[發(fā)明專利]一種大空間屋蓋火災(zāi)下坍塌預(yù)警系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010718326.3
• 申請日: 2020-07-23
• 公開（公告）號: CN111882834B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹亮;闞強(qiáng);李智鴻
• 申請（專利權(quán)）人: 應(yīng)急管理部天津消防研究所;上海驍鴻信息科技有限公司
• 主分類號: G08B21/18
• 分類號: G08B21/18;G08B25/10;G08B7/06;G01K7/04;G01K1/02;G01C5/00;G01B21/00
• 代理公司: 天津中環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 12105
• 代理人: 楊舒文

1.一種大空間屋蓋火災(zāi)下坍塌預(yù)警系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述預(yù)警系統(tǒng)包括探測部和處置部；

所述探測部安裝于擬探測的屋蓋結(jié)構(gòu)網(wǎng)格對應(yīng)的屋面上，獲得所探測點(diǎn)位的近屋面動態(tài)溫度、動態(tài)空間坐標(biāo)，并通過無線和聲發(fā)射方式向外界傳輸數(shù)據(jù)，通過光顯示方式即時(shí)發(fā)出視覺預(yù)警；

所述探測部由屋面穿孔組件、溫度探測組件、手持安裝組件、隔熱緩沖接合組件、隔熱減震箱、光顯示高程助識組件、投射接合組件依次串接組成；

所述屋面穿孔組件、手持安裝組件、隔熱緩沖接合組件、投射接合組件用于刺穿及將探測部整體安裝固定于屋蓋結(jié)構(gòu)網(wǎng)格對應(yīng)的屋面上；屋面穿孔組件用于探測部安裝過程中在網(wǎng)格所對應(yīng)屋面范圍內(nèi)開孔；手持安裝組件和投射接合組件分別用于以手動和定點(diǎn)投射的方式安裝探測部整體；隔熱緩沖接合組件用于緩沖探測部安裝過程中對隔熱減震箱整體、光顯示高程助識組件的震動并且將探測部整體可靠固定于屋蓋結(jié)構(gòu)網(wǎng)格對應(yīng)的屋面上；

溫度探測組件用于監(jiān)測所探測點(diǎn)位的近屋面動態(tài)溫度并被隔熱減震箱內(nèi)數(shù)據(jù)采集組件存儲；

光顯示高程助識組件獲得隔熱減震箱內(nèi)數(shù)據(jù)采集組件存儲的動態(tài)空間高程坐標(biāo)數(shù)據(jù)并以顏色種類和深淺的方式向外界發(fā)出視覺預(yù)警；

所述隔熱減震箱內(nèi)安裝有通過電路連接的系統(tǒng)供電組件、空間定位組件、數(shù)據(jù)采集組件、數(shù)據(jù)發(fā)射組件、聲發(fā)射高程助識組件；

隔熱減震箱用于確保探測部整體安裝于屋蓋結(jié)構(gòu)網(wǎng)格所對應(yīng)屋面過程中內(nèi)部的系統(tǒng)供電組件、空間定位組件、數(shù)據(jù)采集組件、數(shù)據(jù)發(fā)射組件、聲發(fā)射高程助識組件及附屬接線免受震動損壞及運(yùn)行過程中免受溢出屋面的高溫?zé)煔鈸p壞；空間定位組件用于獲得所探測點(diǎn)位的動態(tài)空間坐標(biāo)，包括動態(tài)空間高程坐標(biāo)數(shù)據(jù)和動態(tài)空間水平坐標(biāo)數(shù)據(jù)，并被數(shù)據(jù)采集組件存儲；數(shù)據(jù)發(fā)射組件獲得數(shù)據(jù)采集組件存儲的近屋面動態(tài)溫度數(shù)據(jù)和動態(tài)空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)并以無線方式向外界傳輸；聲發(fā)射高程助識組件獲得數(shù)據(jù)采集組件存儲的動態(tài)空間高程坐標(biāo)數(shù)據(jù)并以聲發(fā)射方式向外界傳輸；

所述處置部安置于起火建筑周圍的地面安全區(qū)域，通過無線和聲識別方式接收各個(gè)探測部發(fā)出的探測點(diǎn)位近屋面動態(tài)溫度數(shù)據(jù)、動態(tài)空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)，并結(jié)合手動輸入的建筑及屋蓋結(jié)構(gòu)信息數(shù)據(jù)開展計(jì)算，依據(jù)不同的預(yù)警級別向滅火救援現(xiàn)場全部人員發(fā)出聲音預(yù)警并著重向建筑內(nèi)處于危險(xiǎn)區(qū)域的消防救援人員發(fā)出無線預(yù)警；

所述處置部由連接于處理顯示機(jī)的建筑及屋蓋結(jié)構(gòu)信息輸入模塊、救援人員位置動態(tài)獲取模塊、聲識別組件、數(shù)據(jù)接收組件、模型算法模塊、預(yù)警分級模塊、預(yù)警發(fā)出模塊組成，預(yù)警發(fā)出模塊包括聲音播報(bào)組件、無線播報(bào)組件；

所述數(shù)據(jù)接收組件用于接收各個(gè)探測部的數(shù)據(jù)發(fā)射組件通過無線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，并輸入處理顯示機(jī)；

所述聲識別組件用于接收各個(gè)探測部的聲發(fā)射高程助識組件通過聲發(fā)射傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，并輸入處理顯示機(jī)；建筑及屋蓋結(jié)構(gòu)信息輸入模塊用于手動輸入火情偵查員通過現(xiàn)場偵查或依據(jù)資料了解到的起火建筑內(nèi)部占地面積、空間凈高、屋面構(gòu)造、屋蓋結(jié)構(gòu)、燃燒物種類、起火時(shí)刻基本信息，并輸入處理顯示機(jī)；救援人員位置動態(tài)獲取模塊與每個(gè)消防救援人員隨身攜帶的無線通訊機(jī)連接，用于獲得起火建筑內(nèi)部消防救援人員開展滅火作業(yè)時(shí)所處的動態(tài)空間位置，并輸入處理顯示機(jī)；

處理顯示機(jī)調(diào)用模型算法模塊實(shí)現(xiàn)對通過數(shù)據(jù)接收組件和聲識別組件接收的各個(gè)探測點(diǎn)位的動態(tài)空間高程坐標(biāo)數(shù)據(jù)分別進(jìn)行篩選并擬合為各自的新動態(tài)空間高程坐標(biāo)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對建筑及屋蓋結(jié)構(gòu)信息、各個(gè)探測點(diǎn)位的近屋面動態(tài)溫度、新動態(tài)空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)的迭代計(jì)算并獲得建筑內(nèi)部起火燃燒范圍對應(yīng)的屋面嚴(yán)重受影響區(qū)域范圍、位于屋面的位置、區(qū)域變形發(fā)展特征、區(qū)域內(nèi)屋蓋結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)部溫度場數(shù)據(jù)信息并輸出至預(yù)警分級模塊；

處理顯示機(jī)調(diào)用預(yù)警分級模塊，處理模型算法模塊輸出的數(shù)據(jù)信息，并從屋面嚴(yán)重受影響區(qū)域范圍占屋面面積的比例及位置、域內(nèi)屋蓋結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)部溫度場達(dá)到臨界溫度的占比、區(qū)域變形發(fā)展呈現(xiàn)出的膨脹或坍塌階段及量值方面自動確定預(yù)警級別或執(zhí)行火場救援指揮人員手動輸入的預(yù)警級別，同時(shí)處理從救援人員位置動態(tài)獲取模塊獲得的各消防救援人員位置數(shù)據(jù)信息，相結(jié)合后向預(yù)警發(fā)出模塊傳輸預(yù)警指令；處理顯示機(jī)能夠?qū)崟r(shí)顯示屋面嚴(yán)重受火災(zāi)影響區(qū)域范圍、位于屋面的位置、區(qū)域變形發(fā)展特征、域內(nèi)屋蓋結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)部溫度場數(shù)值、消防救援人員所處的動態(tài)空間位置、預(yù)警級別及預(yù)警指令執(zhí)行情況；

預(yù)警發(fā)出模塊接收預(yù)警分級模塊的指令，最終驅(qū)動聲音播報(bào)組件向滅火救援現(xiàn)場全部人員發(fā)出不同級別聲音預(yù)警，最終驅(qū)動無線播報(bào)組件向建筑內(nèi)處于危險(xiǎn)區(qū)域的消防救援人員發(fā)出不同級別無線預(yù)警；

大空間屋蓋火災(zāi)下坍塌預(yù)警系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，步驟如下：

S1、抵達(dá)起火建筑現(xiàn)場后，將處置部安置于起火建筑周圍的地面安全區(qū)域并供電工作；

S2、火情偵查員第一時(shí)間了解起火大空間建筑內(nèi)部占地面積、空間凈高、屋面構(gòu)造、屋蓋結(jié)構(gòu)、燃燒物種類、起火時(shí)刻基本信息，并輸入至建筑及屋蓋結(jié)構(gòu)信息輸入模塊；

S3、屋面破拆人員手動或通過地面定點(diǎn)投射的方式將至少三個(gè)探測部安裝于屋蓋結(jié)構(gòu)網(wǎng)格對應(yīng)的屋面上并與同一處置部通訊連接后遙控它們開始工作，探測部安裝時(shí)注意避免破壞、振動屋蓋主體承重結(jié)構(gòu)，不必靠近屋面嚴(yán)重受火災(zāi)影響區(qū)域，且隨著室內(nèi)火災(zāi)的蔓延必要時(shí)可增加探測部安裝數(shù)量；

S4、進(jìn)入建筑內(nèi)部及位于建筑室外周邊開展滅火作業(yè)的消防救援人員將隨身攜帶的無線通訊機(jī)與消防救援人員位置動態(tài)獲取模塊連接并開始工作；

S5、坍塌預(yù)警監(jiān)測過程中，火場救援指揮人員監(jiān)視處理顯示機(jī)顯示信息、注意現(xiàn)場火情發(fā)展情況信息和火情偵查員實(shí)時(shí)報(bào)告的信息；

S6、預(yù)警分級模塊實(shí)時(shí)自動確定預(yù)警級別或執(zhí)行火場救援指揮人員手動輸入的預(yù)警級別，并結(jié)合處理后的現(xiàn)場消防救援人員位置數(shù)據(jù)信息，向預(yù)警發(fā)出模塊傳輸預(yù)警指令；

S7、滅火救援現(xiàn)場建筑室外周邊的救援人員通過光顯示高程助識組件了解屋面探測點(diǎn)位的變形發(fā)展特征，全部人員能夠聽到聲音播報(bào)組件發(fā)出的預(yù)警提醒，建筑內(nèi)處于危險(xiǎn)區(qū)域的消防救援人員通過隨身攜帶的無線通訊機(jī)接收無線播報(bào)組件發(fā)出的預(yù)警提醒；

S8、最后，受起火大空間建筑屋面坍塌風(fēng)險(xiǎn)威脅的相關(guān)消防救援人員迅速撤離至安全區(qū)域。