CN112542011A - 一种化工园区事故自适应智能应急疏散引导系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种化工园区事故自适应智能应急疏散引导系统和方法，系统包括事故损害因素探测模块、系统控制模块和疏散引导模块，事故损害因素探测模块和疏散引导模块分别连接系统控制模块；事故损害因素探测模块用于实时监测化工园区疏散道路中的安全事故损害因素，获取损害因素参数；系统控制模块用于根据各监测位置的各类损害因素参数判断对应监测位置的安全事故发展态势和危险程度，结合监测位置与避难点的距离来计算各监测位置的疏散风险数值及风险变化，进而制定实时更新的安全疏散路线，生成疏散引导信号并发送给疏散引导模块进行疏散路径实时引导。本发明能够快速发现化工园区事故和实现安全疏散引导，提高了疏散效率与疏散的安全性。

Description

一种化工园区事故自适应智能应急疏散引导系统和方法

技术领域

本发明涉及化工安全技术领域，特别涉及一种化工园区事故自适应智能应急疏散引导系统和方法。

背景技术

随着现代化学工业集约化、大型化及最优化的发展，化工园区已成为化工行业发展的新兴模式，但在促进当地经济快速发展的同时，也存在着严峻的安全问题。近年来，化工行业安全生产形势十分严峻，各类重大、特大爆炸事故、火灾事故、泄漏事故频发，一旦化工园区发生事故，人员应急疏散将是一个重要问题。

化工园区人员室内工作场所通常都会设置应急指示灯且保持固定亮度与颜色，以备供电故障、照明系统失效时人员搜寻疏散出口，然而化工园区室外道路却没有设置应急疏散指示灯。在应急响应时，化工园区疏散人员由于急切逃离事故所在区域，容易造成交通堵塞、应急疏散混乱，与此同时，由于化工园区室外场景没有有效的应急指示设备，疏散人员很难判断化工园区事故的发展状态及疏散路径的危险性变化，因此难以选择安全正确的疏散路径，这给事故场景下的人员疏散带来极大的安全隐患。可见，解决在化工园区事故场景下人员安全疏散实时规划的问题是非常必要的。

发明内容

本发明的第一目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种化工园区事故自适应智能应急疏散引导系统，该系统可以快速发现化工园区事故和实现安全疏散引导，提高疏散效率与疏散的安全性。

本发明的第二目的在于提供一种化工园区事故自适应智能应急疏散引导方法，该方法能根据监测到的事故损害因素来比较室外各疏散道路的危险性差异，为处于化工园区疏散人员提供实时的智能疏散引导。

本发明的第一目的通过下述技术方案实现：一种化工园区事故自适应智能应急疏散引导系统，包括事故损害因素探测模块、系统控制模块和疏散引导模块，事故损害因素探测模块和疏散引导模块分别连接系统控制模块；

其中，事故损害因素探测模块用于对化工园区疏散道路中的安全事故损害因素进行实时监测，并将监测获取到的损害因素参数传送至系统控制模块；

系统控制模块用于根据各监测位置的各类损害因素参数判断对应监测位置的安全事故发展态势和危险程度，结合监测位置与避难点的距离来计算各监测位置的疏散风险数值及风险变化，进而制定实时更新的安全疏散路线，基于疏散路线生成疏散引导信号并发送给疏散引导模块；

疏散引导模块用于根据系统控制模块所传输的疏散引导信号，对化工园区疏散人员进行疏散路径实时引导。

优选的，事故损害因素探测模块设置在化工园区常压储罐、压力容器、压力管道、仓库临近的疏散道路、园区内部路径交叉口、园区避难点的附近；

系统控制模块设置在化工园区内远离常压储罐、压力容器、压力管道、仓库的地方，该地方包括化工园区内的行政办公区域；

疏散引导模块设置在化工园区内的行政办公区域、企业作业区域、疏散道路交叉口处。

优选的，安全事故包括火灾、爆炸、泄漏事故；损害因素包括火灾烟气、爆炸冲击波、可燃/有毒气体浓度。

优选的，事故损害因素探测模块包括分别连接系统控制模块的烟雾监测单元、爆炸冲击波监测单元和气体监测单元，其中，烟雾监测单元用于监测火灾事故产生的烟雾，爆炸冲击波监测单元用于监测爆炸事故产生的爆炸冲击波，气体监测单元用于监测可燃气体/有毒气体泄漏事故所泄露出来的气体。

优选的，系统控制模块包括电源管理单元、中央控制计算单元和数据收发单元，其中，电源管理单元连接中央控制计算单元和数据收发单元，并为中央控制计算单元和数据收发单元提供电力能源；

数据收发单元用于接收事故损害因素探测模块传送的损害因素参数；

中央控制计算单元连接数据收发单元并通过数据收发单元连接疏散引导模块，用于从数据收发单元获取损害因素参数，并根据损害因素参数计算监测位置的疏散风险，制定最安全的疏散路线并通过数据收发单元控制疏散引导模块进行疏散指示。

优选的，疏散引导模块包括分别连接系统控制模块的疏散照明灯、散指示灯和语音播报设备，其中，疏散照明灯用于对疏散道路的照明，散指示灯用于根据疏散引导信号实时指示疏散方向，语音播报设备用于广播事故发生警报以及疏散通知。

更进一步的，疏散指示灯由三种不同颜色的指示灯组成，三个不同颜色的指示灯分别用于表示人员不能进入的致死疏散道路、人员勉强进入的受损疏散道路、人员疏散可以进入的安全疏散道路。

更进一步的，疏散引导模块还包括安装柱，疏散照明灯、语音播报设备和疏散指示灯均固定在安装柱上，该安装柱侧面设有第一卡扣件，第一卡扣件的两端均设有插孔；

疏散指示灯的外壳侧面设有第二卡扣件，疏散指示灯通过第二卡扣件与第一卡扣件的嵌合以安装在安装柱上，通过插件插入插孔内来抵接第一卡扣件。

本发明的第二目的通过下述技术方案实现：一种化工园区事故自适应智能应急疏散引导方法，所述方法基于本发明第一目的所述的化工园区事故自适应智能应急疏散引导系统，包括如下步骤：

S1、当化工园区发生安全事故时，利用事故损害因素探测模块实时监测化工园区疏散道路中的安全事故损害因素，并将获取到的损害因素参数传送至系统控制模块；

S2、利用系统控制模块基于各监测位置的各类损害因素参数，判断对应监测位置的安全事故发展态势和危险程度，然后结合监测位置与避难点的距离来计算各监测位置的疏散风险数值及风险变化，进而制定实时更新的安全疏散路线，最后基于疏散路线生成疏散引导信号并发送给疏散引导模块；

S3、利用疏散引导模块基于疏散引导信号，对化工园区疏散人员进行疏散路径实时引导。

优选的，在步骤S1中，利用烟雾监测单元、爆炸冲击波监测单元和气体监测单元对化工园区常压储罐、压力容器、压力管道临近的疏散道路、园区内部路径交叉口、园区避难点附近进行实时数据监测，并将监测数据传送至系统控制模块；

在步骤S2中，中央控制计算单元通过数据收发单元接收损害因素参数，然后根据损害因素参数计算事故大致定位与各监测位置的危险程度，同时根据各个监测点与避难点的距离共同评估各监测位置的疏散风险，基于风险最低原则制定疏散路线，将对应的疏散引导信号通过数据收发单元发送给疏散引导模块；整个过程中，中央控制计算单元实时获取损害因素参数来判断疏散风险的变化，从而对疏散路线进行实时更新；

在步骤S3中，通过语音播报设备向安全事故发生点及其附近作业人员发布事故发生警报以及疏散通知，疏散人员根据疏散指示灯的指示向室外疏散道路集合。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

(1)本发明提出一种化工园区事故自适应智能应急疏散引导系统和方法，能够快速发现化工园区事故并对损害因素进行实时监测，通过对化工园区疏散道路的相关数据进行收集、传送、分析，根据实际事故演化特征对化工园区人员疏散进行路径实时引导，避免疏散人员陷入火灾烟气、可能爆炸、可燃/有毒气体区域，提高了疏散效率与疏散的安全性，适用于对火灾、爆炸、泄漏事故这三类化工园区典型事故的智能应急疏散引导。

(2)本发明的疏散指示灯由三种不同颜色的指示灯组成，可以方便疏散人员获知哪条道路是不能进入的致死疏散道路，哪条道路是人员勉强进入的受损疏散道路，哪条道路是人员疏散可以进入的安全疏散道路，方便找到正确的疏散道路。

附图说明

图1是本发明化工园区事故自适应智能应急疏散引导系统的结构框图。

图2是图1系统的疏散引导设备的立体示意图。

图3是图2疏散引导设备中的疏散指示灯的示意图。

图4是本发明化工园区事故自适应智能应急疏散引导方法的流程图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

本实施例公开了一种化工园区事故自适应智能应急疏散引导系统，如图1所示，包括事故损害因素探测模块1、系统控制模块2和疏散引导模块3，事故损害因素探测模块和疏散引导模块分别连接系统控制模块。

其中，事故损害因素探测模块设置在化工园区常压储罐、压力容器、压力管道、仓库临近的疏散道路、园区内部路径交叉口、园区避难点的附近，用于对化工园区疏散道路中的安全事故损害因素进行实时监测，并将监测获取到的损害因素参数传送至系统控制模块。这里的安全事故包括火灾、爆炸、泄漏事故这三类化工园区典型事故，损害因素包括火灾烟气、爆炸冲击波、可燃/有毒气体浓度。

事故损害因素探测模块进一步包括烟雾监测单元101、爆炸冲击波监测单元102和气体监测单元103，这些单元均与系统控制模块相连接。烟雾监测单元用于监测火灾事故产生的烟雾，具体可采用烟雾传感器。爆炸冲击波监测单元用于监测爆炸事故产生的爆炸冲击波，具体可采用冲击波超压传感器。气体监测单元用于监测可燃气体/有毒气体泄漏事故所泄露出来的气体，具体可采用可燃气体传感器和有毒气体传感器。

系统控制模块设置在化工园区内远离常压储罐、压力容器、压力管道、仓库的地方，例如化工园区内的行政办公区域，用于根据各监测位置的各类损害因素参数判断对应监测位置的安全事故发展态势和危险程度，结合监测位置与避难点的距离来计算各监测位置的疏散风险数值及风险变化，进而制定安全疏散路线并对其进行实时更新，并且基于该疏散路线生成疏散引导信号并发送给疏散引导模块。

系统控制模块进一步包括电源管理单元201、中央控制计算单元202和数据收发单元203。电源管理单元连接中央控制计算单元和数据收发单元，并为中央控制计算单元和数据收发单元提供电力能源。数据收发单元用于接收事故损害因素探测模块传送的损害因素参数，具体可采用市面上常用的无线收发器。中央控制计算单元连接数据收发单元并通过数据收发单元连接疏散引导模块，用于从数据收发单元获取损害因素参数，并根据损害因素参数计算各监测位置的疏散风险，制定最安全的疏散路线并通过数据收发单元控制疏散引导模块进行疏散指示。

疏散引导模块设置在化工园区内的行政办公区域、企业作业区域、疏散道路交叉口处，用于根据系统控制模块所传输的疏散引导信号，对化工园区疏散人员进行疏散路径实时引导。

疏散引导模块进一步包括分别连接系统控制模块的疏散照明灯301、散指示灯302和语音播报设备303。疏散照明灯用于对疏散道路的照明，保证清晰的疏散视野。疏散指示灯用于根据疏散引导信号实时指示疏散方向，语音播报设备用于广播事故发生警报以及疏散通知。

疏散引导模块还包括安装柱，疏散照明灯、语音播报设备和疏散指示灯均固定在安装柱上，如图2所示，疏散照明灯设置在柱顶，语音播报设备和疏散指示灯设置在安装柱侧面。疏散指示灯302采用箭头形状，以便指示方向，疏散指示灯的灯珠设置在疏散指示灯的箭头型外壳3021内。

安装柱侧面设有第一卡扣件3023，对应的，疏散指示灯的外壳侧面设有第二卡扣件3022，疏散指示灯通过第一卡扣件和第二卡扣件的嵌合来安装在安装柱上，可参见图3，其中的(a)图和(b)图均没有画出安装柱。这里，第二卡扣件为卡条，第一卡扣件为可收容卡条的卡槽，第二卡扣件和第一卡扣件均可以是独立件，第二卡扣件可以通过焊接等方式固定在箭头型外壳，第一卡扣件可以通过焊接等方式固定在安装柱，当然，第一卡扣件也可以是与安装柱一体成型，第二卡扣件也可以是与箭头型外壳一体成型。疏散指示灯可以直接从上往下安装，使第二卡扣件嵌入第一卡扣件中，两者拼接在一起。为加强固定效果，还在第二卡扣件两端设置插孔3024，利用螺丝等插件插入插孔内来抵接第二卡扣件，使第二卡扣件可以稳定地与第一卡扣件拼接。若疏散指示灯内的灯珠老化或损坏，维修人员可以松开插件，从下往上直接取出疏散指示灯，即可对疏散指示灯内的灯珠进行更换。

这里，疏散指示灯由三种不同颜色的指示灯组成，三个不同颜色的指示灯分别用于表示人员不能进入的致死疏散道路、人员勉强进入的受损疏散道路、人员疏散可以进入的安全疏散道路。指示灯个数可根据化工园区内的疏散道路总数设置。在本实施例中，三种不同颜色分别为红、黄、绿，红色指示灯表示人员不能进入的致死疏散道路，黄色指示灯表示人员勉强进入的受损疏散道路、绿色指示灯表示人员疏散可以进入的安全疏散道路。

基于上述化工园区事故自适应智能应急疏散引导系统，本实施例还公开了一种化工园区事故自适应智能应急疏散引导方法，包括如下步骤：

S1、当化工园区发生安全事故时，利用事故损害因素探测模块实时监测化工园区疏散道路中的安全事故损害因素，并将获取到的损害因素参数传送至系统控制模块。

具体来说，利用烟雾监测单元、爆炸冲击波监测单元和气体监测单元对化工园区常压储罐、压力容器、压力管道临近的疏散道路、园区内部路径交叉口、园区避难点附近进行实时数据监测，当化工事故发生时，各个监测单元监测值均为异常，因此将该异常数据传送至系统控制模块进行分析。

S2、利用系统控制模块基于各监测位置的各类损害因素参数，判断对应监测位置的安全事故发展态势和危险程度，然后结合监测位置与避难点的距离来计算各监测位置的疏散风险数值及风险变化，进而制定实时更新的安全疏散路线，最后基于疏散路线生成疏散引导信号并发送给疏散引导模块。

具体来说，中央控制计算单元通过数据收发单元接收损害因素参数，然后根据损害因素参数计算事故大致定位与各监测位置的危险程度，同时根据各个监测点与避难点的距离共同评估各监测位置的疏散风险，基于风险最低原则制定疏散路线，将对应的疏散引导信号通过数据收发单元发送给疏散引导模块。

中央控制计算单元实时获取损害因素参数来判断疏散风险的变化，从而对疏散路线进行实时更新，保证为化工园区疏散人员指引的是最安全的疏散路线。

S3、利用疏散引导模块基于疏散引导信号，对化工园区疏散人员进行疏散路径实时引导。

具体来说，通过语音播报设备向安全事故发生点及其附近作业人员发布事故发生警报以及疏散通知，疏散人员可以根据疏散指示灯的指示向室外疏散道路集合。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种化工园区事故自适应智能应急疏散引导系统，其特征在于，包括事故损害因素探测模块、系统控制模块和疏散引导模块，事故损害因素探测模块和疏散引导模块分别连接系统控制模块；

其中，事故损害因素探测模块用于对化工园区疏散道路中的安全事故损害因素进行实时监测，并将监测获取到的损害因素参数传送至系统控制模块；

系统控制模块用于根据各监测位置的各类损害因素参数判断对应监测位置的安全事故发展态势和危险程度，结合监测位置与避难点的距离来计算各监测位置的疏散风险数值及风险变化，进而制定实时更新的安全疏散路线，基于疏散路线生成疏散引导信号并发送给疏散引导模块；

疏散引导模块用于根据系统控制模块所传输的疏散引导信号，对化工园区疏散人员进行疏散路径实时引导。

2.根据权利要求1所述的化工园区事故自适应智能应急疏散引导系统，其特征在于，事故损害因素探测模块设置在化工园区常压储罐、压力容器、压力管道、仓库临近的疏散道路、园区内部路径交叉口、园区避难点的附近；

系统控制模块设置在化工园区内远离常压储罐、压力容器、压力管道、仓库的地方，该地方包括化工园区内的行政办公区域；

疏散引导模块设置在化工园区内的行政办公区域、企业作业区域、疏散道路交叉口处。

3.根据权利要求1所述的化工园区事故自适应智能应急疏散引导系统，其特征在于，安全事故包括火灾、爆炸、泄漏事故；损害因素包括火灾烟气、爆炸冲击波、可燃/有毒气体浓度。

4.根据权利要求1所述的化工园区事故自适应智能应急疏散引导系统，其特征在于，事故损害因素探测模块包括分别连接系统控制模块的烟雾监测单元、爆炸冲击波监测单元和气体监测单元，其中，烟雾监测单元用于监测火灾事故产生的烟雾，爆炸冲击波监测单元用于监测爆炸事故产生的爆炸冲击波，气体监测单元用于监测可燃气体/有毒气体泄漏事故所泄露出来的气体。

5.根据权利要求1所述的化工园区事故自适应智能应急疏散引导系统，其特征在于，系统控制模块包括电源管理单元、中央控制计算单元和数据收发单元，其中，电源管理单元连接中央控制计算单元和数据收发单元，并为中央控制计算单元和数据收发单元提供电力能源；

数据收发单元用于接收事故损害因素探测模块传送的损害因素参数；

中央控制计算单元连接数据收发单元并通过数据收发单元连接疏散引导模块，用于从数据收发单元获取损害因素参数，并根据损害因素参数计算监测位置的疏散风险，制定最安全的疏散路线并通过数据收发单元控制疏散引导模块进行疏散指示。

6.根据权利要求1所述的化工园区事故自适应智能应急疏散引导系统，其特征在于，疏散引导模块包括分别连接系统控制模块的疏散照明灯、散指示灯和语音播报设备，其中，疏散照明灯用于对疏散道路的照明，散指示灯用于根据疏散引导信号实时指示疏散方向，语音播报设备用于广播事故发生警报以及疏散通知。

7.根据权利要求6所述的化工园区事故自适应智能应急疏散引导系统，其特征在于，疏散指示灯由三种不同颜色的指示灯组成，三个不同颜色的指示灯分别用于表示人员不能进入的致死疏散道路、人员勉强进入的受损疏散道路、人员疏散可以进入的安全疏散道路。

8.根据权利要求6所述的化工园区事故自适应智能应急疏散引导系统，其特征在于，疏散引导模块还包括安装柱，疏散照明灯、语音播报设备和疏散指示灯均固定在安装柱上，该安装柱侧面设有第一卡扣件，第一卡扣件的两端均设有插孔；

疏散指示灯的外壳侧面设有第二卡扣件，疏散指示灯通过第二卡扣件与第一卡扣件的嵌合以安装在安装柱上，通过插件插入插孔内来抵接第一卡扣件。

9.一种化工园区事故自适应智能应急疏散引导方法，其特征在于，所述方法基于权利要求1～8中任一项所述的化工园区事故自适应智能应急疏散引导系统，包括如下步骤：

S1、当化工园区发生安全事故时，利用事故损害因素探测模块实时监测化工园区疏散道路中的安全事故损害因素，并将获取到的损害因素参数传送至系统控制模块；

S2、利用系统控制模块基于各监测位置的各类损害因素参数，判断对应监测位置的安全事故发展态势和危险程度，然后结合监测位置与避难点的距离来计算各监测位置的疏散风险数值及风险变化，进而制定实时更新的安全疏散路线，最后基于疏散路线生成疏散引导信号并发送给疏散引导模块；

S3、利用疏散引导模块基于疏散引导信号，对化工园区疏散人员进行疏散路径实时引导。

10.根据权利要求9所述的化工园区事故自适应智能应急疏散引导方法，其特征在于，在步骤S1中，利用烟雾监测单元、爆炸冲击波监测单元和气体监测单元对化工园区常压储罐、压力容器、压力管道临近的疏散道路、园区内部路径交叉口、园区避难点附近进行实时数据监测，并将监测数据传送至系统控制模块；

在步骤S2中，中央控制计算单元通过数据收发单元接收损害因素参数，然后根据损害因素参数计算事故大致定位与各监测位置的危险程度，同时根据各个监测点与避难点的距离共同评估各监测位置的疏散风险，基于风险最低原则制定疏散路线，将对应的疏散引导信号通过数据收发单元发送给疏散引导模块；整个过程中，中央控制计算单元实时获取损害因素参数来判断疏散风险的变化，从而对疏散路线进行实时更新；

在步骤S3中，通过语音播报设备向安全事故发生点及其附近作业人员发布事故发生警报以及疏散通知，疏散人员根据疏散指示灯的指示向室外疏散道路集合。

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