CN111882802A - 一种生物质安全管控智能一体化系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种生物质安全管控智能一体化系统，包括监测区数据采集终端、安全管控中心及云端；监测区数据采集终端包括温度监测采集终端、视频监测系统终端、火灾探测系统终端、门禁控制系统终端、自动消防炮终端，用于采集生物质料场的监测数据，并将采集的监测数据传输至安全管控中心；安全管控中心用于根据监测数据，进行料场堆垛温度动态监测及报警、视频监测、火灾自动探测报警、燃料和工作人员入场管控、人车交叉作业安全防护、消防炮自动灭火；所述云端用于存储有关生物质料场的监控信息。本发明能够实现对料场堆垛温度动态监测及报警、视频监测、火灾自动探测报警、燃料和工作人员入场管控、人车交叉作业安全防护、消防炮自动灭火。

Description

一种生物质安全管控智能一体化系统

技术领域

本发明属于智能化安全管控技术领域，尤其涉及一种生物质安全管控智能一体化系统。

背景技术

生物质发电厂不同于传统的火力发电厂，它多以秸秆、稻壳、木器厂废料、包装材料为燃料，发生火灾的风险远远高于火力发电厂。目前生物质料场在安全管控上还存在着诸多问题。例如，燃料堆垛测温方式具有不可控性，依赖人工测温和视频监控观察，发生外部火源点燃干料棚和堆垛的火灾时，无法及时发现火情；发生火灾时料场配备的人工消防栓反应时间较慢，扑灭火灾的难度较大；同时物料场作业车辆工作环境恶劣，粉尘大，驾驶员视距受限，容易因疲劳、盲区、倒车、转向造成人员发生刮擦、碰撞、碾压等恶性事故，存在较大的安全风险。

根据生物质电厂物料场消防管控的现状及存在的安全问题可以看出，仅有的一些消防设施相互独立，各系统的联络调度都需要人工完成，其效率较低，应急救援反应时间较长，并且无法第一时间得到现场准确数据；针对生物质燃烧特点，一旦发生火灾，火焰蔓延的速度很快，主要依靠人员根据接警情况，进行下一步工作的判断实施，很容易造成不必要的经济损失，所以具有一套完整的管理、监测、控制的统一的管控自动化系统平台是很有必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种生物质安全管控智能一体化系统，以解决上述技术问题。

本发明提供了一种生物质安全管控智能一体化系统，包括监测区数据采集终端、安全管控中心及云端；

所述监测区数据采集终端包括温度监测采集终端、视频监测系统终端、火灾探测系统终端、门禁控制系统终端、自动消防炮终端，用于采集生物质料场的监测数据，并将采集的监测数据传输至所述安全管控中心；

所述安全管控中心用于根据所述监测数据，进行料场堆垛温度动态监测及报警、视频监测、火灾自动探测报警、燃料和工作人员入场管控、人车交叉作业安全防护、消防炮自动灭火；

所述云端用于存储有关生物质料场的监控信息。

进一步地，所述安全管控中心包括燃料场安全集中管控中心主机、燃料场安全集中管控中心数据库、温度监测系统主机、视频监测系统主机、火灾探测系统主机、门禁控制系统主机、自动灭火系统主机；

所述燃料场安全集中管控中心数据库与所述燃料场安全集中管控中心主机连接，所述燃料场安全集中管控中心主机通过以太网中心交换机与所述温度监测系统主机、视频监测系统主机、火灾探测系统主机、门禁控制系统主机、自动灭火系统主机连接；

所述温度监测系统主机与所述温度监测采集终端连接，所述视频监测系统主机与所述视频监测系统终端连接，所述火灾探测系统主机与所述火灾探测系统终端连接，所述门禁控制系统主机与所述门禁控制系统终端连接，所述自动灭火系统主机与所述自动消防炮终端连接。

进一步地，该系统还包括生物质料场火灾预警消防子系统、生物质料场人机作业电子预警子系统、生物质料场存储监控可视子系统，所述生物质料场火灾预警消防子系统包括火灾预警消防主机，所述生物质料场人机作业电子预警子系统包括人机作业电子预警主机，所述生物质料场存储监控可视子系统包括料场存储监控主机；所述火灾预警消防主机、人机作业电子预警主机、料场存储监控主机与所述燃料场安全集中管控中心主机连接。

进一步地，所述生物质料场火灾预警消防子系统还包括与所述火灾预警消防主机连接的堆垛测温无线传输模块、火灾自动预警模块、电气火灾检测模块、消防预警报警模块、消防水压检测模块、防水隔离水幕模块、消防炮自动灭火模块、监控报警模块。

进一步地，所述温度监测采集终端为管式温度探测装置，所述堆垛测温无线传输模块与所述管式温度探测装置无线连接；所述火灾探测系统终端包括红外火焰探测器、紫外火焰探测器、图像型火灾探测器，所述火灾自动预警模块与所述红外火焰探测器、紫外火焰探测器、图像型火灾探测器连接；所述电气火灾检测模块通过电气火灾监控器与互感器连接，所述互感器包括剩余电流互感器、电流互感器、温度互感器；所述监控报警模块连接有液晶显示屏。

进一步地，所述生物质料场人机作业电子预警子系统包括车载微基站、定位微基站、电子识别标签，所述人机作业电子预警主机通过交换机与所述定位微基站连接，所述电子识别标签由工作人员携带；所述门禁控制系统终端包括门禁控制装置，所述人机作业电子预警主机与所述门禁控制装置连接；

所述定位微基站安装于生物质物料场，用于通过感应所述车载微基站或电子识别标签得到该车载微基站或电子识别标签距离定位微基站的距离，并经过所述交换机将距离数据传输至所述人机作业电子预警主机，经数据处理后得出作业车辆和工作人员的精准位置，并将所述位置信息在所述人机作业电子预警主机及燃料场安全集中管控中心主机显示，当所述距离小于设定时，通过所述人机作业电子预警主机、载微基站、电子识别标签发出报警信息。

所述门禁控制装置用于通过获取并验证进入生物质料场的车辆和人员的身份信息，对进入生物质料场的车辆和人员进行智能管理。

进一步地，所述生物质料场存储监控可视子系统还包括与所述料场存储监控主机连接的液晶显示屏、声光报警器及监控装置；

所述监控装置用于获取生物质料场的监控信息，并将所述监控信息反馈至所述料场存储监控主机；

所述料场存储监控主机用于处理所述监控信息；

所述液晶显示屏用于显示所述监控装置监控的图像和数据信息；

所述声光报警器用于当出现火灾风险或安全隐患时发出报警信息，提醒工作人员及时排除风险和故障。

借由上述方案，通过生物质安全管控智能一体化系统，能够实现对料场堆垛温度动态监测及报警、视频监测、火灾自动探测报警、燃料和工作人员入场管控、人车交叉作业安全防护、消防炮自动灭火。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。

附图说明

图1为本发明生物质安全管控智能一体化系统的结构示意图；

图2为本发明生物质料场火灾预警消防子系统工作流程图；

图3为本发明堆垛无线测温原理图；

图4为本发明电气火灾预警原理图；

图5为本发明生物质料场自动消防炮工作原理图；

图6为本发明生物质料场人机作业电子预警子系统工作流程图；

图7为本发明人机交叉作业防撞原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参图1所示，本实施例提供了一种生物质安全管控智能一体化系统，包括监测区数据采集终端、安全管控中心及云端；

监测区数据采集终端包括温度监测采集终端、视频监测系统终端、火灾探测系统终端、门禁控制系统终端、自动消防炮终端，用于采集生物质料场的监测数据，并将采集的监测数据传输至安全管控中心；

安全管控中心用于根据监测数据，进行料场堆垛温度动态监测及报警、视频监测、火灾自动探测报警、燃料和工作人员入场管控、人车交叉作业安全防护、消防炮自动灭火；

云端用于存储有关生物质料场的监控信息(图像和数据信息)。

通过该生物质安全管控智能一体化系统可自动处理监测区数据采集终端传输的图像和数据信息，并将数据和数据信息存储到云端，根据处理结果与人为设定的值进行对比，自动生成控制指令，实现生物质安全智能管控。

在本实施例中，安全管控中心包括燃料场安全集中管控中心主机、燃料场安全集中管控中心数据库、温度监测系统主机、视频监测系统主机、火灾探测系统主机、门禁控制系统主机、自动灭火系统主机；

燃料场安全集中管控中心数据库与燃料场安全集中管控中心主机连接，燃料场安全集中管控中心主机通过以太网中心交换机与温度监测系统主机、视频监测系统主机、火灾探测系统主机、门禁控制系统主机、自动灭火系统主机连接；

温度监测系统主机与温度监测采集终端连接，视频监测系统主机与视频监测系统终端连接，火灾探测系统主机与火灾探测系统终端连接，门禁控制系统主机与门禁控制系统终端连接，自动灭火系统主机与自动消防炮终端连接。

在本实施例中，燃料场安全集中管控中心数据库用于存储和管控料场采集的数据信息，该数据信息是料场日常运维中记录信息的累积，不涉及敏感的经济数据和安全数据，可采用内网。

在本实施例中，CCTV系统主机(视频监测系统主机)，用于处理并显示视频监测系统终端传输的图像信息，并将管控中心的数据信息进行可视化呈现。

在本实施例中，自动灭火系统主机用于控制布置在料场的自动消防炮终端，具备自动控制、现场应急手动控制、控制中心远程手动控制三种控制方式，可以满足各种操作需求。

在本实施例中，该系统还包括生物质料场火灾预警消防子系统、生物质料场人机作业电子预警子系统、生物质料场存储监控可视子系统，生物质料场火灾预警消防子系统包括火灾预警消防主机，料场人机作业电子预警子系统包括人机作业电子预警主机，料场存储监控可视子系统包括料场存储监控主机；火灾预警消防主机、人机作业电子预警主机、料场存储监控主机与燃料场安全集中管控中心主机连接。

参图2所示，生物质料场火灾预警消防子系统还包括与火灾预警消防主机连接的堆垛测温无线传输模块、火灾自动预警模块、电气火灾检测模块、消防预警报警模块、消防水压检测模块、防水隔离水幕模块、消防炮自动灭火模块、监控报警模块。

在本实施例中，温度监测采集终端为管式温度探测装置，堆垛测温无线传输模块与管式温度探测装置无线连接；火灾探测系统终端包括红外火焰探测器、紫外火焰探测器、图像型火灾探测器，火灾自动预警模块与所述红外火焰探测器、紫外火焰探测器、图像型火灾探测器连接；电气火灾检测模块通过电气火灾监控器与互感器连接，互感器包括剩余电流互感器、电流互感器、温度互感器；监控报警模块连接有液晶显示屏。

通过生物质料场火灾预警消防子系统可以实现火灾的自动预警和发现火灾自动灭火的功能。

参图3所示，堆垛测温无线传输模块具体工作方式如下：在生物质料场内每个堆垛的中间位置，分别安装20支管式温度探测装置，管式温度探测装置的规格长度为3m,测量堆垛的温度通过无线网关传输到火灾预警消防主机，然后火灾消防主机对数据进行处理并上传到终端数据库进行存储，当温度显示由火灾发生的可能时火灾预警消防主机会发生预警，并在主机上显示温度过高的管式温度探测装置的位置信息；安全管控中心也会发出报警，并控制喷淋装置对温度高的堆垛进行喷水降温。本实施通过无线传输的方式采集温度检测终端的温度信息，并判断温度是否超过设定的阀值，以作下一步指令，并将采集的温度信息传输到安全管控中心，具有测温装置安装、拆装简单方便，经济适用的特点，不影响燃料堆垛及生产的正常使用，系统运行维护的成本也很低。

参图4所示，电气火灾预警由温度互感器、电流互感器、剩余电流互感器通过温度效应和电磁感应测量生物质料场中电气线路的电气参数，然后将参数信息传递给监控探测器，监控探测器对参数信息进行初次处理，经放大电路、数模转换、微处理器对变化的幅值进行分析并与报警设定值进行比较，如果超出设定值则在发出报警信号，同时通过通信网络将电路信息输送到火灾预警消防主机中，再经火灾预警消防主机设备进一步识别、判定，当确认可能会发生火灾时，火灾预警消防主机启动语音播报和声光报警器并通过通信，同时在监控报警模块的液晶屏上显示火灾报警信息和对应的电气线路。

火灾自动预警的工作原理如下：红、紫外线传感火灾探测器运用多红外传感技术，使用三只具有窄带滤波的不同波长的红外传感器，其中一只传感器反映火焰信息的中心波长，另外两只传感器监视环境中的其它红外辐射，结合火焰的闪烁特征，通过高性能的微处理器和先进的数学算法模型进行运算分析，使得只有符合火焰特征的辐射频谱才会被确认为火警，其它因素形成的假火警信号则会被排除，可以做到精准预报火警；图像型火灾探测器由两路图像传感器分别采集现场的视频图像，一路可见光波段视频图像，一路近红外波段视频图像，通过探测器内部的图像编码器对图像信号进行数字编码，对图像数据进行分析，探测器内嵌入系列智能火灾识别算法，分别对探测器采集的两路图像信号进行识别，实时对监测区域的灰度变化、闪烁频率和运动模式等环境信息进行综合分析并得出图像特征的数学模型，当提取的图像特征符合火灾特征且达到一定的阈值时探测器进入火灾报警模式，并通过总线或干触点将火警信号上报到视频图像火灾管理主机和火灾报警控制器，视频图像火灾探测器对电弧焊、人工光源、自然光等具有较强的防误报功能；具有火灾探测报警和火灾视频监控两种功能；生物质料场消防主机是通过总线或干触点接收红外火焰探测器、图像火灾探测器发送的信息，并将这些信息进行处理，处理结果与设定值进行对比，用以做出下一步指令。

消防水压检测模块，包括消防水管道监测装置、数据采集器、导线，在消防栓上选取合适的位置安装监测装置，实时监测消火栓的压力情况和状态，数据采集器采集监测的数据，并通过导线将数据传输给生物质料场预警消防主机，及时反映消防设施设备的完好程度和故障率，数据出现问题，自动报警。

参图5所示，生物质料场自动消防炮灭火原理如下：一台自动消防炮灭火有一定的区域范围，安装多台自动消防炮将整个生物质料场全覆盖。一台消防炮上配有现场区域控制器，现场区域控制器上装有红、紫外复合探测组件，消防炮的炮头上装有摄像头。探测组件由摄像头和红紫外双波探测组件组成，摄像头将消防炮能够灭火区域范围内的图像传输给区域控制器，最终传输到预警消防主机上进行监控，红紫外双波探测组件可以探测到火源，并对火源惊醒水平方向和垂直方向的智能扫描，可以确定火源的两个方位，将信息通过现场区域控制器传输到控制主机；自动定位跟踪消防炮上面安装有摄像头和红紫外双波探测组件，将火灾探测、消防灭火、安全监控三大功能与一体，消防炮设有自动控制功能、现场应急手动功能和消防控制室远程手动控制，可以自动判断火源的远近距离，通过对阀门的控制，可以实现柱状或物状射水；控制主机是以CAN总线的方式管理现场区域控制器，可以通过视频系统查看现场火情，可以手动控制灭火装置进行灭火，可以实时记录现场信号并打印记录保存，能输出开关报警信号，可以实现远程启泵功能，并接受启泵反馈信号，通过接口同智能集中控制器互联；解码器是为消防炮提供电源并接收消防炮的各种信号，和消防炮之间的连线采用专用的配套线束，可以降低高空间接线的难度，解码器器是固定灭火系统和消防阀的驱动设备；电动阀门、水泵，其特征在于，控制消防炮的水流量。

防火隔离水幕模块包括火灾探测装置、火灾报警控制器、雨淋报警阀，火灾探测装置探测到火灾发生，火灾报警控制器发出报警声并启动雨淋报警阀开启水幕墙。

在本实施例中，生物质料场人机作业电子预警子系统包括车载微基站、定位微基站、电子识别标签，人机作业电子预警主机通过交换机与定位微基站连接，电子识别标签由工作人员携带；门禁控制系统终端包括门禁控制装置，人机作业电子预警主机与所述门禁控制装置连接；

定位微基站安装于生物质物料场，用于通过感应所述车载微基站或电子识别标签得到该车载微基站或电子识别标签距离定位微基站的距离，并经过交换机将距离数据传输至人机作业电子预警主机，经数据处理后得出作业车辆和工作人员的精准位置，并将位置信息在人机作业电子预警主机及燃料场安全集中管控中心主机显示，当距离小于设定时，通过人机作业电子预警主机、载微基站、电子识别标签发出报警信息。

门禁控制装置用于通过获取并验证进入生物质料场的车辆和人员的身份信息，对进入生物质料场的车辆和人员进行智能管理。通过门禁控制装置实现对料场入场的管控，质管人员和保安人员，通过扫描、拍摄、识别入场人员的身份证、驾驶证及行驶证等信息，通过门禁控制系统主机自动实时上传到安全管控中心；同时通过识别电子标签可以检测料场工作人员是否佩戴安全帽。

参图6所示，人机作业电子预警主机主要的工作流程为:根据生物质物料场的大小安装合适的定位微基站，本生物质料场安装4个定位微基站，每个定位微基站根据感应一个车载微基站或电子识别标签得到该车载微基站或电子识别标签的距离每个定位微基站的距离，经过交换机将数据传输给人机作业电子预警主机，经过大数据处理计算得出作业车辆和工作人员的精准位置，该位置信息实时的在人机作业电子预警主机和管控中心主机显示；门禁管控装置受生物质料场人机作业电子预警管理子系统控制，可以通过扫描、拍摄、识别电子识别标签、车牌号，将信息自动上传至生物质料场人机作业电子预警管理子系统，通过与存储的信息进行对比，自动做出下一步指令，这样可以智能管理进入生物质料场的车辆和人员。

参图7所示，车载微基站通过向另外的车载微基站和电子识别标签发射无线电波测量出作业车辆与作业车辆、作业车辆和工作人员的距离信息，当距离小于人机作业电子预警管理子系统设定的距离时，料场人机作业电子预警管理系统、作业车辆、电子识别标签都会发出声光报警。

在本实施例中，生物质料场存储监控可视子系统还包括与所述料场存储监控主机连接的液晶显示屏、声光报警器及监控装置；

监控装置用于获取生物质料场的监控信息，并将监控信息反馈至料场存储监控主机，可以被工作人员及时的掌控生物质料场内的所有情况；

料场存储监控主机用于处理监控信息，可供工作人员随时调出监控的画面；

液晶显示屏用于显示所述监控装置监控的图像和数据信息，如火灾监控、电气参数监控、水压监控、工作人员及作业车辆位置监控、各种水位水流量信息等；

声光报警器用于当出现火灾风险或安全隐患时发出报警信息，提醒工作人员及时排除风险和故障。

通过生物质安全管控智能一体化系统具有如下技术效果：

1)能够实现对料场堆垛温度动态监测及报警、视频监测、火灾自动探测报警、燃料和工作人员入场管控、人车交叉作业安全防护、消防炮自动灭火。

2)基于物联网技术的综合安全管控平台，利用局部网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、设备、人员和管控物品等通过新的方式连在一起，形成生物质料场人、物、环的相联，保障生物质电厂燃料财产安全和员工生命安全。

3)，采用纯B/S体系架构和各种先进计算机技术，最大限度的实现系统重用，并减少将来系统维护和扩展的难度及成本，从而达到系统的自由伸缩、流程自由配置的目的。并具有很好系统的扩展性，可以根据生物质料场需求添加其他应用主机和终端。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种生物质安全管控智能一体化系统，其特征在于，包括监测区数据采集终端、安全管控中心及云端；

所述监测区数据采集终端包括温度监测采集终端、视频监测系统终端、火灾探测系统终端、门禁控制系统终端、自动消防炮终端，用于采集生物质料场的监测数据，并将采集的监测数据传输至所述安全管控中心；

所述安全管控中心用于根据所述监测数据，进行料场堆垛温度动态监测及报警、视频监测、火灾自动探测报警、燃料和工作人员入场管控、人车交叉作业安全防护、消防炮自动灭火；

所述云端用于存储有关生物质料场的监控信息。

2.根据权利要求1所述的生物质安全管控智能一体化系统，其特征在于，所述安全管控中心包括燃料场安全集中管控中心主机、燃料场安全集中管控中心数据库、温度监测系统主机、视频监测系统主机、火灾探测系统主机、门禁控制系统主机、自动灭火系统主机；

所述燃料场安全集中管控中心数据库与所述燃料场安全集中管控中心主机连接，所述燃料场安全集中管控中心主机通过以太网中心交换机与所述温度监测系统主机、视频监测系统主机、火灾探测系统主机、门禁控制系统主机、自动灭火系统主机连接；

所述温度监测系统主机与所述温度监测采集终端连接，所述视频监测系统主机与所述视频监测系统终端连接，所述火灾探测系统主机与所述火灾探测系统终端连接，所述门禁控制系统主机与所述门禁控制系统终端连接，所述自动灭火系统主机与所述自动消防炮终端连接。

3.根据权利要求2所述的生物质安全管控智能一体化系统，其特征在于，还包括生物质料场火灾预警消防子系统、生物质料场人机作业电子预警子系统、生物质料场存储监控可视子系统，所述生物质料场火灾预警消防子系统包括火灾预警消防主机，所述生物质料场人机作业电子预警子系统包括人机作业电子预警主机，所述生物质料场存储监控可视子系统包括料场存储监控主机；所述火灾预警消防主机、人机作业电子预警主机、料场存储监控主机与所述燃料场安全集中管控中心主机连接。

4.根据权利要求3所述的生物质安全管控智能一体化系统，其特征在于，所述生物质料场火灾预警消防子系统还包括与所述火灾预警消防主机连接的堆垛测温无线传输模块、火灾自动预警模块、电气火灾检测模块、消防预警报警模块、消防水压检测模块、防水隔离水幕模块、消防炮自动灭火模块、监控报警模块。

5.根据权利要求4所述的生物质安全管控智能一体化系统，其特征在于，所述温度监测采集终端为管式温度探测装置，所述堆垛测温无线传输模块与所述管式温度探测装置无线连接；所述火灾探测系统终端包括红外火焰探测器、紫外火焰探测器、图像型火灾探测器，所述火灾自动预警模块与所述红外火焰探测器、紫外火焰探测器、图像型火灾探测器连接；所述电气火灾检测模块通过电气火灾监控器与互感器连接，所述互感器包括剩余电流互感器、电流互感器、温度互感器；所述监控报警模块连接有液晶显示屏。

6.根据权利要求5所述的生物质安全管控智能一体化系统，其特征在于，所述生物质料场人机作业电子预警子系统包括车载微基站、定位微基站、电子识别标签，所述人机作业电子预警主机通过交换机与所述定位微基站连接，所述电子识别标签由工作人员携带；所述门禁控制系统终端包括门禁控制装置，所述人机作业电子预警主机与所述门禁控制装置连接；

所述定位微基站安装于生物质物料场，用于通过感应所述车载微基站或电子识别标签得到该车载微基站或电子识别标签距离定位微基站的距离，并经过所述交换机将距离数据传输至所述人机作业电子预警主机，经数据处理后得出作业车辆和工作人员的精准位置，并将所述位置信息在所述人机作业电子预警主机及燃料场安全集中管控中心主机显示，当所述距离小于设定时，通过所述人机作业电子预警主机、载微基站、电子识别标签发出报警信息。

所述门禁控制装置用于通过获取并验证进入生物质料场的车辆和人员的身份信息，对进入生物质料场的车辆和人员进行智能管理。

7.根据权利要求3所述的生物质安全管控智能一体化系统，其特征在于，所述生物质料场存储监控可视子系统还包括与所述料场存储监控主机连接的液晶显示屏、声光报警器及监控装置；

所述监控装置用于获取生物质料场的监控信息，并将所述监控信息反馈至所述料场存储监控主机；

所述料场存储监控主机用于处理所述监控信息；

所述液晶显示屏用于显示所述监控装置监控的图像和数据信息；

所述声光报警器用于当出现火灾风险或安全隐患时发出报警信息，提醒工作人员及时排除风险和故障。

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