CN113963506A - 一种建筑物火灾中倒塌监测预警系统及实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种建筑物火灾中倒塌监测预警系统及实现方法，包括数据采集组件、数据处理组件、数据对比处理模块、数据监测控制中心和报警组件，数据采集组件安装于楼栋中，数据采集组件通过数据处理组件与数据对比处理模块连接，数据对比处理模块的信号输出端与数据监测控制中心的信号输入端连接，数据监测控制中心的报警信号输出端与报警组件连接。本发明针对建筑物进行数据采集建模、在建筑物内关键部位安装形变监测装置，并在超过预设值后报警，通过采集数据与标准数据进行比对、分析和处理，从而对建筑物的倒塌进行准确预警，并将预警数据传输至救援人员，使救援人员能够及时应对，降低救援人员的安全隐患，具有推广应用的价值。

Description

一种建筑物火灾中倒塌监测预警系统及实现方法
技术领域
本发明涉及火灾预警技术领域，尤其涉及一种建筑物火灾中倒塌监测预警系统及实现方法。
背景技术
火灾下的建筑倒塌具有随机性，目前对于火灾下的建筑倒塌监测预警缺乏有效的技术手段。一方面，现有的非接触式监测技术通常为光学方法，容易受火灾高温烟气干扰；另一方面，有少量公开专利采用了雷达技术进行监测，但目前雷达难以快速布设以准确监测到数据，因此，存在改进空间。
发明内容
本发明的目的是要提供一种建筑物火灾中倒塌监测预警系统及实现方法。
为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：
本发明建筑物火灾中倒塌监测预警系统，包括数据采集组件、数据处理组件、数据对比处理模块、数据监测控制中心和报警组件，所述数据采集组件安装于楼栋中，所述数据采集组件的信号输出端与所述数据处理组件的信号输入端连接，所述数据处理组件的信号输出端与所述数据对比处理模块的信号输入端连接，所述数据对比处理模块的信号输出端与所述数据监测控制中心的信号输入端连接，所述数据监测控制中心的报警信号输出端与所述报警组件连接。
进一步，所述数据采集组件包括建筑结构数据采集模块、定温式温度采集模块、承重建筑体形变监测模块和数据采集模块，所述建筑结构数据采集模块用于采集建筑的梁、柱类承重结构的图像、结构数据，所述定温式温度采集模块为多个，多个所述定温式温度采集模块安装于建筑内强度较低、易于倒塌的位置，所述承重建筑体形变监测模块为多个，多个所述承重建筑体形变监测模块安装于建筑内强度较弱的墙体、立柱侧边，用于监测形变，所述建筑结构数据采集模块、所述定温式温度采集模块和所述承重建筑体形变监测模块的信号输出端与所述数据采集模块的信号输入端连接，所述数据采集模块的信号输出端与所述数据处理组件连接。
进一步，所述数据处理组件包括建筑结构模型建立模块、数据核心处理器、标准模型数据库和报警模块，所述建筑结构模型建立模块的信号输入端与所述数据采集模块的信号输出端连接，所述建筑结构模型建立模块的信号输出端与所述数据核心处理器的信号输入端连接，所述报警模块的数据传输端与所述数据核心处理器的数据传输端连接，所述标准模型数据库的数据输出端与所述数据核心处理器和所述数据对比处理模块连接，所述数据对比处理模块的数据输出端与所述数据监测控制中心连接。
进一步，所述报警组件包括云端数据库、网络模块和移动终端，所述云端数据库的信号输入端与所述数据监测控制中心的报警信号输出端连接，所述云端数据库的报警信号通过所述网络模块与所述移动终端连接。
进一步，所述承重建筑体形变监测模块由光电发射组件外壳、光电发射组件、光电接收组件外壳、光电接收组件和弹性避光管组成，所述承重建筑体形变监测模块嵌入预埋于建筑体地板中，并靠近被测承重建筑体，所述光电接收组件外壳嵌入预埋于建筑体顶板中，并靠近被测承重建筑体，所述光电发射组件外壳和所述光电接收组件外壳内分别设置所述光电发射组件和所述光电接收组件，所述光电发射组件外壳和所述光电发射组件之间设置所述弹性避光管，所述弹性避光管的外侧贴紧所述被测承重建筑体。
本发明所述建筑物火灾中倒塌监测预警系统的实现方法包括以下步骤：
S1：通过建筑结构数据采集模块对建筑物内各个承重墙、梁、柱等结构数据进行采集，可采用三维扫描仪等设备进行扫描；
S2：在建筑物内较为薄弱的位置均安装定温式温度采集模块，采集火灾过程中温度变化；
S3：在建筑物内较为薄弱的立柱、墙体类支撑件安装承重建筑体形变监测模块，通过承重建筑体形变监测模块采集建筑物支撑体的变形状态；
S4：通过数据采集模块将结构数据传输至建筑结构模型建立模块中建立建筑的三维结构，将数据传输至数据核心处理器中进行数据处理，将模拟数据转换为数字数据，通过数据对比处理模块结合实际数据与标准模型数据库中的正常数据进行对比；
S5：将对比数据结果传输至数据监测控制中心中，当实际数据超过数据库的标准数据将时数据监测控制中心得到警示信号传输至云端数据库进行报警；
S6：云端数据库通过网络模块向移动终端传输预警信息，救火人员通过预警信息避开易倒塌的危险区域。
进一步，所述步骤S3中，所述承重建筑体形变监测模块的安装方法为，通过将光电发射组件外壳预埋安装于建筑体地板内，并靠近被测承重建筑体的下端一侧，再将光电接收组件外壳安装与建筑体顶板内，靠近被测承重建筑体的上端一侧，光电接收组件外壳位于光电发射组件外壳的正上方，光电发射组件和光电接收组件分别位于光电发射组件外壳和光电接收组件外壳内，在光电发射组件外壳和光电接收组件外壳之间安装弹性避光管，弹性避光管与被测承重建筑体贴紧，当被测承重建筑体发生形变时，弹性避光管随之发生形变，从而使得光电发射组件发射的光不能被光电接收组件接收，从而判断为发生严重形变。
本发明的有益效果是：
本发明是一种建筑物火灾中倒塌监测预警系统及实现方法，与现有技术相比，本发明针对建筑物进行数据采集建模、在建筑物内关键部位安装形变监测装置，并在超过预设值后报警，通过采集数据与标准数据进行比对、分析和处理，从而对建筑物的倒塌进行准确预警，并将预警数据传输至救援人员，使救援人员能够及时应对，降低救援人员的安全隐患，具有推广应用的价值。
附图说明
图1是本发明的系统结构原理框图；
图2是本发明的承重建筑体形变监测模块结构示意图；
图3是本发明的承重建筑体形变监测模块应用状态结构示意图；
图中：建筑结构数据采集模块1、定温式温度采集模块2、承重建筑体形变监测模块3、数据采集模块4、建筑结构模型建立模块5、数据核心处理器6、标准模型数据库7、数据对比处理模块8、数据监测控制中心9、报警模块10、云端数据库11、网络模块12、移动终端13、被测承重建筑体14、建筑体顶板15、光电发射组件外壳31、光电发射组件32、光电接收组件外壳33、光电接收组件34、弹性避光管35、建筑体地板16。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
如图1-3所示：本发明建筑物火灾中倒塌监测预警系统，包括数据采集组件、数据处理组件、数据对比处理模块8、数据监测控制中心9和报警组件，所述数据采集组件安装于楼栋中，所述数据采集组件的信号输出端与所述数据处理组件的信号输入端连接，所述数据处理组件的信号输出端与所述数据对比处理模块8的信号输入端连接，所述数据对比处理模块8的信号输出端与所述数据监测控制中心9的信号输入端连接，所述数据监测控制中心9的报警信号输出端与所述报警组件连接。
进一步，所述数据采集组件包括建筑结构数据采集模块1、定温式温度采集模块2、承重建筑体形变监测模块3和数据采集模块4，所述建筑结构数据采集模块1用于采集建筑的梁、柱类承重结构的图像、结构数据，所述定温式温度采集模块2为多个，多个所述定温式温度采集模块2安装于建筑内强度较低、易于倒塌的位置，所述承重建筑体形变监测模块3为多个，多个所述承重建筑体形变监测模块3安装于建筑内强度较弱的墙体、立柱侧边，用于监测形变，所述建筑结构数据采集模块1、所述定温式温度采集模块2和所述承重建筑体形变监测模块3的信号输出端与所述数据采集模块4的信号输入端连接，所述数据采集模块4的信号输出端与所述数据处理组件连接。
进一步，所述数据处理组件包括建筑结构模型建立模块5、数据核心处理器6、标准模型数据库7和报警模块10，所述建筑结构模型建立模块5的信号输入端与所述数据采集模块4的信号输出端连接，所述建筑结构模型建立模块5的信号输出端与所述数据核心处理器6的信号输入端连接，所述报警模块10的数据传输端与所述数据核心处理器6的数据传输端连接，所述标准模型数据库7的数据输出端与所述数据核心处理器6和所述数据对比处理模块8连接，所述数据对比处理模块8的数据输出端与所述数据监测控制中心9连接。
进一步，所述报警组件包括云端数据库11、网络模块12和移动终端13，所述云端数据库11的信号输入端与所述数据监测控制中心9的报警信号输出端连接，所述云端数据库11的报警信号通过所述网络模块12与所述移动终端13连接。
进一步，所述承重建筑体形变监测模块3由光电发射组件外壳31、光电发射组件32、光电接收组件外壳33、光电接收组件34和弹性避光管35组成，所述承重建筑体形变监测模块3嵌入预埋于建筑体地板16中，并靠近被测承重建筑体14，所述光电接收组件外壳33嵌入预埋于建筑体顶板15中，并靠近被测承重建筑体14，所述光电发射组件外壳31和所述光电接收组件外壳33内分别设置所述光电发射组件32和所述光电接收组件34，所述光电发射组件外壳31和所述光电发射组件32之间设置所述弹性避光管35，所述弹性避光管35的外侧贴紧所述被测承重建筑体14。
本发明所述建筑物火灾中倒塌监测预警系统的实现方法包括以下步骤：
S1：通过建筑结构数据采集模块1对建筑物内各个承重墙、梁、柱等结构数据进行采集，可采用三维扫描仪等设备进行扫描；
S2：在建筑物内较为薄弱的位置均安装定温式温度采集模块2，采集火灾过程中温度变化；
S3：在建筑物内较为薄弱的立柱、墙体类支撑件安装承重建筑体形变监测模块3，通过承重建筑体形变监测模块3采集建筑物支撑体的变形状态；
S4：通过数据采集模块4将结构数据传输至建筑结构模型建立模块5中建立建筑的三维结构，将数据传输至数据核心处理器6中进行数据处理，将模拟数据转换为数字数据，通过数据对比处理模块8结合实际数据与标准模型数据库7中的正常数据进行对比；
S5：将对比数据结果传输至数据监测控制中心9中，当实际数据超过数据库的标准数据将时数据监测控制中心9得到警示信号传输至云端数据库11进行报警；
S6：云端数据库11通过网络模块12向移动终端13传输预警信息，救火人员通过预警信息避开易倒塌的危险区域。
进一步，所述步骤S3中，所述承重建筑体形变监测模块3的安装方法为，通过将光电发射组件外壳31预埋安装于建筑体地板16内，并靠近被测承重建筑体14的下端一侧，再将光电接收组件外壳33安装与建筑体顶板15内，靠近被测承重建筑体14的上端一侧，光电接收组件外壳33位于光电发射组件外壳31的正上方，光电发射组件32和光电接收组件34分别位于光电发射组件外壳31和光电接收组件外壳33内，在光电发射组件外壳31和光电接收组件外壳33之间安装弹性避光管35，弹性避光管35与被测承重建筑体14贴紧，当被测承重建筑体14发生形变时，弹性避光管35随之发生形变，从而使得光电发射组件32发射的光不能被光电接收组件34接收，从而判断为发生严重形变。
本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种建筑物火灾中倒塌监测预警系统，其特征在于：包括数据采集组件、数据处理组件、数据对比处理模块(8)、数据监测控制中心(9)和报警组件，所述数据采集组件安装于楼栋中，所述数据采集组件的信号输出端与所述数据处理组件的信号输入端连接，所述数据处理组件的信号输出端与所述数据对比处理模块(8)的信号输入端连接，所述数据对比处理模块(8)的信号输出端与所述数据监测控制中心(9)的信号输入端连接，所述数据监测控制中心(9)的报警信号输出端与所述报警组件连接。
2.根据权利要求1所述的建筑物火灾中倒塌监测预警系统，其特征在于：所述数据采集组件包括建筑结构数据采集模块(1)、定温式温度采集模块(2)、承重建筑体形变监测模块(3)和数据采集模块(4)，所述建筑结构数据采集模块(1)用于采集建筑的梁、柱类承重结构的图像、结构数据，所述定温式温度采集模块(2)为多个，多个所述定温式温度采集模块(2)安装于建筑内强度较低、易于倒塌的位置，所述承重建筑体形变监测模块(3)为多个，多个所述承重建筑体形变监测模块(3)安装于建筑内强度较弱的墙体、立柱侧边，用于监测形变，所述建筑结构数据采集模块(1)、所述定温式温度采集模块(2)和所述承重建筑体形变监测模块(3)的信号输出端与所述数据采集模块(4)的信号输入端连接，所述数据采集模块(4)的信号输出端与所述数据处理组件连接。
3.根据权利要求2所述的建筑物火灾中倒塌监测预警系统，其特征在于：所述数据处理组件包括建筑结构模型建立模块(5)、数据核心处理器(6)、标准模型数据库(7)和报警模块(10)，所述建筑结构模型建立模块(5)的信号输入端与所述数据采集模块(4)的信号输出端连接，所述建筑结构模型建立模块(5)的信号输出端与所述数据核心处理器(6)的信号输入端连接，所述报警模块(10)的数据传输端与所述数据核心处理器(6)的数据传输端连接，所述标准模型数据库(7)的数据输出端与所述数据核心处理器(6)和所述数据对比处理模块(8)连接，所述数据对比处理模块(8)的数据输出端与所述数据监测控制中心(9)连接。
4.根据权利要求1所述的建筑物火灾中倒塌监测预警系统，其特征在于：所述报警组件包括云端数据库(11)、网络模块(12)和移动终端(13)，所述云端数据库(11)的信号输入端与所述数据监测控制中心(9)的报警信号输出端连接，所述云端数据库(11)的报警信号通过所述网络模块(12)与所述移动终端(13)连接。
5.根据权利要求2所述的建筑物火灾中倒塌监测预警系统，其特征在于：所述承重建筑体形变监测模块(3)由光电发射组件外壳(31)、光电发射组件(32)、光电接收组件外壳(33)、光电接收组件(34)和弹性避光管(35)组成，所述承重建筑体形变监测模块(3)嵌入预埋于建筑体地板(16)中，并靠近被测承重建筑体(14)，所述光电接收组件外壳(33)嵌入预埋于建筑体顶板(15)中，并靠近被测承重建筑体(14)，所述光电发射组件外壳(31)和所述光电接收组件外壳(33)内分别设置所述光电发射组件(32)和所述光电接收组件(34)，所述光电发射组件外壳(31)和所述光电发射组件(32)之间设置所述弹性避光管(35)，所述弹性避光管(35)的外侧贴紧所述被测承重建筑体(14)。
6.一种如权利要求5所述建筑物火灾中倒塌监测预警系统的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：通过建筑结构数据采集模块(1)对建筑物内各个承重墙、梁、柱等结构数据进行采集，可采用三维扫描仪等设备进行扫描；
S2：在建筑物内较为薄弱的位置均安装定温式温度采集模块(2)，采集火灾过程中温度变化；
S3：在建筑物内较为薄弱的立柱、墙体类支撑件安装承重建筑体形变监测模块(3)，通过承重建筑体形变监测模块(3)采集建筑物支撑体的变形状态；
S4：通过数据采集模块(4)将结构数据传输至建筑结构模型建立模块(5)中建立建筑的三维结构，将数据传输至数据核心处理器(6)中进行数据处理，将模拟数据转换为数字数据，通过数据对比处理模块(8)结合实际数据与标准模型数据库(7)中的正常数据进行对比；
S5：将对比数据结果传输至数据监测控制中心(9)中，当实际数据超过数据库的标准数据将时数据监测控制中心(9)得到警示信号传输至云端数据库(11)进行报警；
S6：云端数据库(11)通过网络模块(12)向移动终端(13)传输预警信息，救火人员通过预警信息避开易倒塌的危险区域。
7.根据权利要求6所述的建筑物火灾中倒塌监测预警系统的实现方法，其特征在于：所述步骤S3中，所述承重建筑体形变监测模块(3)的安装方法为，通过将光电发射组件外壳(31)预埋安装于建筑体地板(16)内，并靠近被测承重建筑体(14)的下端一侧，再将光电接收组件外壳(33)安装与建筑体顶板(15)内，靠近被测承重建筑体(14)的上端一侧，光电接收组件外壳(33)位于光电发射组件外壳(31)的正上方，光电发射组件(32)和光电接收组件(34)分别位于光电发射组件外壳(31)和光电接收组件外壳(33)内，在光电发射组件外壳(31)和光电接收组件外壳(33)之间安装弹性避光管(35)，弹性避光管(35)与被测承重建筑体(14)贴紧，当被测承重建筑体(14)发生形变时，弹性避光管(35)随之发生形变，从而使得光电发射组件(32)发射的光不能被光电接收组件(34)接收，从而判断为发生严重形变。
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