CN113332629B - 一种地下管廊综合逃生系统及其构建运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地下管廊综合逃生系统及其构建运行方法，将管廊划分成多个防火分区，并将每个防火分区等距划分成多个小区；对每个小区内的环境参数信号进行监测并输出相应数据到上位机；通过人员的手持终端与管廊内的无线AP设备进行连接判断人员所处防火分区中第几个小区；当发生火灾时，上位机根据人员定位信号就近调取人员所在防火分区两边的井盖信号，并打开井盖。通过对管廊内部各个子系统的互相联动，动态的读取各系统的实时状态，充分发挥出各个系统的数据的效力，实时的为运维人员提供最高效率的逃生路线，从而保证管廊运维人员在发生危险时，及时、高效的逃离地下空间，保障人身的安全。

Description

一种地下管廊综合逃生系统及其构建运行方法

技术领域

本发明涉及一种地下管廊综合逃生系统及其构建运行方法。

背景技术

由于综合管廊建在地下，相比于地面的施工环境，地下环境比较恶劣，系统设备易被封闭，阴暗等环境影响，并且每个防火分区的间隔也交大。往往在发生突发意外时，部分逃生设备由于长期不启动发生损坏等情况耽误了人员逃生的时间。因此，在管廊的建设和后期运维管理中，一套可靠的逃生系统的存在能大大提高人员的生存率。

如今用于地下管廊逃生系统大部分采用逃生井盖，井盖的控制也是就地控制，涉及到远程控制的还是少数，与其他子系统的联动检测控制几乎没有，整体的集成度不高，数据的利用率也趋于0％。

采用上述传统的解决方案具有实现技术成熟、易于实现的优点，但也存在一些不足。

1、逃生井盖长期不开，设备损坏后可能由于不重视等原有，长期不为修，在人员逃生时，相关损坏资料慌乱中遗忘，导致从已损坏的逃生井盖进行逃生。

2、在发生火灾，气体泄露等事故时，时间应该是放在第一位的。但由于管廊的长度长，空间小，人往往不知道自己处在什么位置，离哪个逃生口近，极易出现往离自己较远的逃生口进行逃生的情况。

3、逃离路线的规划方式单一，就是凭人的记忆力进行操作，对路线的规划有太多的不可靠性。

4、系统相对孤立，往往只满足逃生时就地开启，没有形成自动判断，自动开启等操作，智能化程度不高，极易出现问题。

5、发生险情时，消防系统将会自动爆开超细干粉，对人员逃生造成不利影响，极易出现人员窒息等现象。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种应用于综合管廊的更加智能，更加数字化的逃生系统，针对现存的逃生系统的缺点，解决人员逃生时设备的损毁情况的判断、逃生时逃生口位置的判别、逃生路线的最大效率的规划、系统的孤岛现象等问题。

为了解决上述问题，本发明的技术方案是提供了一种地下管廊综合逃生系统构建运行方法，其特征在于：将管廊划分成多个防火分区，并将每个防火分区等距划分成多个小区；

对每个小区内的环境参数信号进行监测并输出相应数据到上位机；

通过人员的手持终端与管廊内的无线AP设备进行连接，测算出相应的信号强度，上位机通过相应的信号衰减度来判断人员所处防火分区中第几个小区；

对管廊内部所有的防火分区进行编号，在火灾报警控制主机也相应的进行编号，当发生火灾时，上位机控制人员所在防火分区内的控制回路让火灾报警控制主机一直触发信号，持续一段时间之后再解锁，再让相应的消防系统火灾报警控制主机进行工作；

上位机根据人员定位信号就近调取人员所在防火分区两边的井盖信号，并打开井盖。

优选地，若手持终端到管廊防火分区两边的无线AP设备的信号衰减度相同，则默认手持设备到上一次连接的无线AP设备的距离较近。

优选地，上位机根据距离人员较近的无线AP设备进行相关的匹配，匹配出此时设备层的PLC编号，从而发出信号给与人员逃跑方向的提示。

优选地，上位机端匹配出相应的PLC后，确定对应的PLC控制的井盖，通过相应的逻辑编程，发送开启命令，从而保证在人员赶往过程中井盖已经在打开中，在人员跑到位置时，确保井盖已经是打开状态。

优选地，若距离较近的无线AP设备端的井盖有故障信号，则上位机更换逃生路线向另一端标记路线。

优选地，所述井盖信号包括启停控制信号、开到位/关到位信号以及就近远方和故障信号。

优选地，所述环境参数信号包括温湿度、甲烷和氧检信号。

优选地，当温度高于100℃、氧气含量低于5％时，上位机发出报警信号，触发相应的报警机制，关闭所有的风机联动，停止风机的运转。

应用如上所述的一种地下管廊综合逃生系统构建运行方法构建的一种地下管廊综合逃生系统，包括上位机以及

环境监控系统，用于对管廊内的环境参数信号进行监测并发送至上位机，上位机根据接收到的环境参数信号判断是否发生灾害；

无线AP系统，用于对人员进行定位并将定位信号发送至上位机；

消防系统，用于接收上位机发出的人员定位信号并关闭人员所在防火分区内的控制回路，不进行引爆干粉包的操作；

井盖智能监控系统，发送井盖信号至上位机，上位机根据人员定位就近调取人员所在防火分区两边的井盖信号并控制井盖处于开启状态。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过对管廊内部各个子系统的互相联动，动态的读取各系统的实时状态，充分发挥出各个系统的数据的效力，实时的为运维人员提供最高效率的逃生路线，从而保证管廊运维人员在发生危险时，及时、高效的逃离地下空间，保障人身的安全。

通过对现有的设备的数据的深度利用，合理的运用程序和相应的算法，传输出相应的信息给人员手持的终端设备，智能的对逃生口的设备进行预规划、预操作，通过内外网把现场的情况、人员的情况传输给相应的管理人员，逃生方式更加多样化，逃生路线和设备更加的可靠，从而提高人员的生存率。通过对数据的深层次利用和处理，对无线AP设备数据的重新整理和计算，辅以管廊内部其他系统，运用相应的逻辑及算法，与管廊现有的内部设备做关联，从而对相应的消防，逃生路线做规划设置，防止在逃生时发生额外的情况，提高人员逃生时的成功率和存活率。

附图说明

图1为逃生时超细干粉引爆示意图；

图2为井盖智能监控系统结构示意图；

图3为人员位置确定算法示意图；

图4为人员逃生算法示意图；

图5为本发明一种地下管廊综合逃生系统结构示意图。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

如图5所示，本发明一种地下管廊综合逃生系统包括上位机、环境监控系统、无线AP系统、消防系统和井盖智能监控系统。环境监控系统用于对管廊内的环境参数信号进行监测并发送至上位机，上位机根据接收到的环境参数信号判断是否发生灾害。无线AP系统用于对人员进行定位并将定位信号发送至上位机。消防系统用于接收上位机发出的人员定位信号并关闭人员所在防火分区内的控制回路，不进行引爆干粉包的操作。井盖智能监控系统，发送井盖信号至上位机，上位机根据人员定位就近调取人员所在防火分区两边的井盖信号并控制井盖处于开启状态。

本发明一种地下管廊综合逃生系统构建运行方法的核心实现方式的基础先是人为的对管廊进行分区，在每一个防火分区进行逻辑的规划，在200米的一个防火分区每20米进行断点，分为10个小区，通过相应的技术计算出人处在哪一个小区中，从而联动整个管廊大系统的数据进行判断和规划。以下每一个系统都起到不可替代的作用。

1、环境监控系统

环境监控系统的组成主要有温湿度、甲烷、氧检等设备。通常的管廊规划都是与风机进行联动，当氧气含量低到一点程度时，需要开启风机。但在逃生时，此方式反而成为致命灾难。因此要在发生灾害是断开这一控制方式，并让环境监控发挥新的作用。

具体表现为，环境系统设备实时的上传其管廊内部环境的相应数值，通过对环境的设置，当温度高于100℃、氧气含量低于5％时，发出相应的信号，触发相应的报警机制，提示发生了相应的灾害，关闭所有的风机联动，停止风机的运转。当温度正常，氧气含量较低时，只需要开启向对应的风机，完成相应的空气置换，即可完成对环境监控的要求。

因此，在本发明一种地下管廊综合逃生系统构建运行方法中，环境系统只需要提供出相对应的数值进入到上位机中进行判断即可完成该系统的任务。

2、消防系统

目前，管廊内部消防灭火装置主要采用发生火灾时引爆相应的超细干粉，从而隔绝火源，但要是要人员在管廊内部，就会发生超细干粉被吸入人体，造成人员的窒息。因此，发生火灾等灾害是，在有人员的地方给出相应的逃生时间(1 分钟)，然后再引爆相应的超细干粉进行灭火。

具体实现为：把管廊内部所有的防火分区进行人为的编号，如一公里的管廊每200米一个防火分区，分为1到5号，在火灾报警控制主机也相应的进行编号，并提供出相应的接口如485，232等。当发生火灾时，在自控系统中强制相应的回路让其一直触发信号，持续一段时间(1分钟等)再解锁，再让相应的消防系统进行工作。如图1所示为逃生时超细干粉引爆示意图。

3、井盖智能监控系统

逃生井盖在整个系统组网中，起到最为关键的作用。逃生井盖的数据需要实时的汇总到数据中心中，包括相关的启停控制，开到位/关到位，就近远方和故障信号。在发生灾害时，系统将会依据人员的定位就近调取此段防火分区中两边的井盖信号，假使通过判断靠近管廊里程号大的距离近，但此时里程号大的井盖有故障信号，那就会跟换路线，向另一端标记路线，帮助人员逃离现场。如图2 所示为井盖框架示意图。

4、无线AP系统

目前，管廊的设计标准都把无线AP写进了设计方案中，几乎每一条管廊都带有无线AP设备。市面上通过无线AP实现人员定位已经技术非常可靠，但是此方式往往不适用于管廊，整体人员定位系统封闭，无法提供出相应的接口。

整个方案的设计思路为，通过相应的软件判断人员的位置情况。通过人员的手持终端与无线AP进行连接，测算出相应的信号强度，通过相应的信号衰减度来判断人员所处防火分区中第几个小分区。但由于管廊防火分区两边各有一个无线AP，在管廊中段会造成两边信号互相冲突，判断不准具体的人员所处的为位置，需要通过更细致的分区和算法来进行测算。

如图3所示，人员现在通过软件的计算算出人员在一个防火分区的2小区，此时离AP1的距离更近，通过数据到电脑，电脑根据该AP的MAC进行相关的匹配，匹配出此时设备层的PLC编号，从而发出信号给与人员逃跑方向的提示。特别注意的是，在如图所示5区和6区会发生衰减度相同的一种情况，这个时候根据算法，设备之前连的是AP1，那就自动默认为离AP1较近，要是上一次连接是 AP2，那就默认为是离AP2较近，再通过相应的提示进行逃脱。即当人所处在第四区域时，此时测定的衰减度为25<X<40，但当人在第五区域时，衰减度也为 25<X<40,而且两个区域为相邻区域，此时要比较上一次通讯计算时的衰减度也就是15<X<25时的记录设备，那就判断人离这一设备距离更近，优先进行前往逃生。于此同时，上位机端匹配出相应的PLC后，确定对应的PLC控制的井盖，通过相应的逻辑编程，发送开启命令，从而保证在人员赶往过程中井盖已经打开中，在人员跑到位置时，确保井盖已经是打开状态。图4所示为相应人员逃生算法示意图。

具体工作方式：数据在上位机监控中心的汇总，实时的接受到各个系统的各个关键数据。上位机通过原有的OPC或PLC与上位机协议把数据传输进控制中心，然后录入数据库。上位机所配备的软件从数据库调用相应的数据，如所要的温度，氧检，感温光纤等，与事先设置好的数值做判断，判别是否有灾害发生。一旦有灾害情况发生，马上接入无线AP数据进行人员定位，确定其所在防火分区，发送信号给消防系统的控制器，让其这一段的控制回路关闭，不要进行引爆干粉包的操作。同时发送相应的警报给管理操作文员进行通报。然后判断最短路线进行规划指导，同时打开两边的逃生井盖，判断路线上的井盖是否故障，故障则跟换路线，无故障则继续指导人员进行逃生操作。

在管廊设计中，每一个防火分区作为一个独立运作的区单元，每个子系统都以每一个防火分区作为一个区单元，即可以理解为每一个区都有一套完整的子系统，所有防火分区的区单元最后统一汇总到上层形成一个大的系统，且所有数据除了无线AP系统外的采集方式都是通过PLC进行采集。由于设计时的要求，每一个系统只要发挥出该系统的作用，没有对数据的互相联动提出要求，特别是无线AP系统，更是独立在所有系统之外，只需要提供局域网或外网给管廊内部人员的终端连接上就行，非常的浪费。本发明可以通过对现有的设备的数据的深度利用，合理的运用程序和相应的算法，传输出相应的信息给人员手持的终端设备，智能的对逃生口的设备进行预规划、预操作，通过内外网把现场的情况、人员的情况传输给相应的管理人员，逃生方式更加多样化，逃生路线和设备更加的可靠，从而提高人员的生存率。本方案的核心是数据的深层次利用和处理，通过对无线 AP设备数据的重新整理和计算，辅以管廊内部其他系统，运用相应的逻辑及算法，与管廊现有的内部设备做关联，从而对相应的消防，逃生路线做规划设置，防止在逃生是发生额外的情况，提高人员逃生时的成功率和存活率。

Claims (8)

1.一种地下管廊综合逃生系统构建运行方法，其特征在于：将管廊划分成多个防火分区，并将每个防火分区等距划分成多个小区；

对每个小区内的环境参数信号进行监测并输出相应数据到上位机；

通过人员的手持终端与管廊内的无线AP设备进行连接，测算出相应的信号强度，上位机通过相应的信号衰减度来判断人员所处防火分区中第几个小区；若出现上位机接收到的管廊两端无线AP设备传来的信号衰减度相同的情况，则比较上一次通讯计算时的衰减度记录无线AP设备，自动默认人员离之前连接的无线AP设备较近，优先进行前往逃生；

对管廊内部所有的防火分区进行编号，在火灾报警控制主机也相应的进行编号，当发生火灾时，上位机控制人员所在防火分区内的控制回路让火灾报警控制主机一直触发信号，持续一段时间之后再解锁，再让相应的消防系统火灾报警控制主机进行工作；

上位机根据人员定位信号就近调取人员所在防火分区两边的井盖信号，并打开井盖。

2.如权利要求1所述的一种地下管廊综合逃生系统构建运行方法，其特征在于：上位机根据距离人员较近的无线AP设备进行相关的匹配，匹配出此时设备层的PLC编号，从而发出信号给与人员逃跑方向的提示。

3.如权利要求2所述的一种地下管廊综合逃生系统构建运行方法，其特征在于：上位机端匹配出相应的PLC后，确定对应的PLC控制的井盖，通过相应的逻辑编程，发送开启命令，从而保证在人员赶往过程中井盖已经在打开中，在人员跑到位置时，确保井盖已经是打开状态。

4.如权利要求1所述的一种地下管廊综合逃生系统构建运行方法，其特征在于：若距离较近的无线AP设备端的井盖有故障信号，则上位机更换逃生路线向另一端标记路线。

5.如权利要求1所述的一种地下管廊综合逃生系统构建运行方法，其特征在于：所述井盖信号包括启停控制信号、开到位/关到位信号和故障信号。

6.如权利要求1所述的一种地下管廊综合逃生系统构建运行方法，其特征在于：所述环境参数信号包括温湿度、甲烷和氧检信号。

7.如权利要求1所述的一种地下管廊综合逃生系统构建运行方法，其特征在于：当温度高于100℃、氧气含量低于5％时，上位机发出报警信号，触发相应的报警机制，关闭所有的风机联动，停止风机的运转。

8.应用如权利要求1至7任意一项所述的一种地下管廊综合逃生系统构建运行方法构建的一种地下管廊综合逃生系统，包括上位机以及

环境监控系统，用于对管廊内的环境参数信号进行监测并发送至上位机，上位机根据接收到的环境参数信号判断是否发生灾害；

无线AP系统，用于对人员进行定位并将定位信号发送至上位机；

消防系统，用于接收上位机发出的人员定位信号并关闭人员所在防火分区内的控制回路，不进行引爆干粉包的操作；

井盖智能监控系统，发送井盖信号至上位机，上位机根据人员定位就近调取人员所在防火分区两边的井盖信号并控制井盖处于开启状态。

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