KR20090081537A - System and methods to predict fire and smoke propagation - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 구역적 모니터링 및 경보 시스템(regional monitoring and alarm system)에 관한 것이다. 더 세부적으로는, 본 발명은 구역이 모니터링되는 동안 출구에 대한 대피 경로가 확립되는 이러한 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a regional monitoring and alarm system. More specifically, the present invention relates to such a system in which an evacuation route to the exit is established while the zone is monitored.
거주용, 또는 비즈니스용, 또는 상업적 목적의 다층 건물에서, 구역적 모니터링 시스템, 예를 들어 화재 검출/모니터링 시스템은 매우 일반적으로 요구된다. 이러한 시스템은, 다층 건물의 주어진 층, 또는 구역으로 경보 상태의 개시, 가령 화재 상태를 개시하기 위한 정보를 제공할 수 있다. 이 정보는 최초 반응자(first responder, 응급구조원)에 의해 쉽게 접근될 수 있도록 화재 로비에 위치할 수 있는 화재 경보 제어 패널, 또는 제어 유닛으로 연결될 수 있다.In multi-story buildings for residential, business or commercial purposes, zonal monitoring systems, for example fire detection / monitoring systems, are very commonly required. Such a system can provide information for initiating an alarm condition, such as initiating a fire condition, to a given floor, or zone, of a multi-story building. This information can be linked to a fire alarm control panel or control unit that can be located in the fire lobby so that it can be easily accessed by a first responder.
화재 상태를 검출하고 식별할 수 있는 것에 추가로, 이러한 상태의 부근에 위치하는 사람들에게 대피 경로 등의 정보를 제공하여, 경보 상태의 주변으로부터 이들이 떨어지는 것을 돕는 것이 유용하다는 것이 알려졌다. 또한 화재 상태에 동적으로 반응할 수 있는 적응성 대피 시스템(adaptive evacuation system)을 통해 유연한 대피, 또는 탈출 경로를 제공함이 유용하다는 것이 발견됐다.In addition to being able to detect and identify fire conditions, it has been found useful to provide people located in the vicinity of these conditions, such as evacuation routes, to help them fall off from the vicinity of the alarm condition. It has also been found to be useful to provide flexible evacuation or escape routes through an adaptive evacuation system that can respond dynamically to fire conditions.
적응성 대피 시스템은 응급 출구를 판단하기 어려운 거주자에게 도움을 줄 수 있는 가능성을 제공한다. 건물 내의 불과 연기 장해의 위치에 대한 인지를 갖고, 이들 시스템은 안전한 경로에 대하여 계획하며, 이들을 거주자들에게 통신한다. 기본적인 적응성 대피 시스템은 화재 패널(fire panel)로부터 현재 활성 상태인 연기 및 열 검출기에 대한 정보를 수신한다. 활성 상태의 검출기의 인접부에 위치하는 경로와 비상구들은 안전하지 않다고 가정되며, 대피용으로는 폐쇄된다. 대피 플래닝(Evacuation planning)은 나머지 “안전한”경로를 가지고 이뤄진다. 상황을 판단하는 단계와, 물과 연기의 진행을 예측하는 단계와, 그 후 대피용으로 안전하지 않은 길을 식별하는 단계가 적응성 대피 시스템에서 중요한 단계들이다.Adaptive evacuation systems offer the potential to help residents who have difficulty determining emergency exits. With awareness of the location of fire and smoke barriers in buildings, these systems plan for safe routes and communicate them to residents. The basic adaptive evacuation system receives information about smoke and heat detectors that are currently active from the fire panel. Paths and emergency exits located in the vicinity of the active detector are assumed to be unsafe and closed for evacuation. Evacuation planning is done with the rest of the “safe” path. Determining the situation, predicting the progress of water and smoke, and then identifying unsafe roads for evacuation are important steps in an adaptive evacuation system.
불과 연기 전파 경로를 예측하기 위한 프로세스, 또는 방법이 유용할 것이며, 그 후 이들은 대피 경로 플래닝 알고리즘의 입력으로서 전송되어질 수 있다. 연기 전파 방법은 프로세싱 용량과 통상의 화제 제어 패널의 속도에 있어서의 심각한 제한에 의해 복잡해진다. 이는 높은 충실도의 연기 전파 모델의 사용을 제약한다. 가용 화재 제어 패널에 의한 작은 실시간 연산을 요구하는 연기 확산 예측에 대한 효과적인 접근법이 바람직할 것이다. Processes or methods for predicting fire and smoke propagation paths may be useful, which may then be sent as input to the evacuation path planning algorithm. Smoke propagation methods are complicated by severe limitations on processing capacity and speed of conventional topical control panels. This limits the use of a high fidelity smoke propagation model. An effective approach to smoke spread prediction that requires small real-time computation by an available fire control panel would be desirable.
불과 연기 전파 경로를 예측하기 위한 프로세스, 또는 방법이 유용할 것이며, 그 후 이들은 대피 경로 플래닝 알고리즘의 입력으로서 전송되어질 수 있다. 연기 전파 방법은 프로세싱 용량과 통상의 화제 제어 패널의 속도에 있어서의 심각한 제한에 의해 복잡해진다. 이는 높은 충실도의 연기 전파 모델의 사용을 제약한다. 가용 화재 제어 패널에 의한 작은 실시간 연산을 요구하는 연기 확산 예측에 대한 효과적인 접근법이 바람직할 것이다. Processes or methods for predicting fire and smoke propagation paths may be useful, which may then be sent as input to the evacuation path planning algorithm. Smoke propagation methods are complicated by severe limitations on processing capacity and speed of conventional topical control panels. This limits the use of a high fidelity smoke propagation model. An effective approach to smoke spread prediction that requires small real-time computation by an available fire control panel would be desirable.
다수의 주변 상태 검출기 사이에서의 연기 흐름 경로와 흐름의 시간을 확립하기 위한 시스템 및 방법이 제공된다. 이러한 정보는 동적으로 변화하는 대피 흐름 루트를 실시간으로 확립하기 위해 사용될 수 있다. Systems and methods are provided for establishing a smoke flow path and time of flow between a plurality of ambient condition detectors. This information can be used to establish a dynamically changing evacuation flow route in real time.
본 발명의 실시예가 여러 가지 형태를 취하지만, 그 중 특정 실시예가 도면으로 도시되고, 본원에서 상세하게 설명될 것이다. While embodiments of the invention take many forms, specific embodiments thereof are shown in the drawings and will be described in detail herein.
본 발명을 실시하는 첫 번째 방법에서, 각각의 검출기의 위치와, 인접하는 한 쌍의 검출기 사이에서의 통상적인 연기 확산 시간이 저장된다. 인접하는 검출기 사이에서의 통상적인 연기 확산 시간은 오프라인 연기 전파 모델에 의해, 또는 과거 데이터나 실험에 의해 산정된다. 거의 모든 프로세싱이 미리, 그리고 오프라인으로 수행될 수 있다. 그 후 전파 시간이 경보 제어 유닛(alarm control unit)에서 저장될 수 있다. 불, 또는 연기로 인하여 검출기가 활성될 때, 연기 전파 경로와 검출기 활성 시간 시퀀스가 저장소로부터 구해지고(retrieve), 사용된다. 전파 정보는 내장(pre-built)되고, 저장되고, 구해지기 때문에, 연기 전파 예측을 위한 경보 제어 회로 및 프로세서로 연산 로딩(computation load)을 거의 부가하지 않는다.In the first method of practicing the present invention, the location of each detector and the typical smoke diffusion time between a pair of adjacent detectors are stored. Typical smoke diffusion times between adjacent detectors are estimated by off-line smoke propagation models or by historical data or experiments. Nearly all processing can be performed in advance and offline. The propagation time can then be stored in an alarm control unit. When the detector is activated due to fire or smoke, the smoke propagation path and detector active time sequence are retrieved from the reservoir and used. Since propagation information is pre-built, stored, and obtained, very little computational load is added to the alarm control circuit and processor for smoke propagation prediction.
대안적 실시예에서, 인접하는 검출기들, 또는 구획 사이에서의 연기 전파 시간을 예측하기 위해 요구되는 방법 및 데이터가 저장될 수 있다. 그 후, 실시간 데이터를 바탕으로 연기 전파 경로가 예측될 수 있다. 단지 작은 수의 구획만을 포함하는 실시간 연기 전파 예측 프로세싱이 수행될 수 있다. 이 방법은 각각의 반복(iteration)에서 모든 구획을 포함하는 기존의 건물 불/연기 모델에서보다 훨씬 작은 연산 로드를 필요로 한다. In alternative embodiments, methods and data required to predict smoke propagation time between adjacent detectors, or compartments, may be stored. The smoke propagation path can then be predicted based on real time data. Real-time smoke propagation prediction processing may be performed that includes only a small number of compartments. This method requires much smaller computational loads than in the conventional building fire / smoke model that includes all the compartments in each iteration.
따라서 첫 번째 방법에서, 화재 제어 패널에서 거의 모든 연기 전파 경로 예측은 사용되기 전에, 미리 연산되고 데이터베이스에 저장된다. 연기 전파 경로가 저장소로부터 실시간으로 구해진다. 경로 프로세싱은, 기존의 모델링 방정식을 풀기 위해 연산 파워(computation power)를 사용할 필요가 있는 기존의 전파 프로세싱과 달리, 화재 제어 유닛으로 어떠한 연산 로드도 거의 부가하지 않는다. 이러한 프로세싱은 거의 항상 종래의 화재 제어 유닛의 능력을 넘어선다.Thus, in the first method, almost all smoke propagation path predictions in the fire control panel are precomputed and stored in the database before being used. Smoke propagation paths are obtained in real time from the reservoir. Path processing, unlike conventional propagation processing, which requires the use of computational power to solve existing modeling equations, adds little computational load to the fire control unit. This processing almost always goes beyond the capabilities of conventional fire control units.
대안적 방법에서, 활성 구획 구조물들 간에서 화재 전파가 예측된다. 이 실시예에서, 거의 모든 경우에서, 특히 화재의 초기 단계에서, 활성 상태인 검출기를 포함하는 구획과 그 인접한 구획, 즉, 작은 개수의 총 구획이 프로세싱되어 전파 시간이 판단될 수 있다. 따라서 전체 네트워크, 또는 구역에 대한 연립 방정식의 세트를 한 번에 모두 풀 때, 각각의 반복에 모든 구획을 포함할 필요가 있는 기존의 전파 프로세싱 방법에서보다 훨씬 더 작은 연산 파워가 요구된다. In an alternative method, fire propagation is predicted between active compartment structures. In this embodiment, in almost all cases, especially in the early stages of a fire, the compartment containing the active detector and its adjacent compartments, ie a small number of total compartments, can be processed to determine the propagation time. Thus, when solving a set of simultaneous equations for an entire network, or zone, all at once, much smaller computational power is required than in conventional propagation processing methods where it is necessary to include all compartments in each iteration.
본 발명의 프로세싱의 노드는, 종래 기술의 모델에서처럼 방이나 그 밖의 다른 건물 구획이 아니라 검출기를 기반으로 한다. 인접한 노드, 또는 검출기 사이에서의 연기 전파를 예측하기 위한 방법은 검출기로부터의 실시간 데이터를 사용할 수 있다. The nodes of the processing of the present invention are based on detectors rather than rooms or other building compartments as in the prior art models. Methods for predicting smoke propagation between adjacent nodes, or detectors, may use real-time data from the detectors.
본 발명의 프로세싱의 결과는 최초 반응자(first responder, 응급요원)에 의해 사용되기 위해 시각적으로 디스플레이되거나, 디스크 드라이브/데이터베이스에 로컬하게(locally) 저장될 수 있다. 또한 결과는 구역으로부터의 하나 이상의 대피 경로, 또는 루트의 전개를 촉진시키기 위한 적응성 대피 경로 소프트웨어로 입력될 수 있다. 이러한 루트는 모니터링되는 관련 서브-구역에서 청각적으로, 또는 시각적으로, 또는 두가지 모두의 방식으로 식별될 수 있다. The results of the processing of the present invention may be displayed visually or stored locally on a disk drive / database for use by a first responder. The results can also be entered into one or more evacuation routes from the zone, or by adaptive evacuation route software to facilitate the development of the route. Such routes may be identified in an audible, visually, or both manner in the relevant sub-zone monitored.
도 1은 시스템(10), 즉 환경 조건 모니터링 시스템, 가령 본 발명에 따르는 화재 경보 시스템을 도시한다. 도 1에서 상기 시스템(10)이 설치되고, 구역(R)을 모니터링하는 것이 도시된다. 1 shows a system 10, ie an environmental condition monitoring system, such as a fire alarm system according to the invention. In FIG. 1, the system 10 is installed and monitoring zone R is shown.
상기 구역(R)은 다수의 층을 갖는 다층 건물의 내부 공간을 포함할 수 있다. 대안적으로, 시스템(10)은 제한 없이, 하나의 단일 층 구역에서 설치될 수 있다. The zone R may comprise an interior space of a multi-storey building with multiple floors. Alternatively, the system 10 can be installed in one single floor zone, without limitation.
시스템(10)은 유선 매체(14), 또는 무선 매체(16)를 통해, 해당업계 종사자가 알고 있는 방식으로 구역(R) 전체에 설치되는 다수의 검출기(가령, 20, 22)와 통신하는 통신하는 경보 제어 유닛(alarm control unit, 12)을 포함한다. System 10 communicates via
다수의 검출기(22, 24)(22는 매체(14)를 통해 제어 유닛(12)과 유선 통신하며, 24는 무선 통신한다)는 구역(R)에서 전개 중인 환경 상태를 감지하고, 해당업계 종사자가 인지하는 바와 같은 연기, 또는 불, 또는 열 센서를 포함할 수 있다. 이들 검출기의 설치 위치를 선택하는 것은 해당업계 종사자라면 인지할 것이며, 일반적으로 하나의 구획(방, 계단, 복도 등)에 하나 이상의 검출기가 위치한다. 시스템(10)의 네트워크의 노드로 여겨질 수 있는 각각의 검출기(22, 24)는 제어 유닛(12)과 통신하고, 바로 인접한 곳에서의 하나 이상의 감지된 환경 상태 등의 상태 정보(status information)를 발송할 수 있다.
컴퓨터 판독형 매체 상에 미리기록되어 있는, 다수의 제어 프로그램, 또는 소프트웨어(12b)를 실행할 수 있는 하나 이상의 프로그래밍가능한 프로세서(12a)를 통해 부분적으로 구현될 수 있는 제어 유닛(12)은, 해당업계에서 알려진 바와 같이, 다양한 검출기(22, 24)로부터 수신된 신호, 또는 정보에 응답하고, 전개된 경 보 상태를 판단할 수 있다. 덧붙이자면, 제어 유닛912)은 구역(R)의 인접부에 위치할 수 있지만,또한 구역(R)로부터 이동되어, 인터넷 등의 컴퓨터 네트워크를 통해 검출기(22, 24)와 통신할 수 있다.
시스템(10)은, 프로세서(12a)와 제어 소프트웨어(12b)에 의해 액세스될 수 있는 저장 유닛과 데이터베이스 소프트웨어(12c)를 포함할 수 있다. 상기 제어 소프트웨어(12b)는 또한, 추후 설명될 바와 같이 연기 경로에 응답하고, 시간 정보를 전송하는 적응성 대피 루트, 또는 경로 판정 소프트웨어를 포함할 수 있다. 이러한 정보는 최초 반응자와 대피자 중 하나 이상을 위해 그래픽 디스플레이(14) 상에 디스플레된다. 매체(28)를 통해 회로(12)로 연결되는 출력 장치(26)는, 다음에서 논의될 방법을 기반으로, 청각적, 또는 시각적, 또는 시청각적 대피 경로 정보를 구역(R) 내에 위치하는 사람에게 제공할 수 있다.System 10 may include storage unit and
도 2는 시스템(10)이 설치된 구역(R)의 평면도(R1)를 도시한다. 예를 들어, 노드, 또는 검출기(22-i, ..., -p)가 구역 전체에 분산되어 있으며, 이들 중 일부는 도 2의 서브구역(R1)에 위치하고 있다.2 shows a plan view R1 of the zone R in which the system 10 is installed. For example, nodes, or detectors 22-i, ..., -p, are distributed throughout the zone, some of which are located in subzone R1 of FIG.
본 발명의 하나의 양태에서, 각각의 검출기 쌍(예를 들어, 도 2의 22-i와 22-j)(검출기(22-i)는 경보 상태에 돌입됐다고 나타남) 사이에서의 연기 전파 시간이 판단될 수 있다. 이러한 판단은 오프라인 연기 전파 모델, 또는 과거 데이터를 이용하여 오프라인으로 이뤄질 수 있다.In one aspect of the invention, the smoke propagation time between each detector pair (e.g., 22-i and 22-j in FIG. 2) (detector 22-i appears to have entered an alert state) Can be judged. This determination may be made offline using an off-line smoke propagation model, or historical data.
도 3은 한 쌍의 검출기, 또는 노드 사이에서의 연기 전파 경로를 화살표의 형태로 도시한다. 예를 들어, 검출기, 또는 노드(22-i)가 경보 상태로 들어가면, 검출기(22-j)를 갖는 연기 전파 경로, 즉 화살표가 형성될 수 있다, 즉 경로(30a)가 형성된다. 마찬가지로, 검출기(22-j)에 대하여, 다수의 또 다른 연기 전파 경로(30b, c, d, e, f)가 형성될 수 있고, 바람직한 경우, 노드(22-i)와 노드(22-k) 사이에서의 연기 전파 통과 시간이 확립될 수 있다. 3 shows the smoke propagation path between a pair of detectors, or nodes, in the form of arrows. For example, when the detector, or node 22-i, enters an alert state, a smoke propagation path, i. E. An arrow, with detector 22-j may be formed, i.e., path 30a is formed. Likewise, for the detector 22-j, a number of further smoke propagation paths 30b, c, d, e, f may be formed, and if desired, nodes 22-i and 22-k. The smoke propagation transit time between can be established.
따라서 프로세스가 실행되어, 각각의 노드, 또는 검출기의 쌍 사이의 연기 전파 시간을 오프라인으로 식별할 수 있고, 나중에 사용되기 위해 모든 데이터가 데이터베이스(12c)에 저장되고, 예를 들어, 검출기 중 하나, 가령 검출기(22-i)가 경보 상태가 되는 경우, 제어 유닛(12)이나 그 밖의 다른 프로세서에 의해 구해(retrieve)질 수 있다. 연기 전파 시간의 미리 저장된 속성이 주어지는 경우, 경로와, 검출기(22-i)로부터 구역(R1)의 또 다른 부분으로의 연기 흐름의 경과 시간를 확립함에 있어, 제어 유닛, 또는 회로(12) 상에 부가되는 어떠한 추가적인 연산 로드도 없거나, 거의 없다.Thus, a process may be executed to identify off-line propagation time between each node or pair of detectors, all data being stored in
구역(R)에서 위치하는 각각의 검출기는 노드와, 상기 노드의 다양한 특성을 나타내는 데이터 구조와 연계된다(102). 각각의 노드에 있어서, 검출기 식별 번호, 타입, 위치, 상태 및 그 밖의 다른 관련 정보 등의 다수의 정보가 저장된다(104). (도 3에서 가장 잘 나타나있는 바와 같이) 모든 인접 노드 쌍이 판단된다(106).Each detector located in zone R is associated with a node and a data structure representing the various characteristics of the node (102). For each node, a number of information is stored (104), such as detector identification number, type, location, status, and other related information. All adjacent pairs of nodes are determined (as best seen in FIG. 3) (106).
각각의 인접 검출기, 또는 노드의 쌍에 대하여, 연기 전파가 단일 방향을 갖는 경우, 하나의 화살표가 할당될 수 있다. 연기 전파가 노드들 사이에서 양 방향을 갖는 경우, 두 개의 화살표가 할당될 수 있다(108). 각각의 화살표에 대하여, 연계된 검출기들 사이에서의 연기 전파 시간이 확립되거나 산정된다(110). 마지막으로, 각각의 화살표에 대한 데이터, 예를 들면, 시작 노드의 식별자, 종점 노드의 식별자뿐 아니라 화살표를 따라 산정되는 연기 전파 시간이 데이터베이스(12c)에 저장된다(112).For each adjacent detector, or pair of nodes, one arrow may be assigned if the smoke propagation has a single direction. If the smoke propagation has both directions between the nodes, two arrows may be assigned 108. For each arrow, the smoke propagation time between associated detectors is established or estimated 110. Finally, data for each arrow is stored in
프로세싱(100)은 노드와, 화살표와, 구역(R)에서의 모든 가용 경로를 따르는 연기 전파 시간을 형성하는 데이터를 확립한다. 이 정보는 예를 들어 컴퓨터 판독형 매체 상의 디스크 드라이브, 또는 데이터베이스(12c)의 제어 유닛(12)에 저장될 수 있다. 그 후, 상기 제어 유닛(12)은 상기 정보를 직접 액세스할 수 있거나, 또는 제어 유닛(12)과 통신하는 프로세서를 이용하여 액세스할 수 있다.Processing 100 establishes data that forms nodes, arrows, and smoke propagation times along all available paths in zone R. This information can be stored, for example, in a disk drive on a computer readable medium, or in the
디스크 드라이브, 또는 데이터베이스(12c)에 상기 정보가 저장되는 데이터 구조에 대한 세부사항은 본 발명에 의해 제한받지 않는다.Details of the data structure in which the information is stored in the disk drive or
도 5의 프로세싱(200)은 도 3의 검출기, 또는 노드(22-i)에 의해 도시된 바와 같이, 경보 상태로 돌입된 검출기(22-i, 22-j) 중 하나 이상에 응답하는 시스템(10)의 하나의 프로세싱 실시예를 반영한다. 방법(200)은 주기를 바탕으로 수행될 수 있으며, 경보 상태를 빠져나가는 임의의 주어진 검출기, 또는 노드에 반응하는 것은 필수가 아니다.The
다음 검출기(Si)의 상태가 시간(Ti)에서 체크된다(202). 활성화되는 경우, Si에서 시작하는 모든 화살표가 식별된다(204). 앞서 프로세싱(100)에서 설명된 것과 같이, 이러한 모든 화살표들은 디스크 드라이브와 데이터베이스(12c) 중 하나 이상에 미리 저장되어 있다. The state of the next detector Si is checked at time Ti (202). When activated, all arrows starting at Si are identified (204). As described in
Si에서 시작하는 모든 화살표에 대하여, 종단 노드(Sj)가 식별된다. 그 후, 연기 전파 시간(Tj)이 예를 들어, 디스크 드라이브 데이터베이스(12c)로부터 구해진다(206). Si에서 시작하고 Sj에서 끝나는 각각의 화살표에 대하여, 노드, 또는 검출기(Si)로부터 노드, 또는 검출기(Sj)까지의 경로에 시간 Ti에서 Ti+Tij 동안의 하나의 연기 전파 경로로서 라벨링된다. 검출기(Sj)가 활성 상태라고 지정된다(208). 예측 시간 한계가 Ti+Tij의 합과 비교된다(210). 상기 예측 시간 한계가 낮을 경우, 전파가 이 화살표의 종단 노드에서 중단된다(212). 그렇지 않을 경우, 노드(Sj)가 노드(Si)를 대체하고, 시간이 재설정된다(214).For all the arrows starting at Si, the end node Sj is identified. The propagation propagation time Tj is then obtained, for example, from the
전파의 중단(212)에 뒤이어서, Si에서 시작된 모든 화살표가 검사되었는지의 여부 등의 판단이 이워진다(216). 그렇지 않을 경우, Si에서 시작하는 다음 화살표가 식별된다(218). 그럴 경우, 연기 전파 경로에서의 노드 활성 시간 시퀀스가 출력된다(220).Following interruption of
그 후, 화재 상태에 응답하고, 대피를 위한 안전한 루트를 확립하면서 적응성 대피 시스템(예를 들어, 소프트웨어 12b)에 의해 사용되기 위해, 출력 노드 활성 시간 시퀀스 및 연기 전파 경로가, 이용가능하도록 만들어진다. 상기 정보는 데이터베이스(12c)의 하나 이상의 파일에 저장되거나, 시각적으로 제공될 수 있다.The output node active time sequence and smoke propagation path are then made available for use by the adaptive evacuation system (eg, software 12b) in response to the fire condition and establishing a safe route for evacuation. The information may be stored in one or more files of
바람직하게는, 앞서 언급된 바와 같이, 프로세싱(100)이 비-실시간으로, 오프라인으로 수행되기 때문에, 특정 노드, 또는 검출기에서 경보 상태가 검출될 때 제어 유닛(12)에 의한 이러한 프로세싱은 불필요하다. 따라서 센서들 사이에서의 연기 전파 시간이 디스크 드라이브 및 데이터베이스(12c)에 미리 확립되었고, 저장 되었기 때문에, 프로세싱(200)은 연기 전파 경로와 센서 활성화 시간 시퀀스를 빠르게 확립할 수 있다. Preferably, as mentioned above, since the
미리 저장된 전파 경로 및 센서 활성화 시간 시퀀스를 고려하여 프로세싱(200)을 수행하기 위해 제어 유닛(12)에서 요구되는 추가적인 연산 로드는 제한적이거나, 최소한일 것이라고 기대될 수 있다. 이는 충분한 연산 자원을 필요로 하는 불과 연기 전파 경로를 예측하기 위한 종래 프로세서와 매우 다른 점이다. It may be expected that the additional computational load required by the
앞서 설명된 프로세싱(100, 200)과는 달리, 추후 논의될 대안적 프로세싱은, 주어진 층, 또는 구역 상의 모든 노드, 또는 검출기들이 한번에 이용되는 것과 달리, 작은 개수의 활성 노드, 또는 검출기들 사이에서 연기 전파를 예측할 수 있다.Unlike the
프로세싱(300)의 많은 구성요소가 앞서 설명된 프로세싱(100)과 동일하며, 동일한 식별 번호로 식별되었다. 프로세싱(100)이 구성요소(302)를 포함한다. 각각의 노드, 또는 검출기에 대하여, 센서 타입 및 위치뿐 아니라 상태와 온도, 연기 농도 등을 나타내는 출력 표지(indicium)가 저장된다. 방법(300)의 구성요소(108)를 실행한 후, 지정된 방정식, 또는 프로세서를 이용하여, 각각의 검출기로부터의 실시간 판독값, 또는 출력을 바탕으로, 각각의 화살표에 대하여 연기 전파 시간이 추정된다(304). 그 후, 각각의 화살표에 대하여, 시작 노드 식별자, 종단 노드 식별자뿐 아니라, 화살표를 따르는 연기 전파 시간을 추정하기 위한 방법이 저장된다(306).Many of the components of the
해당업계 종사자라면, 하나의 화살표를 따르는 연기 전파 시간을 추정하기 위해 사용될 수 있는 다양한 프로세서가 이용가능함을 알 것이다. 이러한 프로세서 의 어떠한 세부사항도 본 발명에 의해 제한되지 않는다.Those skilled in the art will appreciate that a variety of processors are available that can be used to estimate the smoke propagation time following one arrow. No details of this processor are limited by the present invention.
프로세싱(400)이 활성 검출기, 또는 노드와 연계된 상기 정보를 바탕으로 연기 전파 경로 및 전파 시간 추정치를 확립함에 있어서 실시간 검출기 정보의 사용을 도시한다. 프로세싱(400)의 많은 구성요소가 프로세싱(200)에 관련하여 앞서 설명된 구성요소와 동일하고, 동일한 식별 번호가 부여되었다. 먼저, 시간 Ti에서의 다음번 검출기 Si의 상태가 판단되고, 현재 출력 표지, 또는 값이 획득된다. 그 후, 검출기, 또는 노드 Si에서 시작하는 각각의 화살표에 대하여, 종단 노드 Sj가 식별되며, 미리-선택된 방정식, 또는 프로세싱을 실시간 센서 출력(오직 활성 상태 검출기에서의 출력)과 함께 이용하여, 연기 전파 시간 Tij가 확립, 또는 계산된다(404). 연기 전파 시간의 바람직한 프로세싱이 도 8에서 도시된다.Processing 400 illustrates the use of real-time detector information in establishing a smoke propagation path and propagation time estimate based on the information associated with an active detector or node. Many of the components of the
연기 전파 경로로부터, 연기 전파로 인한 센서 활성 시간 시퀀스와, 그 밖의 다른 관련 정보가 대피 루트 플래닝 프로세서(220)로 발송될 수 있다.From the smoke propagation path, a sensor activation time sequence due to smoke propagation and other related information may be sent to the evacuation
도 8은 예시적인 연기 전파 시간 판단 프로세싱(500)을 도시한다. 본 발명의 사상과 범위 내에서, 노드들 사이에서의 연기 전파 시간을 확립하기 위해 다양한 방법이 사용될 수 있음이 이해될 것이다. 예를 들어, 관심 노드, 또는 검출기가 포함된 구획에서의 열방출율(heat release rate), 또는 연기방출율(smoke release rate)은, 검출기 출력 및 구획 구조를 바탕으로 하는 센서-구동형 화재 모델(sensor-driven fire model)을 이용하여 판단될 수 있다(502). 활성 구획 구소는 활성 검출기, 또는 노드를 갖는 구획뿐 아니라, 그 인접 구획과 이들 사이의 통로를 포함하도록 구성될 수 있다(504). 종래의 연기 전파 모델이, 다양한 구획을 따 라서 연기의 온도와 농도 중 하나 이상이 시간에 따라 어떻게 변하는가를 예측하기 위해 사용될 수 있다(506).8 illustrates example delay propagation
그 후, 예를 들어 온도, 또는 연기 농도를 나타내는 노드, 또는 검출기가 업데이트될 수 있다(508). 그 밖의 다른 임의의 노드, 또는 검출기가 경보 상태를 나타내며, 활성화되었는가의 여부에 대한 판단이 이뤄진다(510). 그럴 경우, 이들 활성화된 노드, 또는 검출기가 식별되고, 이들이 포함된 구획 및 그 인접 구획이 활성 구획 구조에 추가된다(512). 그렇지 않은 경우, 화살표를 따르는 연기 전파 시간의 추정치가 판단될 수 있다(514).Thereafter, for example, a node or detector indicating a temperature or smoke concentration may be updated (508). A determination is made as to whether any other node, or detector, is in alarm and activated. If so, these activated nodes, or detectors, are identified, and the compartments containing them and their adjacent compartments are added to the active compartment structure (512). Otherwise, an estimate of smoke propagation time following the arrow can be determined 514.
해당업계 종사자라면, 센서-구동형 화재 모델뿐 아니라, 구역 모델 방정식(zone model equation)이 다양한 구성으로 구현될 수 있음을 인지할 것이다. 다음은 방정식을 설명하기 위함이며, 본 발명을 제한하기 위함이 아니다.Those skilled in the art will recognize that in addition to sensor-driven fire models, the zone model equations can be implemented in a variety of configurations. The following is to explain the equations, not to limit the invention.
센서-구동형 화재 모델(SDFM)의 주요 방정식:Key equations for sensor-driven fire models (SDFM):
과 and
이며, 이때, Qc는 전도성 열방출율(kW)이고, Q는 총 열방출율(kW)이며, H1은 화재 표면 위에서부터의 천정 높이(m)이며, r은 연기기둥의 중심라인(plume centerline)으로부터의 방사거리(m)이며, ΔTcj는 초과 천정류(ceiling jet) 온도(K)이고, T∞는 대기 온도(K)이며, χr은 연료의 방사 조각(radiative fraction)이다. Where Q c is the conductive heat release rate (kW), Q is the total heat release rate (kW), H1 is the ceiling height (m) from above the fire surface, and r is the plume centerline Distance from m, ΔTcj is the ceiling jet temperature K, T ∞ is the ambient temperature K and χ r is the radial fraction of the fuel.
추가적인 세부사항은 W.D. David와 G.P.Forney의 NISTIR 6705, A Sensor-Driven Fire Model, Version 1.1, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD, 2001년 1월에서 가용하다.Further details can be found in W.D. Available from David and G.P.Forney's NISTIR 6705, A Sensor-Driven Fire Model, Version 1.1, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD, January 2001.
CFAST(Consolidated Model of Fire Growth and Smoke Transport)의 주요 방정식:Key equations of the Consolidated Model of Fire Growth and Smoke Transport:
표 1. 종래의 구역 모델 방정식Table 1. Conventional Zone Model Equations
이때, mi는 레이어 i의 총 질량(kg)이고, 하부기호 i는 CFAST 모델로서의 2-구역 모델에서, 구역 모델(zone model)의 하나의 구역, 가령 상부 연기 레이어 구역(U), 또는 하부 시원한 공기 레이어 구역(L)을 나타내며, P는 압력(Pa)이고, Cp는 일정한 압력에서의 공기의 열용량(J/(kgK))이고, Cv는 일정한 체적에서의 열용량(J/(kgK))이며, γ는 일정한 압력(Cp)과 일정한 부피(Cv)에서의 공기의 열용량의 비이며, V는 체적(㎥)이고, h는 엔탈피(J/kg)이며, E는 내부 에너지(J/kg)이고, p는 공기 밀도(kg/㎥)이며, R은 보편 기체 상수(J/(kgK))이다.Where mi is the total mass (kg) of layer i and the lower symbol i is in the two-zone model as the CFAST model, one zone of the zone model, such as the upper smoke layer zone (U), or the lower cool. Represents the air layer zone (L), P is the pressure (Pa), Cp is the heat capacity of air at constant pressure (J / (kgK)), Cv is the heat capacity at constant volume (J / (kgK)) is the ratio of the heat capacity of the air at a constant pressure (Cp) and a constant volume (Cv), V is the volume (m 3), h is the enthalpy (J / kg), and E is the internal energy (J / kg). , P is the air density (kg / m 3), and R is the universal gas constant (J / (kgK)).
보다 세부적인 사항은 W.W. Jones, R.D. Peacock, G.P. Forney, P.A. Reneke의 NIST Special Publication 1026, CFAST-Consolidated Model of Fire Growth and Smoke Transport(버전 6) Technical Reference Guide, Gaithersburg, MD, 2005년12월에서 사용가능하다.For more details, see W.W. Jones, R.D. Peacock, G.P. Forney, P.A. Reneke's NIST Special Publication 1026, CFAST-Consolidated Model of Fire Growth and Smoke Transport (version 6) Technical Reference Guide, Gaithersburg, MD, December 2005.
하나의 건물에서 활성이라고 검출되는 둘 이상의 검출기가 존재하는 경우, 각각의 검출기 활성 상태가 프로세싱(200), 또는 프로세싱(400)에 의해, 또 다른 검출기의 미래의 활성에 대한 연기 전파 경로와 시간 시퀀스의 예측을 개시할 것이 다. 다양한 방법에 의해, 여러 다른 검출기로부터 시작된 다수의 예측은 하나의 예측으로 조합될 수 있다. 조합 방법 중 한 가지 예로는, 조합이 여러 다른 검출기의 활성으로부터 시작된 다수의 예측에서 경로를 따르는 동일한 검출기의 가장 이른 활성 시간의 값을 취한 후에, 조합된 연기 전파 경로가 앞서 언급된 다수의 예측 중 하나 이상으로 나타나는 모든 경로와, 상기 경로를 따르는 검출기의 활성 시간으로 구성되는 것이 있다. If there is more than one detector detected as active in one building, each detector active state is processed by processing 200, or processing 400, with a smoke propagation path and time sequence for the future activity of another detector. Will begin the prediction of. By various methods, multiple predictions originating from several different detectors can be combined into one prediction. One example of the combination method is that after the combination takes the value of the earliest active time of the same detector along the path in multiple predictions starting from the activity of several different detectors, the combined smoke propagation path is one of the aforementioned multiple predictions. It consists of all the paths that appear in at least one, and the active time of the detector along the path.
도 1은 본 발명을 실시하는 시스템의 전체도이다.1 is an overall view of a system embodying the present invention.
도 2는 대표적인 노드, 또는 검출기를 도시하는 구역의 평면도의 일부분이다.2 is part of a plan view of a zone showing an exemplary node, or detector.
도 3은 다양한 연기 경로가 도시되었으며 도 2의 구역에 대응한다.3 shows various smoke paths and corresponds to the zone of FIG. 2.
도 4는 노드, 또는 검출기들 사이에서 오프라인으로, 다수의 노드와, 화살표와, 연기 전파 시간을 도시하는 흐름도이다.4 is a flow chart showing multiple nodes, arrows, and smoke propagation time, offline between nodes or detectors.
도 5는 도 4의 흐름도에 의해 확립된 데이터로부터 얻어지는 정보를 바탕으로 하여, 노드, 또는 검출기 활성 시간 시퀀스와 연기 전파 경로를 예측하기 위한 흐름도이다.FIG. 5 is a flow chart for predicting a node or detector active time sequence and smoke propagation path based on information obtained from the data established by the flow chart of FIG. 4.
도 6은 실시간 센서, 또는 검출기 출력 표지, 또는 연기 농도, 온도 등의 판독값을 고려하는 도 4의 흐름도이다.6 is a flow diagram of FIG. 4 taking into account real-time sensor or detector output labels, or readings such as smoke concentration, temperature, and the like.
도 7은 도 5의 흐름도의 변형인 흐름도이며, 이때 연기 전파 시간이 활성 검출기, 또는 노드뿐 아니라 인접 검출기, 또는 노드에 대하여 실시간으로 동적으로 확립된다.FIG. 7 is a flow chart variant of the flow chart of FIG. 5 wherein the smoke propagation time is dynamically established in real time for the active detector or node as well as adjacent detectors or nodes.
도 8은 각각의 검출기, 또는 노드로부터의 실시간 신호, 또는 출력에 응답하는 바람직한 연기 전파 시간 프로세싱을 도시한다. FIG. 8 illustrates preferred delay propagation time processing in response to a real time signal, or output, from each detector or node.
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