一种消防疏散指示照明系统及方法 |
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| 申请号 | CN201710750269.5 | 申请日 | 2017-08-28 | 公开(公告)号 | CN107393451A | 公开(公告)日 | 2017-11-24 |
| 申请人 | 中国科学院遥感与数字地球研究所; | 发明人 | 宇林军; 刘亚岚; 池天河; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种消防疏散指示照明系统及方法，该方法包括通过指示照明系统的 温度 传感模 块 、烟雾浓度传感模块获取 建筑物 内的温度、烟雾浓度信息，并通过通信模块发送到 服务器 ；建筑物内的若干 定位 信号 发射模块发送定位信号到消防人员定位终端，消防人员定位终端将 位置 信息发送到服务器；服务器将接受到的建筑物内温度、烟雾浓度信息、消防人员位置信息推送到消防应急指挥平台及移动消防应急指挥平台；消防指挥人员根据获取的温度、烟雾浓度信息、消防人员位置信息进行消防应急救援指挥决策，实时调整指示灯的疏散方向以及调度消防人员。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种消防疏散指示照明系统，所述指示照明系统包括服务器，所述服务器连接应急疏散指示单元和应急照明单元，其特征在于：所述指示照明系统还包括定位终端；所述应急疏散指示单元包括第一通信模块、第一定位信号发射模块、第一烟雾浓度传感模块、第一温度传感模块；所述第一通信模块用于应急疏散指示单元与服务器之间建立通讯连接关系； |
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| 说明书全文 | 一种消防疏散指示照明系统及方法技术领域[0001] 本发明涉及消防安全技术领域，具体涉及一种消防疏散指示照明系统及方法。 背景技术[0002] 火灾是严重威胁人民生命和财产安全的常发性灾害之一。现有的消防火灾应急疏散指示与照明系统智能化程度不够，无法满足消防应急需求。特别是城市大型复杂建筑(如大型购物综合体等)中，建筑物层数较高，环境复杂、人员密集、疏散距离较远、疏散通道较多、拐弯多，对智能化的消防火灾应急疏散指示与照明提出了更高需求。首先，在城市大型复杂建筑发生火灾后，由于群众通常不熟悉建筑环境，而传统的消防应急疏散指示与照明系统不够智能，当火灾发生时无法根据火灾情况实时地改变群众疏散路径，不能科学、正确地引导群众及时疏散，导致群众被误导或被困于火灾之中。甚至在人员密集的场所发生互相踩踏、群死群伤的情况。其次，在复杂大型建筑中，消防员进入后，由于缺少消防员的室内定位信息，消防指挥员无法获知消防员位置信息，而不能有效地指挥消防员进行灭火作业。消防员由于不熟悉建筑结构而迷路，导致严重妨碍消防员消防灭火救援。甚至由于烟雾过大等原因，消防员无法辨别方向而被困火场，造成消防员伤亡。再次，现有的消防应急疏散指示与照明系统不能够实时地为指挥员提供火灾现场的温度、烟雾浓度等信息，严重影响科学消防灭火救援指挥。总之，面对越来越多的大型复杂建筑和人员密集场所，需要更加智能化的消防火灾应急疏散指示和照明系统。 [0003] 传统的消防疏散指示灯仅能够以固定的方式标示出最近疏散通道或出口。不能够根据火灾情况实时调整箭头指向，为群众标示出有效的疏散路径。在人员密集场所，传统的疏散指示方式无法实施迅速有效的安全疏散，使现场群众能够在最短时间内沿最短路线尽快逃离至安全地带。鉴于此，一些厂商开始提供可变箭头的消防应急指示灯，调整应急指示标志灯具的方向及状态。一些智能应急疏散照明系统可根据建筑着火发生点，自动执行相应疏散预案，调整应急指示标志灯具的方向及状态，迅速引导现场人员快速逃生。但目前的智能应急疏散照明系统使用布线的方式进行统一控制，优势在于便于集中控制消防疏散指示灯的指示方向，但缺陷在于部署位置由于需要布线而受到局限，且部署成本较高。 [0004] 现有的应急疏散指示与照明系统不能够为消防员室内定位、火灾灾情监测提供支持。室内定位技术是目前研究热点，学者提出了一系列的室内定位技术，如基于WIFI的室内定位技术、基于蓝牙的室内定位技术，基于RFID的室内定位技术、UWB(超宽带)室内定位技等。其中基于WIFI室内定位技术和蓝牙室内定位技术部署成本小、与智能终端(手机、平板)结合紧密、具有能满足一般应用的定位精度，因而适合为公众场所使用。而RFID，超宽带室内定位技术定位具有高精度定位能力、但部署和使用成本较大，难以大规模推广，比较适合工业级应用。但目前室内定位技术常用在如商场导购、停车场寻车、老人儿童定位、展厅自助导游等商业领域。在消防领域，还没有一套针对消防员室内定位系统，主要原因在于，当火灾发生后，按照消防灭火规范要求，建筑内的电源将被切断，定位信号发射基站由于断电而无法发送室内定位所依赖的定位信号，造成普通的室内定位技术无法在消防灭火情景中使用。 发明内容[0005] 本发明的目的在于提供一种消防疏散指示照明系统及方法，解决当前消防火灾应急疏散指示与照明系统不能够以无线方式控制指示灯指示方向问题，解决不能够为消防灭火救援指挥提供消防员定位信号、火场烟雾与温度信息的问题，解决室内定位技术在火灾中由于断电无法使用的问题。 [0006] 本发明解决上述技术问题的具体技术方案如下：一种消防疏散指示照明系统，所述指示照明系统包括服务器，所述服务器连接应急疏散指示单元和应急照明单元，所述指示照明系统还包括定位终端；所述应急疏散指示单元包括第一通信模块、第一定位信号发射模块、第一烟雾浓度传感模块、第一温度传感模块；所述第一通信模块用于应急疏散指示单元与服务器之间建立通讯连接关系；所述第一定位信号发射模块用于发射定位信号到定位终端进行消防人员定位；所述第一烟雾浓度传感模块用于监测建筑物内的烟雾浓度信息并通过所述第一通信模块发送到服务器；所述第一温度传感模块用于监测建筑物内的温度信息并通过所述第一通信模块发送到服务器； [0007] 所述应急照明单元包括第二通信模块、第二定位信号发射模块、第二烟雾浓度传感模块、第二温度传感模块；所述第二通信模块用于应急照明单元与服务器之间建立通讯连接关系；所述第二定位信号发射模块用于发射定位信号到定位终端进行消防人员定位；所述第二烟雾浓度传感模块用于监测建筑物内的烟雾浓度信息并通过所述第二通信模块发送到服务器；所述第二温度传感模块用于监测建筑物内的温度信息并通过所述第二通信模块发送到服务器。 [0008] 如上所述的一种消防疏散指示照明系统，所述通信模块采用3G模块或4G模块中的一种。通信模块使用3G模块或4G模块，当火灾发生后，系统启动火灾疏散和灭火救援模式，应急疏散指示单元和应急照明单元通过3G模块或4G模块与服务器通信。 [0009] 如上所述的一种消防疏散指示照明系统，所述定位信号发射模块采用蓝牙定位信号发射模块。可以采用iBeacon蓝牙信号射器发射蓝牙信号，消防员手持蓝牙室内定位终端收到多个蓝牙信号后，依据定位算法，获得消防员位置，并通过定位终端里的通信模块将位置信息实时地发送到服务器。 [0010] 如上所述的一种消防疏散指示照明系统，所述烟雾浓度传感模块采用光电式烟雾探测器，所述温度传感模块采用光电式温度传感器。光电式烟雾探测器、光电式温度传感器将检测结果实时地通过通信模块发送到服务器。光电式烟雾探测器主要由光学探测室及相关电路组成，由红外发光元件、红外光接收元件、光学探测暗室组成。光电感烟机理如下:烟粒子和光相互作用时，粒子以同样波长再辐射己经接收的能量，再辐射可以在所有的方向上发生，光学探测室Z形遮光部件及其它构件组合成探测室的光学暗室内腔，最大限度的减弱环境光线的影响。同时它也形成烟颗粒迷宫，一方面烟颗粒容易流入，另一方面烟进入后相对不易流出，以减少外界气流的影响。光电式温度传感器是以黑体辐射理论为依据，采用的是综合型测温方法，由探测管和探测器两部分组成，兼有接触式和非接触式测温两类方法的优点，不受环境污染以及目标黑度系数的影响。光电式烟雾探测器和光电式温度传感器采用现有技术。 [0011] 如上所述的一种消防疏散指示照明系统，所述应急疏散指示单元包括指示灯控制模块，所述指示灯控制模块用于应急疏散指示单元模块间的信号输入输出；所述应急照明单元包括照明灯控制模块，所述照明灯控制模块用于应急照明单元模块间的信号输入输出。 [0012] 如上所述的一种消防疏散指示照明系统，所述应急疏散指示单元包括显示模块，所述显示模块用于指示消防疏散方向；所述应急照明单元包括照明模块，所述照明模块用于消防疏散应急照明。 [0013] 如上所述的一种消防疏散指示照明系统，所述应急疏散指示单元包括第一语音提示模块，所述第一语音提示模块用于应急疏散指示单元语音提示；所述应急照明单元包括第二语音提示模块，所述第二语音提示模块用于应急照明单元语音提示。 [0014] 如上所述的一种消防疏散指示照明系统，所述应急疏散指示单元包括第一电池模块，所述第一电池模块用于为应急疏散指示单元提供电力；所述应急照明单元包括第二电池模块，所述第二电池模块用于为应急照明单元提供电力。 [0015] 本发明还提供一种消防疏散方法，所述消防疏散方法采用上述指示照明系统，所述消防疏散方法包括以下步骤： [0016] 指示照明系统的温度传感模块、烟雾浓度传感模块获取建筑物内的温度、烟雾浓度信息通过通信模块发送到服务器； [0017] 建筑物内的若干定位信号发射模块发送定位信号到消防人员定位终端，消防人员定位终端将位置信息发送到服务器； [0018] 服务器将接受到的建筑物内温度、烟雾浓度信息、消防人员位置信息推送到消防应急指挥平台及移动消防应急指挥平台； [0019] 消防指挥人员根据获取的温度、烟雾浓度信息、消防人员位置信息进行消防应急救援指挥决策，实时调整指示照明系统的疏散方向以及调度消防人员。 [0020] 如上所述消防疏散方法，定位终端获取定位信号发射模块发射的蓝牙信号并通过室内定位算法定位。室内定位算法属于现有技术，其原理是三角测量法原理，通过信号的各种参数得到目标与AP的距离或者角度，用几何方法计算出位置。包括到达时间法、相对到达时间法、到达角度法、基于信号强度的测距方法，及其混合算法。 [0021] 本发明方法具有如下优点：能够通过无线控制方式控制消防疏散指示灯指示方向，便于消防指示灯灵活部署；其次，通过温度及烟雾浓度传感器，测量环境温度及烟雾浓度，为消防应急指挥提供火灾现场实时温度及烟雾浓度；通过定位信号发射模块，为消防员室内定位提供定位所依赖的信号，使消防员能通过手持设备定位自己位置，为消防指挥员提供消防员实时位置信息。附图说明 [0022] 图1消防疏散指示照明系统示意图； [0023] 图2消防疏散方法原理图。 具体实施方式[0024] 以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。 [0025] 如图1所示，一种消防疏散指示照明系统，指示照明系统包括服务器1，服务器1连接应急疏散指示单元2和应急照明单元3，指示照明系统还包括定位终端4；应急疏散指示单元2包括第一通信模块5、第一定位信号发射模块6、第一烟雾浓度传感模块7、第一温度传感模块8；第一通信模块5用于应急疏散指示单元2与服务器1之间建立通讯连接关系；第一定位信号发射模块6用于发射定位信号到定位终端4进行消防人员定位；第一烟雾浓度传感模块7用于监测建筑物内的烟雾浓度信息并通过第一通信模块5发送到服务器1；第一温度传感模块8用于监测建筑物内的温度信息并通过第一通信模块5发送到服务器1； [0026] 应急照明单元3包括第二通信模块9、第二定位信号发射模块10、第二烟雾浓度传感模块11、第二温度传感模块12；第二通信模块9用于应急照明单元3与服务器1之间建立通讯连接关系；第二定位信号发射模块10用于发射定位信号到定位终端4进行消防人员定位；第二烟雾浓度传感模块11用于监测建筑物内的烟雾浓度信息并通过第二通信模块9发送到服务器1；第二温度传感模块12用于监测建筑物内的温度信息并通过第二通信模块9发送到服务器1。 [0027] 需要进一步说明的是，在一个建筑物内的应急疏散指示单元2和应急照明单元3可以设置若干个，每个应急疏散指示单元2和应急照明单元3中的模块分别用于实现应急疏散指示单元2和应急照明单元3的启动与控制，比如若干定位信号发射模块共同发射信号供定位终端根据室内定位算法实现定位。 [0028] 消防疏散指示照明系统的一个实施例中，通信模块采用3G模块或4G模块中的一种。通信模块使用3G模块或4G模块，当火灾发生后，系统启动火灾疏散和灭火救援模式，应急疏散指示单元2和应急照明单元3通过3G模块或4G模块与服务器1通信。 [0029] 消防疏散指示照明系统的一个实施例中，定位信号发射模块采用蓝牙定位信号发射模块。可以采用iBeacon蓝牙信号射器发射蓝牙信号，消防员手持蓝牙室内定位终端4收到多个蓝牙信号后，依据定位算法，获得消防员位置，并通过定位终端4里的通信模块将位置信息实时地发送到服务器1。 [0030] 消防疏散指示照明系统的一个实施例中，烟雾浓度传感模块采用光电式烟雾探测器，温度传感模块采用光电式温度传感器。光电式烟雾探测器、光电式温度传感器将检测结果实时地通过通信模块发送到服务器1。光电式烟雾探测器主要由光学探测室及相关电路组成，由红外发光元件、红外光接收元件、光学探测暗室组成。光电感烟机理如下:烟粒子和光相互作用时，粒子以同样波长再辐射己经接收的能量，再辐射可以在所有的方向上发生，光学探测室Z形遮光部件及其它构件组合成探测室的光学暗室内腔，最大限度的减弱环境光线的影响。同时它也形成烟颗粒迷宫，一方面烟颗粒容易流入，另一方面烟进入后相对不易流出，以减少外界气流的影响。光电式温度传感器是以黑体辐射理论为依据，采用的是综合型测温方法，由探测管和探测器两部分组成，兼有接触式和非接触式测温两类方法的优点，不受环境污染以及目标黑度系数的影响。光电式烟雾探测器和光电式温度传感器采用现有技术。 [0031] 消防疏散指示照明系统的一个实施例中，应急疏散指示单元2包括指示灯控制模块13，指示灯控制模块13用于应急疏散指示单元2模块间的信号输入输出；应急照明单元3包括照明灯控制模块14，照明灯控制模块14用于应急照明单元3模块间的信号输入输出。应急疏散指示单元2包括显示模块15，显示模块15用于指示消防疏散方向；应急照明单元3包括照明模块16，照明模块16用于消防疏散应急照明。应急疏散指示单元2包括第一语音提示模块17，第一语音提示模块17用于应急疏散指示单元2语音提示；应急照明单元3包括第二语音提示模块18，第二语音提示模块18用于应急照明单元3语音提示。应急疏散指示单元2包括第一电池模块19，第一电池模块19用于为应急疏散指示单元2提供电力；应急照明单元3包括第二电池模块20，第二电池模块20用于为应急照明单元3提供电力。 [0032] 如图2所示，本发明提供的消防疏散方法采用上述指示照明系统，消防疏散方法包括以下步骤： [0033] S1：指示照明系统的温度传感模块、烟雾浓度传感模块获取建筑物内的温度、烟雾浓度信息通过通信模块发送到服务器； [0034] S2：建筑物内的若干定位信号发射模块发送定位信号到消防人员定位终端，消防人员定位终端将位置信息发送到服务器； [0035] S3：服务器将接受到的建筑物内温度、烟雾浓度信息、消防人员位置信息推送到消防应急指挥平台及移动消防应急指挥平台； [0036] S4：消防指挥人员根据获取的温度、烟雾浓度信息、消防人员位置信息进行消防应急救援指挥决策，实时调整指示照明系统的疏散方向以及调度消防人员。 [0037] 定位终端获取定位信号发射模块发射的蓝牙信号并通过室内定位算法定位。室内定位算法属于现有技术，其原理是三角测量法原理，通过信号的各种参数得到目标与AP的距离或者角度，用几何方法计算出位置。包括到达时间法、相对到达时间法、到达角度法、基于信号强度的测距方法，及其混合算法。 [0038] 本发明中，温度传感器和烟雾传感器使用光电式温度感应器和光电式烟雾探测器。定位信号发射器使用基于iBeacon技术的蓝牙信号射器，通信模块使用3G/4G网络通信模块。当火灾发生后，系统启动火灾疏散和灭火救援模式，应急疏散指示灯与消防应急灯通过3G/4G通信模块与服务器通信，iBeacon蓝牙信号射器发射蓝牙信号，消防员手持蓝牙室内定位设备收到多个蓝牙信号后，依据定位算法，获得消防员位置，并通过手持设备里的通信模块将位置信息实时地发送到服务器。温度感应器和烟雾探测器将检测结果实时地通过通信模块发送到服务器。服务器将所有信息收集并共享，推送到消防应急指挥平台及移动消防应急指挥平台，以供消防应急救援指挥决策。解决了当前消防火灾应急疏散指示与照明系统调度不能够以无线方式控制指示灯指示方向问题，解决了不能够为消防灭火救援指挥提供消防员定位信号、火场烟雾与温度信息的问题，解决了室内定位技术在火灾中由于断电无法使用的问题。 |
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