[发明专利]一种基于蚁群算法的应急电源管理系统及智能巡查方法

说明书

本发明提供了一种基于蚁群算法的应急电源管理系统及智能巡查方法，包括监控主机和多个灯具单元，每一个灯具单元包括一个电源节点；每一个电源节点包括一个灯具控制器和一个对应的电源信息采集模块；监控主机基于蚁群算法采用主动巡查方式结合周期性定时巡查方式确定电源节点的巡查路径，并根据电源节点上传的电源数据信息分析电源节点的荷电状态。本发明的基于蚁群算法的应急电源管理系统及智能巡查方法考虑节点异常率和节点空间位置，动态规划巡查路径，确保异常节点以最快的速度被发现，提高了系统的响应速度和管理水平，系统在智能化程度上更进一步。

技术领域

本发明属于应急照明系统电源管理技术领域，涉及一种基于蚁群算法的应急电源管理系统及智能巡查方法。

背景技术

随着我国城市化程度的不断提高，城市建筑趋向于大规模、高层化、现代化方向发展，建筑对于消防要求越来越高，尤其是一些重要的公共建筑，由于使用性质特殊，建筑结构更加复杂、人口密度更大，一旦发生火灾，将造成人员疏散困难，导致人员伤亡和重大财产损失。在《消防应急照明和疏散指系统技术标准》(GB51309-2018)和《建筑设计防火规范》对应急照明系统及备用电源做出规定：消防应急照明系统需要采用蓄电池电源作为灯具的后备保障性电源，选择不含重金属等对环境有害物质的蓄电池，备用消防电源要满足火灾延续时间内应急照明设备的用电要求，确保人员疏散和消防救援的顺利进行，与此同时，应急照明蓄电池管理系统研究受到广泛关注。

应急照明灯具按照备用电源设置方式分为集中电源型和自带电源型，《消防应急照明和疏散指系统技术标准》中规定：住宅建筑中，当灯具采用自带蓄电池供电方式时，消防应急照明可以兼用日常照明。可以预见未来住宅建筑中，采用自带电源型应急照明灯具的比例将会大大增加，与集中电源作蓄电池相比，应急照明系统灯具采用自带蓄电池作为灯具备用电源能使灯具间的相互干扰降低到最低，可供选择的蓄电池种类更加多样，同时这种供电方式的缺陷也是显而易见的：蓄电池数量众多，给日常检修带来极大负担；在蓄电池的巡查管理方面有更高的要求。

早期的应急照明系统规模较小，蓄电池的巡查管理通过人工完成或是半人工的巡查管理状态，随着建筑物体量的增大，应急照明系统规模不断扩大，传统的电源巡查方式已经不能满足管理需求。人工巡查方式由于工作量巨大，无法做到全天候巡检，容易造成漏查、漏检情况，导致管理盲区的存在。随着科学技术的发展，电源管理系统从早期的电压电流检测的单一功能发展到电池容量、健康状态等复杂状态管理，但是由于工程中大多使用单一的电量估计算法，电量估算精度低的问题一直存在；此外，在巡查管理上依然沿用传统电源管理系统的巡查管理方式，即由下位机采集电源信息，上位机负责信息显示的被动巡查管理方式，系统对蓄电池的状态进行无差别监测，这种巡查管理方式在结构上缺乏合理性和科学性，无法发挥系统巡查管理的宏观优势，直接表现在系统发现异常电源节点时的滞后性，导致系统稳定性和快速性降低。

发明内容

为了达到上述目的，本发明提供一种基于蚁群算法的应急电源管理系统及智能巡查方法，解决了现有技术中存在的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种基于蚁群算法的应急电源管理系统，包括监控主机和多个灯具单元，每一个灯具单元包括一个电源节点；每一个所述电源节点包括一个灯具控制器和一个对应的电源信息采集模块；灯具控制器，用于接收监控主机发送的控制信息，控制电源信息采集模块；电源信息采集模块，用于采集电源数据信息，然后将采集到的电源数据信息通过CAN总线上传至监控主机；监控主机，用于对电源节点采用基于蚁群算法的智能巡查并分析电源节点的荷电状态，并在用户界面上进行显示。

其中，电源数据信息采集模块具有集成度高、扩展性好的优点，占用空间小，可在控制芯片管脚数量满足要求的前提下增加信息采集模块，对系统功能进行扩展；由于电源信息采集模块与灯具单元共用控制器，应急电源管理系统可以方便地与其他消防系统进行信息共享。

其中，灯具控制器采用单片机、DSP芯片、FPGA芯片中的任一种。