[发明专利]基于数字化技术的动态反馈式隧道火灾智能疏散救援系统

说明书

技术领域

本发明属于公共交通的火灾报警技术领域，具体说涉及一种用于公路隧道的基于数字化技术的动态反馈式火灾智能疏散救援系统。

背景技术

近年来我国高速公路建设取得了举世瞩目的成就，2008年新修成高速公路6433公里，高速公路通车总里程达到6.03万公里，继续居世界第二位。到2020年，国家高速公里网将基本建成，届时中国高速公路通车里程将达10万公里。在已建成通车和在建及规划中的高速公路中，隧道所占的比例越来越大，长大隧道和特长隧道也越来越多。公路隧道作为公路交通的重要组成部分，其安全运行越来越受到人们的高度重视，而影响隧道安全运行的主要因素之一就是火灾。

隧道由于环境密闭，疏散逃生通道少，一旦发生火灾，往往会造成惨重的人员伤亡和重大的经济损失。为了提高隧道内的火灾安全性，目前国内外在隧道内均设置了火灾自动、手动报警系统、CCTV监视系统、自动喷水灭火系统等消防设备。同时，从管理角度，均针对隧道火灾制定了相应的应急管理措施及预案。

但是，目前的隧道火灾报警救援系统存在如下几方面的不足：

(1)隧道内的设置的火灾报警系统功能单一，仅仅实现对火灾事故的报警，无法获得火灾随后的发展态势和隧道内实时的火情信息，难以支撑隧道火灾的救援。

(2)在隧道火灾人员逃生救援工作中建立疏散救援预案已成为隧道建设的一个重要组成部分，但是目前的应急疏散预案多为固定性、文字性的预案。而实际上隧道内火灾的发生地点、火灾的规模等均具有随机性，预先制定的固定预案难以满足千变万化的隧道火灾现场状态。

(3)发生火灾后，由于隧道内高温烟气弥漫，隧道内的实际状况难以实时直观的显示，严重影响现场消防和救援工作的效率和可靠性。

为了克服上述隧道火灾报警救援技术的不足，亟需研发基于火灾现场信息的动态反馈式智能疏散救援系统。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于数字化技术的动态反馈式隧道火灾智能疏散救援系统，以克服现有技术中存在的不足。

本发明采用以下技术方案：

一种动态反馈式隧道火灾智能疏散救援系统，其特征是包括：

火情信息获取子系统，对火灾探测仪器采集的温度数据进行分析处理和数据挖掘，实现从采集信息到实用的火情信息的转换，获得火情信息包括火源点位置、火灾规模和火灾类型；

三维温度烟气场重构子系统，根据所述温度数据和火情信息建立三维动态温度烟气场信息；

应急疏散救援决策子系统，根据所述火情信息获取子系统和三维温度烟气场重构子系统提供的实时信息对火灾发展态势进行分析和评估，对疏散、逃生措施进行实时动态调整和更新；

及数字化虚拟现实显示子系统，基于数字化虚拟现实技术，将隧道内火情信息及温度烟气场进行虚拟动态显示。

进一步地，所述火情信息还包括火源点数量、最高温度、温升速率、温度场分布、烟气运动方向、扩散范围以及流动速度。

进一步地，所述三维温度烟气场信息包括沿隧道纵向和横向的温度分布曲线，还包括烟气移动速度、烟区大小及边界。

进一步地，所述数字化虚拟现实显示子系统还支持对火灾隧道的实时漫游。

进一步地，所述火灾探测仪器为光栅光纤传感器，该传感器沿隧道纵向设于隧道拱顶下方。

本发明可提供隧道内火源点数量，位置，火灾规模和类型，烟气运动方向、扩散范围及流动速度；能够实时重构火灾时隧道内的三维温度场和烟气场，并将隧道内火情信息及温度烟气场进行虚拟动态显示；同时，可根据隧道内实际的火势发展状况来实时地调整相应的应急疏散救援预案，从而做到决策的合理化，克服了现有隧道火灾预案固定化、框架化、实时性和适应性差等众多不足。

附图说明

图1为本发明涉及地基于数字化技术的动态反馈式隧道火灾智能疏散救援系统的构成原理图。

图2为光栅光纤传感器在隧道横断面上的布设位置示意图。

图3隧道火源点位置修正原理示意图。

具体实施方式

由图1所示，其中图中的实线框为各子系统，虚线框为各子系统的功能。本发明涉及的动态反馈式隧道火灾智能疏散救援系统由火情信息获取子系统，三维温度烟气场重构子系统，应急疏散救援决策子系统以及数字化虚拟现实显示子系统四部分组成。

各子系统的作用及子系统之间的关系如下所述：

1)火情信息获取子系统