基于物聯(lián)網(wǎng)的消防應(yīng)急疏散系統(tǒng)

1、Word - 7 -基于物聯(lián)網(wǎng)的消防應(yīng)急疏散系統(tǒng) - 清大東方_消防培訓(xùn)_消防設(shè)施操作員培訓(xùn)_社會(huì)消防安全教育培訓(xùn)_注冊(cè)消防工程師培訓(xùn)_消防員培訓(xùn) 1.引言 火災(zāi)是城市災(zāi)難中一個(gè)突出方面，隨著科技的長(zhǎng)進(jìn)，現(xiàn)代建造的自動(dòng)化及智能化水平的提升,人們的平安意識(shí)不斷強(qiáng)化，對(duì)消防平安要求越來(lái)也越高1。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)逐漸成熟進(jìn)展起來(lái)，并應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，它向傳統(tǒng)住所產(chǎn)業(yè)以及人們現(xiàn)代生活滲透成為一種必定結(jié)果2-5。隨著智能化住所和智能小區(qū)近年來(lái)取得的迅速進(jìn)展，建立新一代智能化消防應(yīng)屆疏散系統(tǒng)勢(shì)在必行6-7。 本文主要介紹基于物聯(lián)網(wǎng)的消防應(yīng)急疏散系統(tǒng)的原理及應(yīng)用。本系統(tǒng)是融合現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，利用設(shè)計(jì)各個(gè)子系統(tǒng)后，實(shí)

2、現(xiàn)對(duì)火災(zāi)的感知、處理以及對(duì)人員疏散，有效防止人員傷亡和國(guó)家財(cái)產(chǎn)損失。系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)在發(fā)生火災(zāi)時(shí)做到平安的消防應(yīng)急疏散功能，可以對(duì)囫圇現(xiàn)場(chǎng)舉行監(jiān)控和實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理。 2.消防平安融合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)簡(jiǎn)稱IOT（TheInternetofThings），它集合了射頻識(shí)別技術(shù)、傳感器技術(shù)、全球定位系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等9-10。對(duì)消防平安系統(tǒng)中的每個(gè)監(jiān)測(cè)對(duì)象舉行編碼，將消防系統(tǒng)中的每個(gè)實(shí)體利用互聯(lián)網(wǎng)銜接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)實(shí)體之間的信息交換和通訊，并利用消防疏散系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、追蹤、監(jiān)控和管理。 在建造物火災(zāi)中，消防應(yīng)急平安疏散是指在火災(zāi)煙氣、火焰熱等尚未危害人員生命的狀態(tài)之前，把建造物種的全部人員利

3、用設(shè)定的路線舉行撤離，撤離到平安范圍內(nèi)11-13。消防應(yīng)急疏散設(shè)計(jì)是指在系統(tǒng)設(shè)定的火災(zāi)條件之下，針對(duì)災(zāi)難及疏散形式的預(yù)測(cè)，實(shí)行一系列防火措施保證人員的平安和防止國(guó)家財(cái)產(chǎn)的巨大損失。消防應(yīng)急疏散系統(tǒng)提供多種疏散方式，保證在任何時(shí)光、任何位置的全部人員都可以自由的舉行疏散和人員的平安。消防應(yīng)急疏散系統(tǒng)利用合理的疏散設(shè)計(jì)或改造削減火災(zāi)給人員帶來(lái)的危急，提升火災(zāi)中人員的平安性，提升消防工作的水平和效率。 建立消防應(yīng)急疏散系統(tǒng)的目的是在火災(zāi)發(fā)生時(shí)平安、精確、快速地引領(lǐng)人員疏散14。利用各種不同的燈具和報(bào)警系統(tǒng)，使用消防應(yīng)急疏散系統(tǒng)準(zhǔn)時(shí)探測(cè)火勢(shì)信息并采納其中通訊方式，協(xié)助人員在火災(zāi)中逃命?，F(xiàn)在消防應(yīng)急設(shè)備

4、主要是以單體形式自立存在的，因此在火災(zāi)中指導(dǎo)人員逃命存在滯后現(xiàn)象15,對(duì)于身在火災(zāi)中的人員是極大地危害。因此建立新型消防應(yīng)急疏散系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理成為必定趨勢(shì)。 基于物聯(lián)網(wǎng)的消防應(yīng)急疏散系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)消防系統(tǒng)中的每個(gè)實(shí)體利用互聯(lián)網(wǎng)銜接起來(lái)，每個(gè)監(jiān)測(cè)實(shí)體之間可以信息交換和通訊，對(duì)樓宇內(nèi)的消防應(yīng)急標(biāo)志燈統(tǒng)一管理和監(jiān)控，實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)的每個(gè)燈具，以及正常維護(hù)。并從實(shí)際建造物的結(jié)構(gòu)和環(huán)境動(dòng)身，提出相應(yīng)的火災(zāi)應(yīng)急疏散預(yù)案。樓宇消防應(yīng)急疏散指標(biāo)能夠分為疏散指標(biāo)、引領(lǐng)系統(tǒng)、疏散路線和管理措施四個(gè)方面。 3.基于物聯(lián)網(wǎng)的消防應(yīng)急疏散系統(tǒng)的構(gòu)成及功能 本系統(tǒng)采納計(jì)算機(jī)、通訊等技術(shù)將樓宇內(nèi)的消防應(yīng)急燈接入統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)

5、通訊平臺(tái)。消防應(yīng)急疏散系統(tǒng)由五個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成，即火情感知、火情處理、火災(zāi)救助、網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)關(guān)、后臺(tái)管理等子系統(tǒng)，主要組件包括：處理器，通訊路由設(shè)備，傳感器，消防應(yīng)急標(biāo)志燈具 各子系統(tǒng)設(shè)計(jì)如下： （一）火情感知子系統(tǒng)：探測(cè)火焰并對(duì)火源舉行定位。 火焰探測(cè)器：熱紅外傳感器+MCU+無(wú)線收發(fā)模塊 煙霧探測(cè)器：煙霧傳感器+MCU+無(wú)線收發(fā)模塊 溫濕度探測(cè)器：溫濕度傳感器+MCU+無(wú)線收發(fā)模塊 熱紅外視頻采集編碼器：紅外和視頻傳感器+DSP+寬帶無(wú)線發(fā)送模塊 上述各種探測(cè)器的定位功能（帶定位感知模塊） （二）火情自動(dòng)處理子系統(tǒng)：記錄火情、分析火勢(shì)、火情預(yù)警、火焰自動(dòng)隔離。 火情記錄儀（火情黑匣子）：CPU+寬

6、帶無(wú)線接收模塊+存儲(chǔ)器 火情警報(bào)器：MCU+無(wú)線收發(fā)模塊+警報(bào)蜂鳴器 火焰隔離卷閘門：控制器（MCU+無(wú)線收發(fā)模塊）+電動(dòng)卷閘門 火情報(bào)警處理：按照感知子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析舉行短信報(bào)警（集成到GSM/3G無(wú)線模塊的智能網(wǎng)關(guān)里和外接短信modem） 火勢(shì)分析處理：火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)火勢(shì)分析前端（集成到智能網(wǎng)關(guān)里）或后端（后臺(tái)服務(wù)器完成） （三）火災(zāi)輔助救助子系統(tǒng) 強(qiáng)發(fā)光標(biāo)簽：MCU+無(wú)線收發(fā)模塊+發(fā)光材料（地腳線或地面） 應(yīng)急激光指示器：MCU+無(wú)線收發(fā)模塊+應(yīng)急激光燈+語(yǔ)音模塊 穿透型激光燈：MCU+無(wú)線收發(fā)模塊+穿透型激光燈+語(yǔ)音模塊 逃命路線規(guī)劃算法：按照火情感知和火勢(shì)分析規(guī)劃逃命路線 （四）網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)關(guān)

7、子系統(tǒng) 支持多種網(wǎng)絡(luò)接入的智能物聯(lián)網(wǎng)關(guān)： IP方式：以太網(wǎng)/電力線/WiFi/GPRS/3G 非IP方式：433M/Bluetooth/Zigbee 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧 核心算法集成： 火情報(bào)警處理算法 火勢(shì)分析處理算法 傳輸控制： 無(wú)縫傳輸與控制辦法 報(bào)警控制 電動(dòng)卷閘門控制 逃命路線指示控制 （五）后臺(tái)服務(wù)器子系統(tǒng)（傳感器數(shù)據(jù)收集、系統(tǒng)維護(hù)與管理） MTalk協(xié)議：跨網(wǎng)傳輸 傳感器云Sensor-cloud：傳感器數(shù)據(jù)收集與管理 錄播服務(wù)器管理：數(shù)據(jù)管理與再現(xiàn) 本系統(tǒng)主要包括以上五部分火情感知、火情處理、火災(zāi)救助、網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)關(guān)、后臺(tái)管理等子系統(tǒng)。 由熱紅外傳感器、紅外和視頻傳感器、溫濕度傳感器、

8、煙霧傳感器以及他們的定位模塊等組成的火情感知子系統(tǒng)，能夠在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，利用無(wú)線收發(fā)模塊把火災(zāi)源頭傳輸?shù)奖鞠到y(tǒng)中舉行準(zhǔn)時(shí)定位。由火情記錄儀、火情警報(bào)器、火勢(shì)分析處理、火情報(bào)警處理和火焰隔離卷閘門組成的火情處理子系統(tǒng)，能夠在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，自動(dòng)對(duì)火情舉行記錄并且做出相應(yīng)報(bào)警以及火勢(shì)分析。由強(qiáng)發(fā)光標(biāo)簽、逃命路線規(guī)劃算法、穿透型激光燈、應(yīng)急激光指示器等消防產(chǎn)品組成的火災(zāi)救助子系統(tǒng)能夠按照火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)情形給人員提供最佳逃命路線。系統(tǒng)支持多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，各種消防產(chǎn)品均可應(yīng)用于本系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控管理。該網(wǎng)關(guān)不僅支持多種協(xié)議接入，比如WiFi、433協(xié)議等，便于消防無(wú)線產(chǎn)品的擴(kuò)展。還實(shí)現(xiàn)了對(duì)這些協(xié)議的抽

9、象融合，終于實(shí)現(xiàn)對(duì)基于這些協(xié)議的設(shè)備舉行統(tǒng)一的監(jiān)控和控制。后臺(tái)服務(wù)器子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器數(shù)據(jù)的收集，并對(duì)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)各種數(shù)據(jù)舉行記錄和管理。 利用傳感器感知火情情況，利用應(yīng)急疏散指示燈疏散人員，利用XMPP協(xié)議銜接消防應(yīng)急疏散系統(tǒng)中的各個(gè)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)各個(gè)設(shè)備之間的互聯(lián)互操作。并利用無(wú)線通訊設(shè)備，把采集到的建造物內(nèi)的情況準(zhǔn)時(shí)發(fā)送到第三方監(jiān)控端，實(shí)現(xiàn)第三方對(duì)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控和管理，使在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，更有效的指揮人員的疏散。 4.系統(tǒng)的使用及維護(hù) 本消防應(yīng)急疏散系統(tǒng)和報(bào)警系統(tǒng)銜接在一起，把報(bào)警系統(tǒng)中的每個(gè)產(chǎn)品聯(lián)系起來(lái)。在建造物出口處設(shè)置語(yǔ)音平安出口標(biāo)志燈，走道內(nèi)設(shè)置低位雙向可調(diào)標(biāo)志燈，大空間內(nèi)設(shè)置智能應(yīng)急照明燈

10、具。在平時(shí)維護(hù)中報(bào)警顯示各種設(shè)備的故障，只需在消防應(yīng)急疏散系統(tǒng)中心檢查故障燈具即可，無(wú)需到現(xiàn)場(chǎng)排查，提升了消防工作效率。疏散燈具采納電子編碼方式，每個(gè)標(biāo)志燈都有唯一的地址編碼，主機(jī)利用燈具的唯一地址24小時(shí)不間斷地對(duì)燈具舉行巡檢，檢測(cè)其故障、連線的開(kāi)路、短路等狀況，以便于準(zhǔn)時(shí)舉行維護(hù)。 火災(zāi)發(fā)生時(shí)，消防應(yīng)急疏散系統(tǒng)主機(jī)利用無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊或標(biāo)準(zhǔn)串行端口（RS232）銜接16-17，接收來(lái)自火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)信息，確定火災(zāi)危急區(qū)域的位置，挑選相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案；同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控底層設(shè)備的工作狀態(tài)信息；轉(zhuǎn)變相關(guān)雙向可調(diào)標(biāo)志燈具和語(yǔ)音燈具的工作狀態(tài)，打開(kāi)應(yīng)急照明燈具，語(yǔ)音和頻閃作用增加了對(duì)煙霧的穿透力，實(shí)現(xiàn)平安疏散。 5.結(jié)論 本系統(tǒng)以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)建立了五個(gè)子系統(tǒng)即火情感知、火情處理、火災(zāi)救助、網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)關(guān)、后臺(tái)管理子。系統(tǒng)包括傳感器、微處理器、