烟雾发生器105连接的主管道1041，以及与主管道1041连通的支管道（支管道位于充气墙11内，因此图中未示出），其中支管道沿各条逃生通道10和支路103长度方向布设，主管道1041上设有控制阀410，支管道分布有通入逃生通道10和支路103的排烟口1043。

如图4所示，逃生通道10和支路103内布设有烟雾传感器39，为了方便收纳，烟雾传感器39通过魔术贴固定于充气墙11上，且距离地面1.2m-1.5m位置处。由于浓烟比空气轻，所以浓烟均漂浮于通道本体1上部，1.2m-1.5m为人体弯腰时的高度范围，所以将烟雾传感器39固定于此高度能够监测人体接触位置的烟雾量，从而确保通道本体1内的烟雾处于安全范围内。如图5所示，烟雾传感器39耦接有第二控制器391，第二控制器391与所述控制阀410耦接，同时第二控制器391耦接有烟雾报警单元392。第二控制器391预先存储有两个阈值，分别为安全阈值及危险阈值，且安全阈值小于危险阈值。烟雾传感器39发送实时烟雾浓度数据至第二控制器391，第二控制器391将接收的实时烟雾浓度数据与安全阈值及危险阈值进行比对：当烟雾浓度数据小于安全阈值时，第二控制器391发送开启控制阀410的指令，控制阀410开启以向通道本体1内充烟；当烟雾浓度数据大于安全阈值时，第二控制器391发送闭合控制阀410的指令，控制阀410闭合以停止充烟；当烟雾浓度数据大于危险阈值时，第二控制器391发送指令至烟雾报警单元392，烟雾报警单元392启动报警。

如图4所示，每条逃生通道10内壁沿其长度方向分布有方向指示灯2，在逃生通道10交汇处或逃生通道10与支路103交汇处必须设置方向指示灯2，为了方便收纳，方向指示灯2通过魔术贴固定于充气墙11上，方向指示灯2为多向灯，方向指示灯2不能同时点亮不同方向。

如图1所示，另外设有一控制系统3，如图6所示，控制系统3包括CPU36、耦接于CPU36的计时单元31、两个耦接于计时单元31的触发开关30，以及耦接于CPU36及计时单元31的比对单元32，其中：

CPU36为中央处理器，用于执行系统的逻辑运算及核心控制；

计时单元31响应于两个触发开关30实现计时启闭，并将计时信息发送至CPU36；

如图7和图8所示，触发开关30包括位于入口101处的第一开关301及位于出口102处的第二开关302，如图7所示，所述第一开关301为入口门帘1011及门框上对应设置的触点，如图8所示，所述第二开关302包括位于出口102处朝向出口102轴心方向的光电计数器3021及与光电计数器3021耦接的第一控制器3022。由于入口门帘1011与出口门帘1021为常闭门帘，因此，第一开关301为常闭开关，在打开入口门帘1011时触发第一开关301，第一开关301触发后触发计时单元31开始计时；在开始训练前必须先向第一控制器3022输入单词参加训练的学员实际人数，光电计数器3021对通过出口102的学员进行计数，并将数量信息发送至第一控制器3022，第一控制器3022将数量信息与预先存储的实际人数进行比对，直至数量信息与预先存储的实际人数相等时触发计时单元31停止计时；

比对单元32，接收计时单元31输出的计时信息，响应于CPU36的指令，CPU36中预先存储有时间阈值，比对单元32接收计时单元31输出的计时信息后将计时单元31的时间信息与时间阈值比对，并输出比对结果。

如图6所示，控制系统3还包括：显示单元35，显示单元35耦接于CPU36，计时单元31输出的计时信息以及比对单元32输出的比对结果可通过显示单元35输出显示。

如图6所示，方向指示灯2耦接于CPU36，CPU36中预先存储有每条逃生通道10的路径方案，每条路径方案均对应一组唯一的方向指示灯2点亮方案，控制系统3还包括与CPU36耦接的摇号单元38，摇号单元38预先存储与每条逃生通道10唯一对应的标识码，因此，可通过触发摇号单元38随机生成一组标识码，从而选择一条逃生通道10，摇号单元38将生成的标识码发送至CPU36，CPU36调取对应的路径方案，并点亮唯一的方向指示灯2。

如图6所示，控制系统3还包括每条逃生通道10内水平均布的红外线限高网33，红外线限高网33由多组红外发射-接收器组成，由于浓烟比空气轻，所以浓烟均漂浮于通道本体1上部，1.2m-1.5m为人体弯腰时的高度范围，所以如图4所示，红外线限高网33安装于距离地面1.2m-1.5m位置处，为了方便收纳，红外发射-接收器通过魔术贴固定于充气墙11上。如图6所示，红外线限高网33耦接于CPU36，另外，控制系统3还包括姿态报警单元37，姿态报警单元37与CPU36耦接，姿态报警单元37响应于红外线限高网33的触发。因此，当学员未安装正确姿势弯腰低头通过时会触发红外发射-接收器，从而触发姿态报警单元37及时提醒学员保持正确姿势。

如图6所示，控制系统3还包括图像采集单元34，图像采集单元34沿逃生通道10长度方向分布（图4中未示出），为了方便收纳，图像采集单元34通过魔术贴固定于充气墙11上，图像采集单元34耦接于CPU36，图像采集单元34采集的图像信息通过显示单元35输出显示。在本发明词实施方式中，图像采集单元34采用夜视摄像头，从而便于观察通道本体1内的实时状态。

本发明还披露了使用上述基于逃生课程的模拟烟道系统的逃生训练方法，包括以下步骤：

S1：根据总人数对学员进行分组，按分组分批训练；

S2：每组在开始训练前向第一控制器3022输入该组实际人数；

S3：每组学员进入通道本体1前先触发摇号单元38，摇号单元38生成一组标识码，并点亮该标识码对应的逃生通道10内的方向指示灯2，方向指示灯2从入口101指向出口102方向；

S4：排在首位的学员打开入口门帘1011，用毛巾捂住口鼻并弯腰低头进入逃生通道10，其余人员捂住口鼻并弯腰低头列队依次进入，且相邻学员之间依次牵引行进，直至最后一名学员进入后关闭入口101门扇；

在打开入口门帘1011时触发第一开关301，第一开关301触发计时单元31开始计时；

S5：学员依据方向指示灯2的引导依次通过逃生通道10，在通过逃生通道10的过程中始终用毛巾捂住口鼻且低头弯腰，弯腰低头后的高度不高于红外线限高网33，学员通过出口102时，依次触发光电计数器3021，光电计数器3021计数并将数量信息发送至第一控制器3022，第一控制器3022将数量信息与预先存储的实际人数人数进行比对，直至相等时触发计时单元31停止计时。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.基于逃生课程的模拟烟道系统，包括通道本体（1），所述通道本体（1）由充气墙（11）隔断形成，所述通道本体（1）具有一个入口（101）及一个出口（102），所述入口（101）与所述出口（102）之间连通有逃生通道（10），所述通道本体（1）具有通入所述逃生通道（10）内的烟雾通道，所述烟雾通道连接烟雾发生器（105），其特征在于，所述逃生通道（10）内壁沿其长度方向分布有方向指示灯（2）；另外设有控制系统（3），所述控制系统（3）包括：

CPU（36），中央处理器，执行逻辑运算及核心控制；

计时单元（31）及两个耦接于计时单元（31）的触发开关（30），计时单元（31）耦接于CPU（36），计时单元（31）响应于两个触发开关（30）实现计时启闭；

比对单元（32），耦接于CPU（36）及计时单元（31），CPU（36）预先存储有时间阈值，比对单元（32）将计时单元（31）的时间信息与时间阈值比对，以期输出比对结果；

红外线限高网（33），水平均布于逃生通道（10）内距离地面1.2m-1.5m位置处，且耦接于CPU（36）；

姿态报警单元（37），耦接于CPU（36），响应于红外线限高网（33）的触发；

图像采集单元（34），沿所述逃生通道（10）长度方向分布，且耦接于CPU（36）；

显示单元（35），耦接于CPU（36），以期输出比对单元（32）的比对结果及图像采集单元（34）采集的图像信息；

所述方向指示灯（2）为择一方向点亮多向灯；

所述方向指示灯（2）耦接于所述CPU（36），所述控制系统（3）还包括与所述CPU（36）耦接的摇号单元（38），所述摇号单元（38）预先存储与每条逃生通道（10）唯一对应的标识码。

2.根据权利要求1所述的基于逃生课程的模拟烟道系统，其特征在于，所述入口（101）及出口（102）处分别设有常闭门体（106），所述触发开关（30）包括位于所述入口（101）处的第一开关（301）及位于出口（102）处的第二开关（302）；所述第一开关（301）为入口（101）门扇及门框上对应设置的触点；所述第二开关（302）包括位于出口（102）处朝向出口（102）轴心方向的光电计数器（3021）及与光电计数器（3021）耦接的第一控制器（3022）。

3.根据权利要求2所述的基于逃生课程的模拟烟道系统，其特征在于，所述入口（101）与所述出口（102）之间连通有至少两条逃生通道（10），所述通道本体（1）内还具有若干与逃生通道（10）连通的支路（103），所述支路（103）有且仅有一个连通至逃生通道（10）的通道口。

4.据权利要求3所述的基于逃生课程的模拟烟道系统，其特征在于，所述烟雾通道包括与所述烟雾发生器（105）连接的主管道（1041）及与所述主管道（1041）连通且沿逃生通道（10）和支路（103）布设的支管道，所述主管道（1041）上设有控制阀（410），所述支管道分布有排烟口（1043）。

5.根据权利要求4所述的基于逃生课程的模拟烟道系统，其特征在于，所述逃生通道（10）和支路（103）内布设有烟雾传感器（39），所述烟雾传感器（39）耦接有第二控制器（391），所述第二控制器（391）与所述控制阀（410）耦接。

6.根据权利要求5所述的基于逃生课程的模拟烟道系统，其特征在于，所述第二控制器（391）耦接有烟雾报警单元（392）。

7.根据权利要求5所述的基于逃生课程的模拟烟道系统，其特征在于，所述烟雾传感器（39）位于距离地面1.2m-1.5m位置处。

8.使用权利要求5所述的基于逃生课程的模拟烟道系统的逃生训练方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：根据总人数对学员进行分组，按分组分批训练；

S2：每组在开始训练前向第一控制器（3022）输入该组实际人数；

S3：每组学员进入通道本体（1）前先触发摇号单元（38），摇号单元（38）生成一组标识码，并点亮该标识码对应的逃生通道（10）内的方向指示灯（2），方向指示灯（2）从入口（101）指向出口（102）方向；

S4：排在首位的学员打开入口（101）门扇，用毛巾捂住口鼻并弯腰低头进入逃生通道（10），其余人员捂住口鼻并弯腰低头列队依次进入，且相邻学员之间依次牵引行进，直至最后一名学员进入后关闭入口（101）门扇；

S5：学员依据方向指示灯（2）的引导依次通过逃生通道（10），在通过逃生通道（10）的过程中始终用毛巾捂住口鼻且低头弯腰，弯腰低头后的高度不高于红外线限高网（33）。

9.根据权利要求8所述的基于逃生课程的模拟烟道逃生训练方法，其特征在于，

S3中，打开入口（101）门扇时触发第一开关（301），第一开关（301）触发计时单元（31）开始计时；

S5中，学员通过出口（102）时，依次触发光电计数器（3021），光电计数器（3021）计数并将数量信息发送至第一控制器（3022），第一控制器（3022）将数量信息与预先存储的实际人数进行比对，直至相等时触发计时单元（31）停止计时。

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