CN110706445B - 一种用于高原环境自适应的机车火灾防控方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于高原环境自适应的机车火灾防控方法，一种用于高原环境自适应的机车火灾防控方法，包括以下步骤：S1、采集机车当前位置的海拔信息；S2、根据所述海拔信息调整机车的火灾信号的报警阈值；S3、采集机车内的火灾信号，并判断所述火灾信号是否大于所述报警阈值，若是，则基于预设的报警机制进行火灾报警处理。该通过对机车海拔高度的采集，调整报警阈值，保证了火灾预警的精确性。

Description

一种用于高原环境自适应的机车火灾防控方法
技术领域
本发明涉及机车消防控制领域，具体涉及用于高原环境自适应的机车火灾防控方法。
背景技术
近年来，随着我国机车的快速发展，人们对机车组的可靠性和安全性的需求越来越高。为了能够及时的发现机车上可能存在的火灾，现有的机车上布置有大量的火灾探测器，火灾防控系统控制装置采集火灾探测器的信号并根据接收的信号进行机车的火灾预警。然而，现有的火灾防控控制方法具有预警精度不高，尤其当应用于高原环境时，由于与平原地区环境差异较大更容易引起误报警或报警滞后的问题。
发明内容
本发明提出了一种用于高原环境自适应的机车火灾防控方法，降低了现有机车火灾预警不准确的问题。
本发明采用的技术手段如下：
一种用于高原环境自适应的机车火灾防控方法，包括以下步骤：
S1、采集机车当前位置的海拔信息；
S2、根据所述海拔信息调整机车的火灾信号的报警阈值；
S3、采集机车内的火灾信号，并判断所述火灾信号是否大于所述报警阈值，若是，则基于预设的报警机制进行火灾报警处理。
进一步地，所述S2中所述海拔信息与所述机车的火灾信号的报警阈值的关系为所述报警阈值随着海拔的增加而降低。
进一步地，所述报警机制为当所述火灾信号大于所述报警阈值时，进行火灾报警。
进一步地，所述报警机制为当所述火灾信号大于所述报警阈值时，延时t秒后再次采集机车内的火灾信号，并判断所述火灾信号是否大于报警阈值，若是，则进行火灾报警。
进一步地，还包括S4、在进行火灾报警时，根据灭火机制控制灭火执行子系统执行灭火。
进一步地，所述灭火机制为随着海拔的增加，减少灭火执行子系统的可控电磁阀的开启时间，进而减少灭火工质的喷放剂量。
进一步地，所述火灾信号包括起火环境温度和/或烟雾浓度。
与现有技术比较，本发明所述的用于高原环境自适应的机车火灾防控方法具有以下优点，通过采集机车的海拔信息并调整火灾报警阈值，降低了外界环境对机车火灾预警的影响，可以对机车运行在不同环境中进行精确的火灾预警，进而保证机车的安全。
附图说明
图1为本发明公开的用于高原环境自适应的机车火灾防控方法的流程图；
图2为本发明公开的用于高原环境自适应的机车火灾防控方法另一种实施例的流程图；
图3为机车火灾中烟雾浓度与海拔的关系曲线，同时包括修正后的报警阈值；
图4为本发明的一个实施例的具体示意图。
具体实施方式
如图1所示为本发明公开的用于高原环境自适应的机车火灾防控方法，包括以下步骤：
S1、采集机车当前位置的海拔信息；
S2、根据所述海拔信息调整机车的火灾信号的报警阈值；
S3、采集机车内的火灾信号，并判断所述火灾信号是否大于所述报警阈值，若是，则基于预设的报警机制进行火灾报警处理。
具体地，机车的当前位置的海拔信息可以通过火灾控制器与机车控制室进行数据传输进而直接获得机车的当前位置和海拔信息，也可以是通过微机网络系统传输而来的起始机务段、机车车速和机车行驶时间等信息，进而确定当前运行机车所处的铁路区段地理位置，并计算出机车当前的海拔高度。机车海拔信息的采集可以由控制子系统完成，控制子系统由控制器构成，负责接收机车微机网络系统传输而来的机车车速信息与机车当前位置信息，同时接收探测子系统传输而来的特征信号。
在本发明中所述火灾信号可以是起火环境温度和/或烟雾浓度，也可以根据需要采集其它火灾信号。
所述S2中所述海拔信息与所述机车的火灾信号的报警阈值的关系为所述报警阈值随着海拔的增加而降低。具体地，将机车运行的海拔划分为多个区间，并对每个区间设定一个报警阈值，在本实施例中，将机车运行的海拔区间分为5个区间段，分别是：0～1400m的平原区间；1401～2500m的高原Ⅰ区间；2501～4000m的高原Ⅱ区间；4001～5100m的高原Ⅲ区间；5100以上的超高原区间。当机车处于平原区间时，起火环境温度的报警阈值为T℃，烟雾浓度的报警阈值为R；当机车行驶至高原Ⅰ区间时，起火环境温度的报警阈值调整为T-5℃，烟雾浓度的报警阈值调整为R-5；当机车行驶至高原Ⅱ区间时，起火环境温度的报警阈值调整为T-15℃，烟雾浓度的报警阈值调整为R-15；当机车行驶至高原Ⅲ区间时，起火环境温度的报警阈值调整为T-25℃，烟雾浓度的报警阈值调整为R-22；当机车行驶至超高原区间时，起火环境温度的报警阈值调整为T-35℃，烟雾浓度的报警阈值调整为R-25。
随着海拔的不断升高，环境的平均温度不断降低，大气压力也不断降低，空气中的氧气逐渐稀薄，当火灾发生时，与平原地区相比，高海拔地区的火焰燃烧更加不充分，燃烧产物更复杂，火焰更加剧烈，蹿跳情况更明显。由于气压更低，可燃物的燃点也随之降低，可燃物更易燃烧，因此火灾起始温度值更低；由于空气稀薄，火灾伴随的烟气更加稀疏，烟雾消散的速度更快。因此，针对高原火灾的特殊情况，以不同海拔范围，设置梯度预警，修正温度及烟雾报警阈值，有利于高原火灾报警的可靠性，能够降低漏报错报，完善火灾报警系统。
如图3所示为火灾中烟雾浓度与海拔的关系曲线，从图中可以看出，随着海拔的增加，烟雾浓度降低(即图中燃烧峰时光电探测器输出数值)。
通过对海拔高度的分区，修正和确定不同海拔区域火灾温度的触发条件，通过火灾防控系统的策略判断当前火灾温度情况，修正海拔高度对火灾判断影响；
通过对海拔高度的分区，修正和确定不同海拔区域火灾烟气浓度的触发条件，通过火灾防控系统的策略判断当前火灾烟气浓度情况，修正海拔高度对火灾判断影响。
所述报警机制可以为当所述火灾信号大于所述报警阈值时，进行火灾报警。当在进行火灾报警时，可以进行人工灭火，如图2所示，也可以执行S4、根据灭火机制控制灭火执行子系统执行灭火。
灭火执行子系统由灭火工质(灭火剂)、灭火工质容器和灭火执行机构组成。灭火工质容器为特制的适用于机车空间的消防钢瓶，符合机车运用环境条件；灭火执行机构采用可控电磁阀，当灭火信息发送至灭火执行子系统时进行动作，可控电磁阀打开，将灭火工质施放到保护区域，完成灭火执行。
所述报警机制也可以为当所述火灾信号大于所述报警阈值时，延时t秒后再次采集机车内的火灾信号，并判断所述火灾信号是否大于报警阈值，若是，则进行火灾报警。通过延时一段时间，再次采集火灾信号并进行判断，可以减少火灾预警误报的几率，进一步提高火灾预警的准确性。
当本发明使用温度探测器进行起火环境温度检测时，当温感探测器监测到起火环境温度大于设定限值时，延时t秒后，再次检测起火环境温度，如果起火环境温度还大于设定限值时，则报警，如果起火环境温度小于设定限值时，则认为是干扰信号，不进行报警。
当本发明使用烟感探测器进行烟雾浓度检测时，当烟感探测器监测到烟雾浓度大于设定限值时，延时t秒后，再次检测烟雾浓度，如果烟雾浓度还大于设定限值时，则报警，如果烟雾浓度小于设定限值时，则认为是干扰信号，不进行报警。
当系统报警时，通过控制器的声光信号告知司机室电气间出现火情，同时进入倒计时，当司乘人员目视或通过机车车载防护系统(6A)人工确认火灾未发生时可以手动取消，系统记录为误报，并重置；当人员确认火情时可直接按下紧急启动开关启动灭火装置，当人员未操作且系统倒计时结束时，系统通过机车微机网络系统将电气间与电力牵引无关的设备供电停止，同时牵引系统降功降低车速，确保灭火剂在喷放过后不会因为短路仍然存在而产生二次火灾。
进一步地，所述灭火机制还可以为随着海拔的增加，减少灭火执行子系统的可控电磁阀的开启时间，进而减少灭火工质的喷放剂量。随着机车当前位置的海拔升高，机车中着火的情况不同，因此需要的灭火剂量会有所不同，本发明中，通过在不同的海拔高度更改可控电磁阀的开启时间，进而更改了灭火剂的喷射量，进而可以精确释放灭火剂，避免了灭火剂的浪费。在本实施例中，当机车处于平原区间时，根据保护区域空间和火灾特性，设定喷放灭火药剂Wkg；当机车行驶至高原Ⅰ区间时，将所需喷放剂量调整为0.85W kg；当机车行驶至高原Ⅱ区间时，将所需喷放剂量调整为0.74W kg；当机车行驶至高原Ⅲ区间时，将所需喷放剂量调整为0.61W kg；当机车行驶至超高原区间时，将所需喷放剂量调整为0.57W kg，相应的，可控电磁阀的开启时间与喷射剂量成正比关系，即可以相应的调整可控电磁阀的开启时间。系统通过确定当前海拔位置，自动计算防护区域在当前海拔下所需的灭火剂剂量，通过控制喷放时间实现精准灭火剂量释放，修正海拔高度对火灾判断影响。
实施例1
以下为采用本发明的方法的一个实施例，以格尔木至拉萨(格拉段)某高原内燃机车的电气间火灾防控系统为例：电气间具有大量的高低压器件，容易由于电器件的短路、拉弧等引发电气火灾，在电气间设置烟感探测器和温感探测器，如图4所示，以电气间空间区域信息确定灭火剂剂量为7kg。当机车确定从格尔木触发后，机车微机网络系统将机车行驶起点、行驶车速和行驶起动时间来确定机车当前行驶位置，例如机车早8点从格尔木机务段出发，用车速与系统时间积分，得到机车在中午11点行至德令哈站，德令哈海拔高度2980米，系统途径平原区间(0～1400m)、高原Ⅰ区间(1401～2500m)，当前处于高原Ⅱ区间，系统自动调整烟雾探测浓度为25、自动调整温度为80-15＝65℃，此时电气间发生器件短路引发火灾，烟雾达到25以上且温度超过65℃，系统报警，系统同时进入倒计时15秒，人员通过机车车载防护系统(6A)确认火情，让系统自动倒计时结束，系统根据高原区间确定灭火剂用量为0.74*7＝5.18kg新型环保灭火剂，得知设计喷射流量约为0.9kg/s，因此灭火机构驱动电磁阀得电打开6秒后关闭，精准控制剂量。灭火结束后系统继续监控当前防区温度信息，同时提示司乘人员不要打开柴油机间门，保证灭火浸渍时间为10分钟，10分钟后如果温度探测器不再报警，提示可以开门检修。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于高原环境自适应的机车火灾防控方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、根据机车的起始机务段、机车车速和机车行驶时间获得机车当前位置的海拔信息；
S2、根据所述海拔信息调整机车的火灾信号的报警阈值,所述海拔信息与所述机车的火灾信号的报警阈值的关系为所述报警阈值随着海拔的增加而降低；
S3、采集机车内的火灾信号，并判断所述火灾信号是否大于所述报警阈值，若是，则基于预设的报警机制进行火灾报警处理。
2.根据权利要求1所述的用于高原环境自适应的机车火灾防控方法，其特征在于：所述S2中所述海拔信息与所述机车的火灾信号的报警阈值的关系为所述报警阈值随着海拔的增加而降低。
3.根据权利要求1所述的用于高原环境自适应的机车火灾防控方法，其特征在于：所述报警机制为当所述火灾信号大于所述报警阈值时，进行火灾报警。
4.根据权利要求1所述的用于高原环境自适应的机车火灾防控方法，其特征在于：所述报警机制为当所述火灾信号大于所述报警阈值时，延时t秒后再次采集机车内的火灾信号，并判断所述火灾信号是否大于报警阈值，若是，则进行火灾报警。
5.根据权利要求3或4所述的用于高原环境自适应的机车火灾防控方法，其特征在于：还包括
S4、在进行火灾报警时，根据灭火机制控制灭火执行子系统执行灭火。
6.根据权利要求5所述的用于高原环境自适应的机车火灾防控方法，其特征在于：所述灭火机制为随着海拔的增加，减少灭火执行子系统的可控电磁阀的开启时间，进而减少灭火工质的喷放剂量。
7.根据权利要求1所述的用于高原环境自适应的机车火灾防控方法，其特征在于：所述火灾信号包括起火环境温度和/或烟雾浓度。
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