CN114143354A - 一种隧道环境监测及疏散引导系统 - Google Patents

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CN114143354A CN202111502011.6A CN202111502011A CN114143354A CN 114143354 A CN114143354 A CN 114143354A CN 202111502011 A CN202111502011 A CN 202111502011A CN 114143354 A CN114143354 A CN 114143354A
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Abstract

本申请公开了一种隧道环境监测及疏散引导系统，包括：环境信息检测模组、环境监测分站、疏散引导模组及监控中心平台；所述环境监测分站分别与所述环境信息检测模组、所述疏散引导模组以及所述监控中心平台通信连接，所述监控中心平台通过所述环境监测分站控制所述疏散引导模组以及所述环境信息检测模组。本申请通过设置环境信息检测模组、疏散引导模组、监控中心平台以及环境监测分站，可对隧道内多种环境要素进行统一监控，及时、准确的掌握隧道内的情况，对事故做到预先示警。在隧道内发生火灾时，本申请能够及时有效、快速进行人员疏散，引导人员撤离到安全区域，防止人员伤亡。

Description

一种隧道环境监测及疏散引导系统
技术领域
本申请属于环境安全监测技术领域，具体涉及一种隧道环境监测及疏散引导系统。
背景技术
随着我国高速公路建设里程的增长，隧道占新建设高速公路里程的比例越来越大。隧道在空间上呈封闭带状分布的结构特征，给行车环境带来了一系列变化，往往构成高速公路交通事故的多发区，并且极易引发二次交通事故，引起高速公路堵塞，造成重大经济损失。隧道安全运营问题显得越来越突出，隧道内环境监测成为保证高速公路隧道安全及安全运行的重要手段。
由于隧道具有封闭性、线路长等环境因素人工难监测。隧道一旦发生火灾事故时会造成极难灭火，燃烧会迅速消耗掉隧道内部氧气并产生大量烟雾和有毒有害气体，驾乘人员需弃车疏散逃生。隧道线路过长，使隧道内对侧行车洞难以短时间清空，大量驾乘人员只能进入安全疏散通道内进行疏散和等待救援。隧道内烟尘扩散速度远大于人行走的速度，人员在隧道中可能会重新误入环境危险的行车洞内或进入尚未清空的对侧隧道造成二次事故。
目前隧道检测方法主要是通过固定位置的少量单一气体检测设备进行环境检测，将检测数据上传监控中心，工作人员根据上传数据判断隧道环境。隧道发生火灾事故后，主要靠人工通知隧道内驾乘人员弃车撤离。现有的隧道环境监测方法，检测要素单一，不能实时全方位监测。疏散引导装置逃生门和指示箭头，指示箭头通常设置于两个逃生门之间，指示箭头起到指引方向的作用。现有技术中的指示箭头并不能够很好的指引安全的逃离方向，甚至会给出错误的指引。
因此在隧道内需设置环境监测及疏散引导系统，实现24小时实时自动化监控其中气体变化情况，来对隧道内的温湿度、有毒有害气体、氧气含量、烟雾进行实时监测及报警以便及时采取防御措施，来防范重大事故的发生、及时引导疏散隧道内人员。
发明内容
针对上述现有技术的缺点或不足，本申请要解决的技术问题是提供一种隧道环境监测及疏散引导系统，实现隧道环境检测数据标准化采集、监视、操作和控制、以电子地图方式显示子系统中设备位置信息、状态信息，实现子系统间信息互联互通，实现在线制定智能联动策略机制、智能维护等高级应用功能。
为解决上述技术问题，本申请通过以下技术方案来实现：
本申请提出了一种隧道环境监测及疏散引导系统，包括：
环境信息检测模组，其用于检测隧道的环境因素变化，及时发现异常情况；
环境监测分站，其用于采集所述环境信息检测模组检测数据，并将所述检测数据进行整合，将整合后的所述检测数据发送给所述监控中心平台；实时执行监控中心平台的诱导指令，且所述环境监测分站与监控中心平台断网的情况下，可通过无线自组网的方式获取临近环境监测分站的数据信息，自动生成应急诱导信息并发布；
疏散引导模组，其用于显示逃生诱导信息并发出提醒信息；
监控中心平台，其根据燃烧点位置和火灾蔓延情况，计算出最佳疏散路径，并向所述环境监测分站发送引导指令；
所述环境监测分站分别与所述环境信息检测模组、所述疏散引导模组以及所述监控中心平台通信连接，所述监控中心平台通过所述环境监测分站控制所述疏散引导模组以及所述环境信息检测模组。
可选地，上述的隧道环境监测及疏散引导系统，其中，所述环境信息检测模组可拆卸地安装在行车隧道的侧壁上，所述环境信息检测模组设置有若干个。
可选地，上述的隧道环境监测及疏散引导系统，其中，所述环境信息检测模组包括：用于检测隧道内被检气体的气体检测传感器、用于检测隧道内的湿温度变化的湿温度检测传感器以及用于检测烟气是否产生的烟雾检测传感器，其中，所述气体检测传感器、所述湿温度传感器以及所述烟雾检测传感器均与所述环境监测分站通信连接。
可选地，上述的隧道环境监测及疏散引导系统，其中，所述疏散引导模组可拆卸地安装在行车隧道的侧壁上，所述疏散引导模组设置有若干个。
可选地，上述的隧道环境监测及疏散引导系统，其中，所述疏散引导模组设置于所述环境监测分站上，其中，所述疏散引导模组包括：声光报警器、电子情报板以及语音通信模块，其中，所述声光报警器、所述电子情报板以及所述语音通信模块均与所述环境监测分站通信连接。
可选地，上述的隧道环境监测及疏散引导系统，其中，所述电子情报板包括：LED显示屏、LCD显示器或通过投影仪显示。
可选地，上述的隧道环境监测及疏散引导系统，其中，所述环境监测分站设置在安全疏散通道内，所述环境监测分站设置有若干个。
可选地，上述的隧道环境监测及疏散引导系统，其中，若干个所述环境监测分站通过交换机组成以太网，或通过R485总线/CAN总线组网，或通过Zegbee/LoRa/WIFI组网。
可选地，上述的隧道环境监测及疏散引导系统，其中，所述环境监测分站还配置有电池组件。
可选地，上述的隧道环境监测及疏散引导系统，其中，所述监控中心平台包括：至少一个服务器。
与现有技术相比，本申请具有如下技术效果：
本申请通过设置环境信息检测模组、疏散引导模组、监控中心平台以及环境监测分站，可对隧道内多种环境要素进行统一监控，及时、准确的掌握隧道内的情况，对事故做到预先示警。在隧道内发生火灾时，本申请能够及时有效、快速进行人员疏散，引导人员撤离到安全区域，防止人员伤亡；
本申请可实现24小时实时自动化监控其中气体变化情况，来对隧道内的温湿度、有毒有害气体、氧气含量、烟雾进行实时监测及报警以便及时采取防御措施，来防范重大事故的发生、及时引导疏散隧道内人员。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1：本申请一实施例隧道环境监测及疏散引导系统的结构框图；
图2：本申请一实施例中环境监测分站的结构示意图；
图3：本申请一实施例本地引导疏散示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
如图1所示，在本申请的其中一个实施例中，一种隧道环境监测及疏散引导系统，包括：
环境信息检测模组1，其用于检测隧道的环境因素变化，及时发现异常情况；
环境监测分站3，其用于采集所述环境信息检测模组1的检测数据，并将所述检测数据进行整合，将整合后的所述检测数据发送给所述监控中心平台4；实时执行监控中心平台4的诱导指令，且所述环境监测分站3与监控中心平台4断网的情况下，可通过无线自组网的方式获取临近环境监测分站3的数据信息，自动生成应急诱导信息并发布；
疏散引导模组2，其用于显示逃生诱导信息并发出提醒信息；
监控中心平台4，其根据燃烧点位置和火灾蔓延情况，计算出最佳疏散路径，并向所述环境监测分站3发送引导指令；
所述环境监测分站3分别与所述环境信息检测模组1、所述疏散引导模组2以及所述监控中心平台4通信连接，所述监控中心平台4通过所述环境监测分站3控制所述疏散引导模组2以及所述环境信息检测模组1。
本实施例可对隧道内多种环境要素进行统一监控，及时、准确的掌握隧道内的情况，对事故做到预先示警。在隧道内发生火灾时，能够及时有效、快速进行人员疏散，引导人员撤离到安全区域，防止人员伤亡。
具体地，在本实施例中，将隧道划分为若干区段，建立每个区段内设备关系。隧道每隔200米设有人行横通道1处，人行横洞门连通安全疏散通道和2座车行隧道，在每处人行横洞门的安全疏散通道侧各设1套下文所述的电子情报板22，环境信息检测模组1设置在行车隧道侧壁的，环境监测分站3设置在安全疏散通道内。
其中，在本实施例中，所述环境信息检测模组1可拆卸地安装在行车隧道的侧壁上，所述环境信息检测模组1设置有若干个。其中，所述环境信息检测模组1根据实际情况安装在行车隧道的不同工位上。通过上述可拆卸的安装方式，便于安装以及后续地维修更换等操作。所述环境信息检测模组1在整个隧道中进行密集分布，用于检测隧道内的环境因素变化。
进一步可选地，所述环境信息检测模组1包括：气体检测传感器11、湿温度检测传感器13以及烟雾检测传感器12，其中，所述气体检测传感器11用于检测隧道内被检气体，包括气体含量等，如检测隧道内的一氧化碳、二氧化氮或氧气等含量等；所述湿温度检测传感器13用于检测隧道内的湿温度变化；当隧道发生燃烧点产生烟雾时，所述烟雾检测传感器12用于及时检测烟雾产生，及时发现异常情况等，其中，所述气体检测传感器11、所述湿温度检测传感器13以及所述烟雾检测传感器12均与所述环境监测分站3通信连接。在本实例中，所述气体检测传感器11、所述湿温度检测传感器13以及所述烟雾检测传感器12相互配合使用，可用于及时发现异常情况等。
可选地，所述疏散引导模组2可拆卸地安装在行车隧道的侧壁上，所述疏散引导模组2设置有若干个。其中，所述疏散引导模组2根据实际情况安装在行车隧道的不同工位上。通过上述可拆卸的安装方式，便于安装以及后续地维修更换等操作。
进一步地，在本实施例中，如图2所示，所述疏散引导模组2设置于所述环境监测分站3上，其中，所述疏散引导模组2包括：声光报警器21、电子情报板22以及语音通信模块23，其中，所述声光报警器21、所述电子情报板22以及所述语音通信模块23均与所述环境监测分站3通信连接。其中，根据监控中心平台4的引导指令，启动声光报警、电子情报板22显示隧道内各个区域环境参数和显示逃生诱导信息，并根据监测设定范围采用不同的颜色显示，以提醒逃生人员安全门能否出入。通过对讲呼叫装置向隧道内人员广播疏散信息，并可与管理中心实现点对点的通话，引导人们疏散逃出。
所述电子情报板22包括但不限于：LED显示屏、LCD显示器或通过投影仪显示。所述LED显示屏、LCD显示器或投影仪用于显示隧道内各个区域环境参数和显示逃生诱导信息。
所述环境监测分站3设置在安全疏散通道内，所述环境监测分站3设置有若干个。所述环境监测分站3用于采集环境信息检测模组1检测数据，并将数据进行整合，再将整合后的数据发送给监控中心平台4。当环境参数超限时，发送报警信号，并与电子情报板22、监控中心平台4通信与显示，同时该环境监测分站3集声光报警器21和语音通信模块23与一体，具有广播及与求救中心点对点的通信功能。
进一步地，在本实施例中，若干个所述环境监测分站3通过交换机组成以太网，将数据传至监控中心平台4，监控覆盖隧道内所有空间。
或者，在另一实施例中，若干个所述环境监测分站3通过R485总线/CAN总线组网；或者，在另一实施中，若干个所述环境监测分站3通过Zegbee/LoRa/WIFI组网。
其中，所述环境监测分站3还配置有电池组件。
所述监控中心平台4包括：至少一个服务器，用于接收环境监测分站3上传数据，实现隧道环境检测数据标准化采集、监视、操作和控制、以电子地图方式显示子系统中设备位置信息、状态信息，实现子系统间信息互联互通。其中，所述监控中心平台4将所有环境监测分站3所采集到的数据进行处理。对每个测点的实时测量浓度值或工作状态进行长期在线连续采集监测，当火灾发生时，根据燃烧点位置和火灾蔓延情况计算出最佳疏散路径，并向疏散引导模组2发送引导指令。
进一步的，当断电断网环境监测分站3独立功能。环境监测分站3可以监测隧道内各个通道的环境数据；根据得到的信息，读取数据进行分析，并通过语音和报警器播报采集区域的状况。
进一步地，环境监测分站3自带备用电池，在断电情况下，进入节能模式，可自主运行1小时，实现诱导信息不间断。
当所述环境监测分站3网络断开，在没有监控中心的情况下，主机通过无线(LORA，ZIGBEE等)，自动切换为“手拉手”组网的模式，获取临近环境监测分站3的数据信息，达到逃生诱导和诱导信息的播报。
手拉手组网模式：环境监测分站3通过无线通讯，与最近的两台主机交换信息；
手拉手模式的数据通讯流程：每台主机配置最近四台主机的设备地址；每台主机配置优先左向或右向，到横洞最近为优先；横洞处的主机配置为横洞。
如图3所示，在本实施例中，示意了其中一种本地引导疏散的示意图。其中以设置有8个环境监测分站和两个安全门为例进行说明。其中，下文不同的环境监测分站分别定义为环境监测分站31、环境监测分站32、环境监测分站33、环境监测分站34、环境监测分站35、环境监测分站36、环境监测分站37以及环境监测分站38。
具体地，环境监测分站31和环境监测分站32通讯连接，环境监测分站32和环境监测分站33通讯连接，环境监测分站31和环境监测分站33没有通讯；
例如，在其中一实施例中，环境监测分站31，环境监测分站33监测到异常情况下的诱导。
环境监测分站33管辖区域发生意外报警，环境监测分站33的左向和右向诱导标志报警；
环境监测分站32查询环境监测分站33号的右向诱导报警标志，环境监测分站32右向诱导报警，左向标志正常；
环境监测分站31查询环境监测分站32的右向诱导标志，环境监测分站31右向诱导报警，左向标志正常；
环境监测分站34监测无异常，诱导至横洞；
环境监测分站35监测环境监测分站34，左向诱导；
环境监测分站36优先右向，诱导至横洞；
环境监测分站37监测无异常，诱导至横洞；
环境监测分站38优先左向，诱导至横洞。
在另一实施例中，环境监测分站32，环境监测分站36监测到异常，环境监测分站34失联情况下的诱导。
环境监测分站36管辖区域发生意外报警，环境监测分站36的左向和右向诱导标志报警；
环境监测分站35查询环境监测分站36号的右向诱导报警标志，环境监测分站35右向诱导报警，左向标志正常；
环境监测分站34失联；
环境监测分站33查询环境监测分站34失联，查询环境监测分站35，右向诱导标志报警，左向正常；
环境监测分站32、环境监测分站31右向报警，左向正常；
环境监测分站37监测无异常，诱导至横洞；
环境监测分站38优先左向，诱导至横洞。
在本实施例中，以上实例仅为举例说明，并不对本申请的保护范围进行限定。
在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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；可以是机械连接，也可以是电连接；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申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非限定，参照较佳实施例对本申请进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本申请技术方案的精神和范围，均应涵盖在本申请的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种隧道环境监测及疏散引导系统，其特征在于，包括：
环境信息检测模组，其用于检测隧道的环境因素变化，及时发现异常情况；
环境监测分站，其用于采集所述环境信息检测模组检测数据，并将所述检测数据进行整合，将整合后的所述检测数据发送给所述监控中心平台，实时执行监控中心平台的诱导指令，且所述环境监测分站与监控中心平台断网的情况下，可通过无线自组网的方式获取临近环境监测分站的数据信息，自动生成应急诱导信息并发布；
疏散引导模组，其用于显示逃生诱导信息并发出提醒信息；
监控中心平台，其根据燃烧点位置和火灾蔓延情况，计算出最佳疏散路径，并向所述环境监测分站发送引导指令；
所述环境监测分站分别与所述环境信息检测模组、所述疏散引导模组以及所述监控中心平台通信连接，所述监控中心平台通过所述环境监测分站控制所述疏散引导模组以及所述环境信息检测模组。
2.根据权利要求1所述的隧道环境监测及疏散引导系统，其特征在于，所述环境信息检测模组可拆卸地安装在行车隧道的侧壁上，所述环境信息检测模组设置有若干个。
3.根据权利要求1所述的隧道环境监测及疏散引导系统，其特征在于，所述环境信息检测模组包括：用于检测隧道内被检气体的气体检测传感器、用于检测隧道内的湿温度变化的湿温度检测传感器以及用于检测烟气是否产生的烟雾检测传感器，其中，所述气体检测传感器、所述湿温度传感器以及所述烟雾检测传感器均与所述环境监测分站通信连接。
4.根据权利要求1所述的隧道环境监测及疏散引导系统，其特征在于，所述疏散引导模组可拆卸地安装在行车隧道的侧壁上，所述疏散引导模组设置有若干个。
5.根据权利要求4所述的隧道环境监测及疏散引导系统，其特征在于，所述疏散引导模组设置于所述环境监测分站上，其中，所述疏散引导模组包括：声光报警器、电子情报板以及语音通信模块，其中，所述声光报警器、所述电子情报板以及所述语音通信模块均与所述环境监测分站通信连接。
6.根据权利要求4所述的隧道环境监测及疏散引导系统，其特征在于，所述电子情报板包括：LED显示屏、LCD显示器或投影仪显示。
7.根据权利要求1所述的隧道环境监测及疏散引导系统，其特征在于，所述环境监测分站设置在安全疏散通道内，所述环境监测分站设置有若干个。
8.根据权利要求7所述的隧道环境监测及疏散引导系统，其特征在于，若干个所述环境监测分站通过交换机组成以太网，或，通过R485总线/CAN总线组网，或，通过Zegbee/LoRa/WIFI组网。
9.根据权利要求7所述的隧道环境监测及疏散引导系统，其特征在于，所述环境监测分站还配置有电池组件。
10.根据权利要求1至9任一项所述的隧道环境监测及疏散引导系统，其特征在于，所述监控中心平台包括：至少一个服务器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN116229659A (zh) * 2023-05-08 2023-06-06 四川省交通勘察设计研究院有限公司 适用于低等级公路的隧道交通控制系统及交通控制方法

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