CN111918464B - 一种高可靠消防应急照明和疏散指示系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高可靠消防应急照明和疏散指示系统，包括核心交换模块、多个应急照明控制器及回路扩展板；核心交换模块与FAS火灾报警系统通讯连接接收火警信息，与智慧消防物联网系统通讯连接接收控制指令信息以及向其发送各设备工作状态信息；多个应急照明控制器及回路扩展板分别与核心交换模块连接并通过其进行信息交互转换及指令调度；每个应急照明控制器负责不同区域，负责不同区域的回路扩展板挂载在对应区域的应急照明控制器下，每个回路扩展板通过多路CAN总线连接应急照明集中电源及灯具。另外，对于长线路带载灯具，本发明采用多个供电回路进行接力供电的方式。本发明可以满足特殊场合(如机场等)的消防要求，安全可靠性高。

Description

一种高可靠消防应急照明和疏散指示系统

技术领域

本发明涉及消防领域，特别是涉及一种消防应急照明和疏散指示系统。

背景技术

近年来火灾事故呈明显上升趋势，群死群伤事故时有发生，给国家和人民生命财产造成了极大的损失。由于现代的大型公共建筑结构独特性，通道长且复杂，建筑结构的追求的艺术感而带来的不规则性也使疏散通道蜿蜒曲折，发生火灾时，会造成人员不易及时安全疏散。

因此，现有技术中出现了集中控制型消防应急照明和疏散指示系统，该系统包括1个应急照明控制器，其作为控制器主机，在应急照明控制器下级设置有若干台分布在不同区域的应急照明集中电源(EPS)，还包括灯具，灯具包括应急照明灯具及消防疏散标志灯具(绿色箭头指向安全出口，灯具平时亮，指示方向可调整)，工作时，应急照明控制器接受FAS火灾报警系统的火警信息，然后发送指令给应急照明灯具，点亮应急照明灯具，应急照明灯具的电源来自应急照明集中电源；另外，消防疏散标志灯具也会根据应急照明控制器的命令调整指示方向。

但对于某些特殊应用场合，比如机场，其可能有2-3个消防中控室，其中，每个中控室中均设置有应急照明控制器，每个应急照明控制器分别负责管辖不同的区域，但是该类场所如果任意1个应急照明控制器出现故障，则其管辖区域将出现问题，影响现场消防疏散功能，将大大影响整个系统的安全运行。

另外，对于某些特殊应用场合，如机场配套地铁的隧道，需要进行长线路的灯具带载，国家要求10米1个灯具，而地铁线路较长，以2500千米长度计算，一条电源线需要带220盏灯，线路压降太大，会出现系统安全问题。而常规的做法是，一条电源线只带载200米，200米以后，加1个220V的电源转36V后重新供电，但地铁隧道里是不能设电源的，设置电源就需要维护，但地铁是从来都不停运的，没有维护时间，只有窗口期，没办法检修。

因此，如何提供一种适合特殊场合、安全性较高的高可靠消防应急照明和疏散指示系统，成为当前业界亟需改进的目标。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种适合特殊场合、安全性较高的高可靠消防应急照明和疏散指示系统。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种高可靠消防应急照明和疏散指示系统，包括核心交换模块、多个应急照明控制器及多个回路扩展板；所述核心交换模块与FAS火灾报警系统通讯连接接收其发送的火警信息，所述核心交换模块与智慧消防物联网系统通讯连接接收其发送的控制指令信息以及向其发送疏散指示系统中各设备工作状态信息；所述核心交换模块与多个应急照明控制器连接进行信息交互转换，所述核心交换模块与多个回路扩展板连接进行信息交互转换，所述多个应急照明控制器与多个回路扩展板通过核心交换模块进行信息交互转换及指令调度；每个应急照明控制器负责不同区域，负责不同区域的回路扩展板通过软件配置挂载在对应区域的应急照明控制器下，每个回路扩展板通过多路CAN总线连接应急照明集中电源及灯具。

作为本发明进一步地改进，所述多个应急照明控制器及多个回路扩展板与核心交换模块之间执行如下通讯转换协议：

负责第一区域的回路扩展板的数据上传至核心交换模块时，数据被重组为主数据包传至其对应的应急照明控制器，等待其对应的应急照明控制器下发确认收到信息及控制命令，同时将同样的数据重组为备份数据包，传至其余非其对应的应急照明控制器，进行数据备份及储存；如其对应的应急照明控制器不在线或者未接收到其对应的应急照明控制器下发的确认收到信息，则核心交换模块会将重组后的主数据包交换至下台应急照明控制器，以此类推，由下台应急照明控制器来进行此次数据的处理及命令下发；FAS火灾报警系统发送的火警信息，核心交换模块也将根据应急照明控制器的在线情况进行交换，如火警信息区域对应的应急照明控制器在线，信息将被交换至该控制器进行正常处理，下发控制命令，如对应控制器未在线，火警信息将被交换至下台控制器进行处理，下发控制命令。

进一步地，所述核心交换模块不停地与多个应急照明控制器进行心跳命令交换，确认各应急照明控制器是否在线。

进一步地，在所述核心交换模块上还设置有协议转码插件，所述协议转码插件用于处理与FAS火灾报警系统和智慧消防物联网系统的通讯协议的转换编解码，将FAS火灾报警系统的信息经过滤后仅发送火警信息至核心交换模块，同时与智慧消防物联网系统实现数据同步。

进一步地，所述核心交换模块采用冗余双电源模块，同时具备两路市电接口，接入电源的每路市电均由两个不同的变压器市电回路进行双电源切换后供电；所述核心交换模块采用两颗LPC54628嵌入式微处理器作为双CPU，双CPU之间通过串口连接互相监控工作状态，平时由其中一颗CPU来进行数据处理，当该CPU出现工作异常时，由另一颗CPU主动接管其数据工作，并同时复位故障CPU，尝试修复其故障，如不能修复则将故障信息推送至与其连接的所有应急照明控制器。

进一步地，所述核心交换模块设置在中央机房安全区，所述回路扩展板设置在区域机房安全区，两者之间通过以太网光纤连接；所述应急照明控制器设置在对应区域的消防中控室，消防中控室包括操作台图形显示装置，所述操作台图形显示装置通过以太网网线连接应急照明控制器，应急照明控制器通过以太网光纤连接核心交换模块。

进一步地，所述多个应急照明控制器上均设置有显示窗口，灯具设计为三级地址，所述显示窗口的信息显示方式为通道-回路-地址显示方式。

进一步地，所述消防应急照明和疏散指示系统为机场消防应急照明和疏散指示系统，所述应急照明控制器有3个，每个应急照明控制器挂载两个回路扩展板，每个回路扩展板通过4路CAN总线连接应急照明集中电源及灯具。

进一步地，对于安装在地铁隧道内的灯具，其布置长度为M米，所述灯具与其对应的应急照明集中电源之间设置有多个供电回路；其中第一供电回路的布置长度为m1米，在m1米中按每10米一盏灯具设置对应数量的灯具；第二供电回路的长度为m1+m2米，在前m1米不布置灯具，在后面的m2米按每10米一盏灯具设置对应数量的灯具；第三供电回路的长度为m1+m2+m3米,在前m1+m2米不布置灯具，在后面的m3米按每10米一盏灯具设置对应数量的灯具；以此类推，直至完成M米的灯具布置；其中所述每个供电回路的带载量均符合带载要求。

进一步地，每个供电回路布置的灯具数量按以下公式计算：

其中：i为供电回路号，i取整数，i＝1,2,3……；w_i为第i供电回路带载能力；N_i为第i供电回路的布置灯具数量；d_i为第i供电回路最大供电距离；L为灯间固定距离，L＝10；w_max为单回路最大带载能力；M为隧道灯具的布置总长度。

通过采用上述技术方案，本发明至少具有以下优点：

1、本发明通过采用核心交换模块，当1个应急照明控制器出现故障时，实现其它应急照明控制器的热备份，可以保证整个系统的正常运行，安全性较高。

2、对于地铁隧道等特殊应用场合，其灯具供电距离较远，本发明通过在灯具与对应的应急照明集中电源之间设置多个供电回路进行接力供电，实现了特殊应用场合、没有中继的低压供电方式。

附图说明

上述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，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明消防应急照明和疏散指示系统的系统架构图。

具体实施方式

本实施例提供了一种用于机场的消防应急照明和疏散指示系统，如图1所示，包括：核心交换模块、3个应急照明控制器(应急照明控制器1、2、3)及6个回路扩展板(回路扩展板1、2、3、4、5、6)。核心交换模块与FAS火灾报警系统通讯连接，接收其发送的火警信息。核心交换模块与智慧消防物联网系统通讯连接，接收其发送的控制指令信息以及向其发送疏散指示系统中各设备工作状态信息。核心交换模块与各应急照明控制器连接进行信息交互转换，核心交换模块与各回路扩展板连接进行信息交互转换，应急照明控制器与回路扩展板通过核心交换模块进行信息交互转换及指令调度，回路扩展板通过4路CAN总线连接应急照明集中电源及灯具，对应急照明集中电源及灯具进行指令发送及状态监控。

正常情况下，将对应区域的回路扩展板通过软件配置挂载在对应(所属)区域的应急照明控制器下，实现各自区域的应急照明控制器管理各自区域的回路扩展板及其下级所带载设备，例如将回路扩展板1、2挂载在应急照明控制器1下，将回路扩展板3、4挂载在应急照明控制器2下，将回路扩展板5、6挂载在应急照明控制器3下。

核心交换模块会不停的与多个应急照明控制器进行心跳命令交换，以便确认应急照明控制器是否在线。回路扩展板上行数据包括两类命令，一类命令为所属设备工作状态上传类，此类数据无需回复命令，另一类为请求命令类，此类数据需要控制器根据预设配置及实际工作需要进行回复。FAS火灾报警系统在发生火灾时将火灾数据传输至核心交换模块，核心交换模块再将火灾数据重组转发交换至与之相关区域的应急照明控制器，应急照明控制器通过系统预设规则，结合火灾位置数据，将设备控制命令通过核心交换模块转发交换至对应回路扩展板进行下发。

回路扩展板1、2的数据上传至核心交换模块时，数据就会被重组为主数据包传至其对应的应急照明控制器1，等待应急照明控制器1下发确认收到信息及控制命令，同时将同样的数据重组为备份数据包，传至其余非其对应的应急照明控制器2、3，进行数据备份及储存。如应急照明控制器1不在线或者未接收到应急照明控制器1下发的确认收到信息，则核心交换模块会将重组后的主数据包交换至下台控制器2，以此类推，由下台应急照明控制器来进行此次数据的处理及命令下发。同理FAS火灾报警系统传送来的火灾数据，核心交换模块也将根据应急照明控制器的在线情况进行交换，如火灾信息区域对应的应急照明控制器在线，信息将被交换至该控制器进行正常处理，下发控制命令，如对应控制器未在线，那么火灾信息将被交换至下台应急照明控制器进行处理，下发控制命令。

本实施例中，在核心交换模块上还设置有协议转码插件，协议转码插件用于处理与FAS火灾报警系统和智慧消防物联网系统的通讯协议的转换编解码，将FAS火灾报警系统的信息经过滤后仅发送火警信息至核心交换模块，同时与智慧消防物联网系统实现数据同步。

上述核心交换模块的所有电路都是可靠性设计，外壳防护等级高，放置在安全地方，所有电源数据先接到核心交换模块，进行核心交换，核心交换模块不做数据处理，仅作数据转换，把处理数据转移到各控制器上。具体地，核心交换模块设置在中央机房安全区，回路扩展板设置在区域机房安全区，上述区域均具有极高的安全防护措施，保证设备安全，两者之间通过以太网光纤连接；应急照明控制器设置在对应区域的消防中控室(管理人员工作区)，在本实施例中，机场有3个消防中控室，其中1个是主中控室，两个是分中控室，三台应急照明控制器分别设置在3个消防中控室中，其中，设置在主中控室中的逻辑上确定为主控制器，设置在分中控室中的逻辑上确定为分控制器。消防中控室还包括操作台图形显示装置，操作台图形显示装置通过以太网网线连接应急照明控制器，应急照明控制器通过以太网光纤连接核心交换模块，进行数据交换。

上述核心交换模块采用冗余双电源模块，为设备提供两路电源互为备份，同时具备两路市电接口，接入电源的每路市电均由两个不同的变压器市电回路进行双电源切换后供电。

上述核心交换模块采用两颗LPC54628嵌入式微处理器作为双CPU，双CPU之间通过串口连接互相监控工作状态，平时由其中一颗CPU来进行数据处理，当该CPU出现工作异常时，由另一颗CPU主动接管其数据工作，并同时复位故障CPU，尝试修复其故障，如不能修复则将故障信息推送至与其连接的所有应急照明控制器，提醒工作人员检修。

本实施例中，多个应急照明控制器上均设置有显示窗口，前端灯具设计为三级地址，窗口的信息显示方式为通道-回路-地址显示方式。

另外，本实施例还针对机场地铁隧道中的长线路带载灯具进行了供电回路的设置。对于安装在地铁隧道内的灯具，其布置长度为M米，灯具与其对应的应急照明集中电源之间设置有多个供电回路；其中第一供电回路的布置长度为m1米，在m1米中按每10米一盏灯具设置对应数量的灯具；第二供电回路的长度为m1+m2米，在前m1米不布置灯具，在后面的m2米按每10米一盏灯具设置对应数量的灯具；第三供电回路的长度为m1+m2+m3米,在前m1+m2米不布置灯具，在后面的m3米按每10米一盏灯具设置对应数量的灯具；以此类推，直至完成M米的灯具布置；其中所述每个供电回路的带载量均符合带载要求。

具体地，每个供电回路布置的灯具数量按以下公式计算：

其中：i为供电回路号，i取整数，i＝1,2,3……；w_i为第i供电回路带载能力；N_i为第i供电回路的布置灯具数量；d_i为第i供电回路最大供电距离；L为灯间固定距离，L＝10；w_max为单回路最大带载能力；M为隧道灯具的布置总长度。

在本实施例中，设置M为2500千米,L＝10m，W_max＝最大带载灯具数N_max×最大带载时的供电距离d_max＝127×500＝63500，再根据上述公式计算，可得出每个供电回路布置的灯具数量。

即总共需要设置5个供电回路，其中，第一供电回路：带载79盏灯，每盏灯距离10米，总距离为800米，带载能力为79*800＝63200；第二供电回路：总距离为1290米，前800米空置，后490米带载49盏灯，每盏灯距离10米，带载能力为49*1290＝63210；第三供电回路：总距离为1670米，前1290米空置，后380米带载38盏灯，每盏灯距离10米，带载能力为38*1670＝63460；第四供电回路：总距离为1980米，前1670米空置，后310米带载31盏灯，每盏灯距离10米，带载能力为31*1980＝61380；第五供电回路：总距离为2260米，前1980米空置，后280米带载28盏灯，每盏灯距离10米，带载能力为28*2260＝63280。

本实施例通过设置5个供电回路接力供电，实现了约2500千米没有中继的低压供电方式。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种高可靠消防应急照明和疏散指示系统，其特征在于，包括核心交换模块、多个应急照明控制器及多个回路扩展板；

所述核心交换模块与FAS火灾报警系统通讯连接接收其发送的火警信息，所述核心交换模块与智慧消防物联网系统通讯连接接收其发送的控制指令信息以及向其发送疏散指示系统中各设备工作状态信息；

所述核心交换模块与多个应急照明控制器连接进行信息交互转换，所述核心交换模块与多个回路扩展板连接进行信息交互转换，所述多个应急照明控制器与多个回路扩展板通过核心交换模块进行信息交互转换及指令调度；

每个应急照明控制器负责不同区域，负责不同区域的回路扩展板通过软件配置挂载在对应区域的应急照明控制器下，每个回路扩展板通过多路CAN总线连接应急照明集中电源及灯具；

所述多个应急照明控制器及多个回路扩展板与核心交换模块之间执行如下通讯转换协议：

负责第一区域的回路扩展板的数据上传至核心交换模块时，数据被重组为主数据包传至其对应的应急照明控制器，等待其对应的应急照明控制器下发确认收到信息及控制命令，同时将同样的数据重组为备份数据包，传至其余非其对应的应急照明控制器，进行数据备份及储存；如其对应的应急照明控制器不在线或者未接收到其对应的应急照明控制器下发的确认收到信息，则核心交换模块会将重组后的主数据包交换至下台应急照明控制器，以此类推，由下台应急照明控制器来进行此次数据的处理及命令下发；

FAS火灾报警系统发送的火警信息，核心交换模块也将根据应急照明控制器的在线情况进行交换，如火警信息区域对应的应急照明控制器在线，信息将被交换至该控制器进行正常处理，下发控制命令，如对应控制器未在线，火警信息将被交换至下台控制器进行处理，下发控制命令。

2.根据权利要求1所述的高可靠消防应急照明和疏散指示系统，其特征在于，所述核心交换模块不停地与多个应急照明控制器进行心跳命令交换，确认各应急照明控制器是否在线。

3.根据权利要求1或2所述的高可靠消防应急照明和疏散指示系统，其特征在于，在所述核心交换模块上还设置有协议转码插件，所述协议转码插件用于处理与FAS火灾报警系统和智慧消防物联网系统的通讯协议的转换编解码，将FAS火灾报警系统的信息经过滤后仅发送火警信息至核心交换模块，同时与智慧消防物联网系统实现数据同步。

4.根据权利要求1或2所述的高可靠消防应急照明和疏散指示系统，其特征在于，所述核心交换模块采用冗余双电源模块，同时具备两路市电接口，接入电源的每路市电均由两个不同的变压器市电回路进行双电源切换后供电；

所述核心交换模块采用两颗LPC54628嵌入式微处理器作为双CPU，双CPU之间通过串口连接互相监控工作状态，平时由其中一颗CPU来进行数据处理，当该CPU出现工作异常时，由另一颗CPU主动接管其数据工作，并同时复位故障CPU，尝试修复其故障，如不能修复则将故障信息推送至与其连接的所有应急照明控制器。

5.根据权利要求1或2所述的高可靠消防应急照明和疏散指示系统，其特征在于，所述核心交换模块设置在中央机房安全区，所述回路扩展板设置在区域机房安全区，两者之间通过以太网光纤连接；

所述应急照明控制器设置在对应区域的消防中控室，消防中控室包括操作台图形显示装置，所述操作台图形显示装置通过以太网网线连接应急照明控制器，应急照明控制器通过以太网光纤连接核心交换模块。

6.根据权利要求1或2所述的高可靠消防应急照明和疏散指示系统，其特征在于，所述多个应急照明控制器上均设置有显示窗口，灯具设计为三级地址，所述显示窗口的信息显示方式为通道-回路-地址显示方式。

7.根据权利要求1所述的高可靠消防应急照明和疏散指示系统，其特征在于，所述消防应急照明和疏散指示系统为机场消防应急照明和疏散指示系统，所述应急照明控制器有3个，每个应急照明控制器挂载两个回路扩展板，每个回路扩展板通过4路CAN总线连接应急照明集中电源及灯具。

8.根据权利要求1所述的高可靠消防应急照明和疏散指示系统，其特征在于，对于安装在地铁隧道内的灯具，其布置长度为M米，所述灯具与其对应的应急照明集中电源之间设置有多个供电回路；

其中第一供电回路的布置长度为m1米，在m1米中按每10米一盏灯具设置对应数量的灯具；

第二供电回路的长度为m1+m2米，在前m1米不布置灯具，在后面的m2米按每10米一盏灯具设置对应数量的灯具；

第三供电回路的长度为m1+m2+m3米,在前m1+m2米不布置灯具，在后面的m3米按每10米一盏灯具设置对应数量的灯具；

以此类推，直至完成M米的灯具布置；

其中所述每个供电回路的带载量均符合带载要求。

9.根据权利要求8所述的消防应急照明和疏散指示系统，其特征在于，每个供电回路布置的灯具数量按以下公式计算：

其中：

i为供电回路号，i取整数，i＝1,2,3……；

w_i为第i供电回路带载能力；

N_i为第i供电回路的布置灯具数量；

d_i为第i供电回路最大供电距离；

L为灯间固定距离，L＝10；

w_max为单回路最大带载能力；

M为隧道灯具的布置总长度。

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