CN112494871A - 一种公路隧道智能消防系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种公路隧道智能消防系统，其包括布置在隧道近端的灭火子系统、疏导子系统、数据传输子系统，和布置在远端的后台控制子系统，所述灭火子系统、疏导子系统通过所述数据传输子系统与后台控制子系统通信连接；所述后台控制子系统用于根据所述灭火子系统发送的火灾感应信号，向所述灭火子系统和疏导子系统发送程序控制信号。本公路隧道智能消防系统克服了传统隧道消防设计在机动性、时效性、可操作性上的缺陷和不足，其能够自动感应火灾发生位置，并集中统一的控制消防、逃生设备，并实现了着火点自动对位灭火、范围降温、以及疏导隧道内人员逃生和隧道入口封闭的功能，进而降低了人员伤亡、避免了火灾事故扩大化。

Description

一种公路隧道智能消防系统
技术领域
本发明涉及消防安全技术领域，具体涉及一种公路隧道智能消防系统。
背景技术
目前我国公路隧道消防设计，均采用在隧道衬砌施工时，每隔一定距离(一般为50米)预留消防洞室，在洞室内安放消火栓、灭火器等灭火设备的技术方式。该技术方式预留的大量洞室，不仅照成了隧道衬砌施工困难，还会在一定程度上破坏了隧道衬砌结构的整体性，并且由于放置的消防灭火设备位置固定，隧道内发生火灾时，需要依靠人工取出消防器材进行灭火，其机动性、时效性、可操作性相对较差。另外隧道内设置的其它机电装置(如：风机、情报板、车道指示器、洞内广播等)各自存在独立的控制系统，隧道内一旦发生事故，只能依靠人工对各模块进行逐一控制，由于时效性差，极易造成损失的扩大化。
发明内容
本发明的技术目的旨在：提供一种能够自动感应火灾发生位置，并集中统一的控制消防、逃生设备，实现着火点自动对位灭火、范围降温、以及疏导隧道内人员逃生和隧道入口封闭的公路隧道智能消防系统。
本公路隧道智能消防系统包括布置在隧道近端的灭火子系统、疏导子系统、数据传输子系统，和布置在远端的后台控制子系统，其中，所述灭火子系统、疏导子系统通过所述数据传输子系统与后台控制子系统通信连接，
所述灭火子系统用于隧道内感应着火点、对着火点进行对点灭火剂高压喷射、对着火点附近进行范围水雾喷射范围降温除尘、对火灾浓烟进行吸收外排；所述疏导子系统用于隧道内的火灾应急照明、安全出口指示、逃生指示广播，和隧道口的车辆驶入中止；所述数据传输子系统用于将所述灭火子系统的火灾感应信号向所述后台控制子系统传输，并将所述后台控制子系统的控制信号向灭火子系统和疏导子系统传输；所述后台控制子系统用于根据所述灭火子系统发送的火灾感应信号，向所述灭火子系统和疏导子系统发送程序控制信号。
具体到灭火子系统硬件结构组成及隧道内布置，所述灭火子系统包括设置在隧道内、沿拱顶位置间隔布置的感应装置、灭火装置、降温装置、排烟装置，以及与所述灭火装置相连接的供液管道、与所述降温装置相连接的供水管道、与所述排烟装置相连接的排烟管道。
具体到疏导子系统硬件结构组成及隧道内布置，所述疏导子系统包括间隔布设在隧道内的照明装置、指示牌、广播装置，和设置在隧道口的情报板、禁止指示灯。
具体到数据传输子系统硬件结构组成及隧道内布置，所述数据传输子系统包括等间距间隔布设在隧道内的无线基站，以及与所述无线基站上的无线传输模块。
具体到台控制子系统硬件结构组成及通信流程，所述后台控制子系统包括处理模块、自动控制模块和人工控制输入模块，处理器接收、处理所述感应装置发送的火灾感应信号后，通过自动控制程序或人工控制输入装置向所述灭火子系统中的灭火装置、降温装置、排烟装置和疏导子系统中的照明装置、指示牌、广播装置、情报板、禁止指示灯发送程序自动的或人工输入的控制信号。
进一步的，具体到灭火子系统硬件的具体硬件，所述感应装置为红外测温器和烟感器，所述灭火装置为电控旋转接头和高压水枪，所述降温装置为雾化喷头，所述排烟装置为抽风机和抽烟口；所述高压水枪通过电控旋转接头经供液管道连接灭火剂源，所述雾化喷头经供水管道连接水源，所述抽烟口通过抽风机经排烟管道通向隧道外部，其中所述高压水枪和雾化喷头上设有电磁阀和无线信号接收器。
进一步的，具体到疏导子系统硬件的具体硬件，所述照明装置为LED照明灯，所述指示牌为具有方向指示图标的灯箱，所述广播装置为扬声器，所述情报板为具有文字指示标语的灯箱；所述LED照明灯、具有方向指示图标的灯箱、扬声器、具有文字指示标语的灯箱上均设有电磁开关和无线信号接收器。
本发明一种公路隧道智能消防系统，克服了传统隧道消防设计在机动性、时效性、可操作性上的缺陷和不足，其能够自动感应火灾发生位置，并集中统一的控制消防、逃生设备，并实现了着火点自动对位灭火、范围降温、以及疏导隧道内人员逃生和隧道入口封闭的功能，进而降低了人员伤亡、避免了火灾事故扩大化。
附图说明
下面结合附图对本发明一种公路隧道智能消防系统作进一步说明：
图1是本公路隧道智能消防系统的结构及连接关系线总图；
图2是本公路隧道智能消防系统隧道径向视向的灭火子系统隧道内布置效果参考图；
图3是本公路隧道智能消防系统隧道轴向视向的灭火子系统隧道内布置效果参考图。
图中：
1-灭火子系统；11-感应装置、12-灭火装置、13-降温装置、14-排烟装置、15-供液管道、16-供水管道、17-排烟管道；111-红外测温器、112-烟感器、121-电控旋转接头、122-高压水枪、131-雾化喷头、141-抽风机、142-抽烟口；
2-疏导子系统；21-照明装置、22-指示牌、23-广播装置、24-情报板、25-禁止指示灯；221-LED照明灯、221-具有方向指示图标的灯箱、231-扬声器、241-具有文字指示标语的灯箱；
3-数据传输子系统；31-无线基站、32-无线传输模块；
4-后台控制子系统；41-处理模块、42-自动控制模块、43-人工控制输入模块。
具体实施方式
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系均为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施方式1：如图1所示，本公路隧道智能消防系统包括布置在隧道近端的灭火子系统1、疏导子系统2、数据传输子系统3，和布置在远端的后台控制子系统4，其中，所述灭火子系统1、疏导子系统2通过所述数据传输子系统3与后台控制子系统4通信连接，
所述灭火子系统1用于隧道内感应着火点、对着火点进行对点灭火剂高压喷射、对着火点附近进行范围水雾喷射范围降温除尘、对火灾浓烟进行吸收外排；所述疏导子系统2用于隧道内的火灾应急照明、安全出口指示、逃生指示广播，和隧道口的车辆驶入中止；所述数据传输子系统3用于将所述灭火子系统1的火灾感应信号向所述后台控制子系统4传输，并将所述后台控制子系统4的控制信号向灭火子系统1和疏导子系统2传输；所述后台控制子系统4用于根据所述灭火子系统1发送的火灾感应信号，向所述灭火子系统1和疏导子系统2发送程序控制信号。
具体到灭火子系统硬件结构组成及隧道内布置，所述灭火子系统1包括设置在隧道内、沿拱顶位置间隔布置的感应装置11、灭火装置12、降温装置13、排烟装置14，以及与所述灭火装置12相连接的供液管道15、与所述降温装置13相连接的供水管道16、与所述排烟装置14相连接的排烟管道17。
具体到疏导子系统硬件结构组成及隧道内布置，所述疏导子系统2包括间隔布设在隧道内的照明装置21、指示牌22、广播装置23，和设置在隧道口的情报板24和禁止指示灯25。
具体到数据传输子系统硬件结构组成及隧道内布置，所述数据传输子系统3包括等间距间隔布设在隧道内的无线基站31，以及与所述无线基站31上的无线传输模块32。
具体到台控制子系统硬件结构组成及通信流程，所述后台控制子系统4包括处理模块41、自动控制模块42和人工控制输入模块43，处理模块41接收、处理所述感应装置11发送的火灾感应信号后，通过自动控制程序41或人工控制输入装置42向所述灭火子系统1中的灭火装置12、降温装置13、排烟装置15和疏导子系统2中的照明装置21、指示牌22、广播装置23、情报板24、禁止指示灯25发送程序自动的或人工输入的控制信号。
实施方式2：如图2、3所示，具体到灭火子系统硬件的具体硬件，本公路隧道智能消防系统，所述感应装置11为红外测温器111和烟感器112，所述灭火装置12为电控旋转接头121和高压水枪122，所述降温装置13为雾化喷头131，所述排烟装置14为抽风机141和抽烟口142；所述高压水枪122通过电控旋转接头121经供液管道15连接灭火剂源，所述雾化喷头131经供水管道16连接水源，所述抽烟口142通过抽风机141经排烟管道17通向隧道外部，其中所述高压水枪122和雾化喷头131上设有电磁阀和无线信号接收器。
具体到疏导子系统硬件的具体硬件，所述照明装置21为LED照明灯211，所述指示牌22为具有方向指示图标的灯箱221，所述广播装置23为扬声器231，所述情报板24为具有文字指示标语的灯箱241；所述LED照明灯211、具有方向指示图标的灯箱221、扬声器231、具有文字指示标语的灯箱241上均设有电磁开关和无线信号接收器。
其余结构和部件如实施方式1所述，不再重复描述。
运行时：隧道内发生火灾，感应装置(红外测温器、烟感器)将产生的火灾感应信号通过无线传输模块发送至后台控制子系统，信号经处理模块处理后，通过自动控制程序(控制软件)或人工控制输入装置(控制键盘)向所述灭火子系统中的灭火装置、降温装置、排烟装置和疏导子系统中的照明装置、指示牌、广播装置、情报板的相应电磁阀、电磁开关发送程序自动的或人工输入的控制信号，电控旋转接头、将着火点附近高压水枪旋转对准着火点，电磁阀开启高压灭火剂喷射灭火，着火点两侧50m范围内雾化喷头电磁阀开启，雾化喷头喷淋水雾降温除尘，抽风机启动，烟气自抽烟口经排风管道排出隧道外；与此同时，LED照明灯、具有方向指示图标的灯箱开启，扬声器播放逃生指示，隧道内人员根据指示逃生，具有文字指示标语的灯箱及隧道上方禁止指示灯开启，隧道口的车辆禁止驶入。
本公路隧道智能消防系统克服了传统隧道消防设计在机动性、时效性、可操作性上的缺陷和不足，其能够自动感应火灾发生位置，并集中统一的控制消防、逃生设备，并实现了着火点自动对位灭火、范围降温、以及疏导隧道内人员逃生和隧道入口封闭的功能，进而降低了人员伤亡、避免了火灾事故扩大化。
实施例3：一种公路隧道内火灾时的智能消防控制方法，使用实施例1和2的公路隧道智能消防系统；具体步骤如下：
1信号感应与传输
当隧道内发生火灾时，感应装置11将产生的火灾感应信号通过无线传输模块32发送至后台控制子系统4；
2信号控制
步骤1的信号经处理模块41处理后，通过自动控制模块42或人工控制输入模块43向所述灭火子系统1中的灭火装置12、降温装置13、排烟装置14和疏导子系统2中的照明装置21、指示牌22、广播装置23、情报板24、禁止指示灯25的相应电磁阀、电磁开关发送程序自动的或人工输入的控制信号；
3灭火与疏导
灭火子系统1接收到控制信号后，灭火装置12的电控旋转接头121将着火点附近的高压水枪122旋转对准着火点，电磁阀开启高压灭火剂喷射灭火；同时，着火点两侧50m范围内雾化喷头131的电磁阀开启，雾化喷头131喷淋水雾降温除尘，抽风机141启动，烟气自抽烟口142经排风管道17排出隧道外；同时，照明装置21的LED照明灯211、具有方向指示图标的灯箱221开启，广播装置23的扬声器231播放逃生指示；具有文字指示标语的灯箱241及隧道入口上方的禁止指示灯25开启，隧道口禁止车辆驶入。
以上描述显示了本发明的主要特征、基本原理，以及本发明的优点。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方式或者实施例的细节，且在不背离本发明的精神或者基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此应将上述实施方式或者实施例看作示范性的，且非限制性的。本发明的范围由所附权利要求而非上述说明限定，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。

Claims (8)

1.一种公路隧道智能消防系统，其特征是：包括布置在隧道近端的灭火子系统(1)、疏导子系统(2)、数据传输子系统(3)，和布置在远端的后台控制子系统(4)，其中，所述灭火子系统(1)、疏导子系统(2)通过所述数据传输子系统(3)与后台控制子系统(4)通信连接，
所述灭火子系统(1)用于隧道内感应着火点、对着火点进行对点灭火剂高压喷射、对着火点附近进行范围水雾喷射范围降温除尘、对火灾浓烟进行吸收外排；
所述疏导子系统(2)用于隧道内的火灾应急照明、安全出口指示、逃生指示广播，和隧道口的车辆驶入中止；
所述数据传输子系统(3)用于将所述灭火子系统(1)的火灾感应信号向所述后台控制子系统(4)传输，并将所述后台控制子系统(4)的控制信号向灭火子系统(1)和疏导子系统(2)传输；
所述后台控制子系统(4)用于根据所述灭火子系统(1)发送的火灾感应信号，向所述灭火子系统(1)和疏导子系统(2)发送程序控制信号。
2.根据权利要求1所述的公路隧道智能消防系统，其特征是：所述灭火子系统(1)包括设置在隧道内、沿拱顶位置间隔布置的感应装置(11)、灭火装置(12)、降温装置(13)、排烟装置(14)，以及与所述灭火装置(12)相连接的供液管道(15)、与所述降温装置(13)相连接的供水管道(16)、与所述排烟装置(14)相连接的排烟管道(17)。
3.根据权利要求2所述的公路隧道智能消防系统，其特征是：所述疏导子系统(2)包括间隔布设在隧道内的照明装置(21)、指示牌(22)、广播装置(23)，和设置在隧道口的情报板(24)及禁止指示灯(25)。
4.根据权利要求3所述的公路隧道智能消防系统，其特征是：所述数据传输子系统(3)包括等间距间隔布设在隧道内的无线基站(31)，以及与所述无线基站(31)上的无线传输模块(32)。
5.根据权利要求4所述的公路隧道智能消防系统，其特征是：所述后台控制子系统(4)包括处理模块(41)、自动控制模块(42)和人工控制输入模块(43)，处理器(41)接收、处理所述感应装置(11)发送的火灾感应信号后，通过自动控制程序(41)或人工控制输入装置(42)向所述灭火子系统(1)中的灭火装置(12)、降温装置(13)、排烟装置(15)和疏导子系统(2)中的照明装置(21)、指示牌(22)、广播装置(23)、情报板(24)、禁止指示灯(25)发送程序自动的或人工输入的控制信号。
6.根据权利要求2所述的公路隧道智能消防系统，其特征是：所述感应装置(11)为红外测温器(111)和烟感器(112)，所述灭火装置(12)为电控旋转接头(121)和高压水枪(122)，所述降温装置(13)为雾化喷头(131)，所述排烟装置(14)为抽风机(141)和抽烟口(142)；所述高压水枪(122)通过电控旋转接头(121)经供液管道(15)连接灭火剂源，所述雾化喷头(131)经供水管道(16)连接水源，所述抽烟口(142)通过抽风机经排烟管道(17)通向隧道外部，其中所述高压水枪(122)和雾化喷头(131)上设有电磁阀和无线信号接收器。
7.根据权利要求3所述的公路隧道智能消防系统，其特征是：所述照明装置(21)为LED照明灯(211)，所述指示牌(22)为具有方向指示图标的灯箱(221)，所述广播装置(23)为扬声器(231)，所述情报板(24)为具有文字指示标语的灯箱(241)；所述LED照明灯(211)、具有方向指示图标的灯箱(221)、扬声器(231)、具有文字指示标语的灯箱(241)上均设有电磁开关和无线信号接收器。
8.一种公路隧道内火灾时的智能消防控制方法，其特征是，使用权利要求1-7任一项所述的公路隧道智能消防系统；具体步骤如下：
(1)信号感应与传输
当隧道内发生火灾时，感应装置(11)将产生的火灾感应信号通过无线传输模块(32)发送至后台控制子系统(4)；
(2)信号控制
步骤(1)的信号经处理模块(41)处理后，通过自动控制模块42或人工控制输入模块(43)向所述灭火子系统(1)中的灭火装置(12)、降温装置(13)、排烟装置(14)和疏导子系统(2)中的照明装置(21)、指示牌(22)、广播装置(23)、情报板(24)、禁止指示灯(25)的相应电磁阀、电磁开关发送程序自动的或人工输入的控制信号；
(3)灭火与疏导
灭火子系统(1)接收到控制信号后，灭火装置(12)的电控旋转接头(121)将着火点附近的高压水枪(122)旋转对准着火点，电磁阀开启高压灭火剂喷射灭火；同时，着火点两侧50m范围内雾化喷头(131)的电磁阀开启，雾化喷头(131)喷淋水雾降温除尘，抽风机(141)启动，烟气自抽烟口(142)经排风管道(17)排出隧道外；同时，照明装置(21)的LED照明灯(211)、具有方向指示图标的灯箱(221)开启，广播装置(23)的扬声器(231)播放逃生指示；具有文字指示标语的灯箱(241)及隧道入口上方的禁止指示灯(25)开启，隧道口禁止车辆驶入。
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