危險化學品洩漏事故應急聯動監控系統的製作方法

2023-07-07 11:46:41 2

專利名稱：危險化學品洩漏事故應急聯動監控系統的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於危險化學品事故應急救援技術領域，特別涉及一種用於獲取危險化學 品洩漏事故現場風向、風速、洩漏氣體濃度、GPS信息和視頻信息，並根據這些信息和現 場周邊GIS信息對事故情景進行綜合分析和後果計算，確定人員疏散範圍和疏散路徑，從 而為事故應急救援提供輔助決策信息的方法。
背景技術：
隨著石油化學工業的發展，易燃易爆和有毒氣體的種類和應用範圍都得到了增加。這 些氣體在生產、運輸、使用過程中一旦發生洩漏，將會引發中毒、火災甚至爆炸事故，嚴 重危害人民的生命和財產安全。由於氣體本身存在的擴散性，發生洩漏之後，在外部風力 和內部濃度梯度的作用下，氣體會沿地表面擴散，在事故現場周邊形成燃燒爆炸或毒害危 險區，擴大危害區域。在氣體洩漏事故發生後，事故處置將圍繞現場風向、風速和洩漏氣 體濃度監測、確定警戒區域、組織危險區域內群眾撤離、搶救中毒人員、堵漏、洗消等方 面展開。因此，進行應急救援的第一步應該是迅速在現場部署可攜式應急環境監測和視頻 監測設備，在安全區域建立臨時指揮中心收集現場多個監測點的風向風速、洩漏氣體濃度 和現場視頻圖像，利用洩漏事故輔助決策軟體對這些信息進行綜合分析和事故後果計算， 確定人員疏散範圍和疏散路徑，為事故應急救援提供決策支持。
由於易燃易爆、有毒氣體的多樣性，要求應急環境監測設備能對可燃氣體和常見有毒 氣體進行檢測。如果易燃易爆氣體發生洩漏，還要求布置於現場的監測設備滿足防爆要求。 目前已有的用於事故現場風向風速和氣體濃度監測的可攜式應急環境監測設備，大多只能 對單一氣體進行檢測，用於危險化學品洩漏事故現場風向風速和常見有毒氣體濃度監測的 複合檢測設備基本處於空白狀態，且都不符合現場防爆要求。而現有的應急視頻傳輸設備， 雖然技術上都比較成熟，但是大都沒有考慮洩漏事故現場的防爆要求。因此，現有的便攜 式應急監測設備，都不適合用於易燃、易爆氣體洩漏事故的應急救援場合。另外，對險化 學品洩漏事故現場信息進行綜合分析處理和事故影響範圍計算、確定人員疏散範圍和疏散 路徑的輔助決策系統在國內也處於空白狀態。
發明內容
本實用新型的目的是為克服已有技術的不足之處，提出一種危險化學品洩漏事故現場 應急救援的輔助決策指揮系統及其方法，對危險化學品洩漏事故的風向風速、氣體濃度、 GPS信息和現場視頻進行實時監測，並根據這些信息和現場周邊GIS信息對事故情景進行 綜合分析和事故後果計算，確定人員疏散範圍和疏散路徑，為事故應急救援提供輔助決策支持，從而大大提高應急救援指揮的效率，減少事故損失。
本實用新型提出的一種危險化學品洩漏事故應急聯動監控系統，其特徵在於，該系統 包括由多個防爆型單兵無線視頻發送設備、與該發送設備實現無線通信的多個防爆型單 兵無線視頻接收設備組成的防爆型單兵無線視頻傳輸子系統，由多個防爆型無線氣體檢測 儀、與各檢測儀實現無線通信的無線接收模塊組成的防爆型無線氣體濃度監測子系統，以 及應急指揮主機、視頻伺服器；其中，多個防爆型單兵無線視頻發送設備和多個防爆型無 線氣體檢測儀設置於洩漏事故現場周邊；該多個防爆型單兵無線視頻接收設備、無線接收 模塊，應急指揮主機、視頻伺服器設置於現場應急指揮中心；該多個防爆型單兵無線視頻 接收設備與視頻伺服器相連，該應急指揮主機分別與無線接收模塊、視頻伺服器相連。
本實用新型的特點及效果 本實用新型的目的是為解決目前危險化學品洩漏事故應急救援過程中存在的問題，提出一 種危險化學品洩漏事故應急聯動監控系統及其方法，實現危險化學品洩漏事故現場風向風 速、洩漏氣體濃度、GPS信息以及現場視頻圖像的實時監測；根據事故現場的洩漏氣體濃 度、風向風速、各監測點的位置信息和洩漏源強的高級反算模型，確定洩漏源的強度；根 據洩漏危險化學品性質和洩漏源的強度，進行事故後果計算，在GIS地圖上顯示出事故危 害影響範圍以及事故現場周邊的應急救援力量和應急救援設施，為科學的劃定事故警戒和 人員疏散範圍提供輔助決策支持；結合事故現場周邊GIS信息，在電子地圖上搜索並顯示 出為最佳的人員疏散路徑，對提高事故應急救援指揮的效率和控制事故損失具有重要的作 用。


圖1為本實用新型的系統結構框圖。
圖2為防爆型無線氣體檢測儀的總體結構框圖。
圖3為防爆型無線氣體檢測儀的實施例的電路圖；其中，
(a) 為5V電源轉換電路(b) 為3. 3V電源轉換電路(c) 為單片機外圍電路(d) 六種氣體傳感器信號轉換電路。
圖4為防爆型無線氣體檢測儀的實施例的工作流程圖。 圖5圖5為應急指揮主機外觀圖，其中
(a) 為四個副顯示屏收起時應急指揮主機外觀圖。
(b) 為四個副顯示屏展開時應急指揮主機外觀圖 圖6為本實用新型的工作流程。
具體實施方式
本實用新型提出的危險化學品洩漏事故應急聯動監控繫結合附圖及實施例詳細說明
如下本實用新型的危險化學品洩漏事故應急聯動監控系統，總體結構如圖1所示該系統 包括由多個防爆型單兵無線視頻發送設備、與該發送設備實現無線通信的多個防爆型單 兵無線視頻接收設備組成的防爆型單兵無線視頻傳輸子系統，由多個防爆型無線氣體檢測 儀(最多16個)、與各檢測儀實現無線通信的無線接收模塊組成的防爆型無線氣體濃度 監測子系統，以及應急指揮主機、視頻伺服器；其中，多個防爆型單兵無線視頻發送設備 和多個防爆型無線氣體檢測儀設置於洩漏事故現場周邊；該多個防爆型單兵無線視頻接收 設備、無線接收模塊，應急指揮主機、視頻伺服器設置於現場應急指揮中心；該多個防爆 型單兵無線視頻接收設備與視頻伺服器相連，該應急指揮主機分別與無線接收模塊、視頻 伺服器相連。
本系統防爆型無線氣體濃度監測子系統的防爆型無線氣體檢測儀採集現場各監測點 的風向風速、氣體濃度及GPS定位信息，利用其GPS模塊獲取的精確授時信息作為發送時 基，根據數據發送周期和自身ID號確定信息發送時隙，將採集信息通過無線接收模塊發 送到現場應急指揮中心，實現各檢測儀信息發送的同步。
防爆型單兵無線視頻傳輸子系統的防爆型單兵無線視頻發送設備採用C0FDM調製技 術對圖像進行編碼，每一組防爆型單兵無線視頻發送設備和單兵無線視頻接收設備完成一 路現場圖像的採集、發送和接收；防爆型單兵無線視頻傳輸子系統通過現場的無線視頻採 集設備將現場視頻傳送給應急指揮中心的無線視頻接收設備。
本統各部分設備實施例分別說明如下
每個防爆型無線氣體檢測儀組成結構如圖2所示，主要由風向風速傳感器、6種氣體 濃度傳感器(LEL、 NH3、 CL2、 H2S、 HCL、 S02)及其放大電路、單片機及時鐘電路等外 圍電路、GPS模塊、無線發送模塊、ID設置開關、電源及電源轉換電路、發射天線及GPS 天線構成，其連接關係為所述6種氣體傳感器輸出端與其放大電路輸入端相連，各放大 電路輸出端與所述單片機的AD轉換接口連接，所述風速風向傳感器的風速、風向輸出端 口分別與單片機的PB和PC 口連接，所述GPS模塊、無線發送模塊以及電源轉換電路均 與單片機相連，所述電源與電源轉換電路相連；所述單片機外圍電路包括風速檢測電路、 風向檢測電路、GPS模塊電路、ID設置電路、單片機晶振電路、AD轉換基準電壓電路， 其中，風速檢測電路與所述風速傳感器相連，風向檢測電路與所述風向傳感器相連，GPS 模塊電路與GPS模塊相連，ID設置電路與ID設置開關相連。
所述電源採用12V電池，所述電源轉換電路與電源輸出端相連並轉換成5V和3.3V 電源；所述單片機及其時鐘電路與5V電源相連，所述GPS模塊與3.3V電源相連，所述 無線發送模塊、傳感器及其放大電路與12V相連。
防爆型無線氣體檢測儀採集現場各監測點的風向風速、氣體濃度及GPS定位信息，利 用其GPS模塊獲取的精確授時信息作為發送時基，根據數據發送周期和自身ID號確定信 息發送時隙，將採集信息發送到現場應急指揮中心，實現各檢測儀信息發送的同步。
本實施例中除氣體傳感器、發射天線、GPS天線外，其他部件均置於隔爆體中，氣體 傳感器、發射天線、GPS天線通過防爆接口與隔爆體內部電路連接，設計防爆等級為Exd 1IBT4。各部件實施例如下電源採用深圳市威智達光電科技有限公司12V鎳氫充電電池，主要技術參數電
壓，12V;容量，10000m線體積，2.5" H x 2.5" W x 6.3" L;重量，3.5 Lb;無線發送模塊、
傳感器及其放大電路採用12V供電；
本實施例的電源轉換電路由3.3V電源轉換電路和5V電源轉換電路組成，其中5V電 源轉換電路如圖3(a)所示，採用7805晶片，及與該7805晶片的輸入端相連的12V電源穩 壓、濾波電路單元和與該7805晶片的輸出端相連的+5V信號濾波電路單元，該7805晶片 將總電源12V電壓轉換成5V電壓，為單片機供電；該電源穩壓、濾波電路單元由依次相 連的二極體D1、保險絲D2、電感L1及電容(Cl、 C2禾nC3)組成，對12V信號進行穩 壓、濾波後送給7805晶片進行轉換；該+5V信號濾波電路單元由依次相連的電容(C4、 C5)、電阻R2、 LED (D3)、電感L2及電容(C6、 C7)組成，對7805晶片輸出的+5V 信號進行濾波；單片機及其時鐘電路採用5V電源供電；
3.3V電源轉換電路，如圖3(b)所示，採用3002晶片及與其輸出端相連的電容C41、 C42組成；該轉換電路將5V電壓轉換成3.3V電壓，為GPS模塊供電；其中，3002晶片 將輸入的+5V信號轉換成3.3V信號，其輸出端OUT的電容C41、 C42組成的電路對3002 晶片輸出的3.3V信號進行濾波；GPS模塊採用3.3V電源供電；
風向風速傳感器本實施例採用遼寧錦州陽光的EC-9X(S)風速風向傳感器，主要技術 參數工作電壓，DC12V;啟動風速，S0.4m/s;風速輸出信號形式，脈衝(頻率)信號； 風速精確度，士(0.3+0.03V)m/s;風速測量範圍，0~70m/s;風向測量範圍，0 360°;風向 測量精度，±3。；風向輸出信號形式，七位格雷碼；
本實施例的六種氣體傳感器(LEL、 NH3、 CL2、 H2S、 HCL、 S02):採用深圳市富安 達智能科技有限公司的membrapor電化學氣體傳感器，傳感器均採用兩線制，12V直流供 電接；傳感器主要技術參數如下
LEL傳感器0-100%LEL; LEL領!l量精度，±1%;
NHb傳感器測量範圍，0 1000ppm;最大負載，2000ppm;工作壽命，空氣中2年； 輸出信號25±8nA/ppm;解析度4ppm;
CL2、傳感器測量範圍0 20ppm;最大負載200ppm;工作壽命，空氣中2年； 輸出信號，-1000±250nA/ppm;解析度，0.1 ppm;
H2S傳感器測量範圍，0-200卯m;最大負荷，500ppm;工作壽命，空氣中2年； 輸出，370±80nA/ppm;解析度，0.25 ppm;
HCL傳感器測量範圍，0 20ppm;工作壽命，空氣中2年；輸出信號，450± 150nA/ppm; 解析度0.2ppm;
S02傳感器測量範圍，0 100ppm;最大負載，500ppm;工作壽命，空氣中2年； 輸出信號，370±70nA/ppm;解析度0.5ppm;
本實施例的氣體傳感器信號轉換電路將上述6種氣體濃度傳感器產生的非標準信號轉 換成0 5V標準信號，輸出信號與單片機AD 口連接，如圖3(d)所示，分別說明如下
LEL信號轉換電路由電容(C12、 C13)、電阻(R4、 R5)和12V電源構成，其中 LEL傳感器的正端與12V電源及電容(C12)的一端連接，電容(C12)的另一端接地；LEL傳感器的負端與電容(C13)、電阻(R4)的一端連接，電容(C13)的另一端接地， 電阻(R4)的另一端與單片機的AD0 口及電阻(R5)的一端連接，電阻(R5)另一端接 地；
NH3信號轉換電路由電容(C14、 C15)、電阻(R6、 R7)和12V電源構成，其中 NHs傳感器的正端與12V電源及電容(C14)的一端連接，電容(C14)的另一端接地； NH3傳感器的負端與電容(C15)、電阻(R6)的一端連接，電容(C15)的另一端接地， 電阻(R6)的另一端與單片機的AD1 口及電阻(R7)的一端連接，電阻(R7)另一端接 地；
CL2信號轉換電路由電容(C16、 C17)、電阻(R8、 R9)禾Q 12V電源構成，其中 CL2傳感器的正端與12V電源及電容(C16)的一端連接，電容(C16)的另一端接地； CL2傳感器的負端與電容(C17)、電阻(R8)的一端連接，電容(C17)的另一端接地， 電阻(R8)的另一端與單片機的AD2 口及電阻(R9)的一端連接，電阻(R9)另一端接 地；
H2S信號轉換電路由電容(C18、 C19)、電阻(RIO、 Rll)禾Q 12V電源構成，其 中H2S傳感器的正端與12V電源及電容(C18)的一端連接，電容(C18)的另一端接地； HbS傳感器的負端與電容(C19)、電阻(R10)的一端連接，電容(C19)的另一端接地， 電阻(R10)的另一端與單片機的AD3 口及電阻(R11)的一端連接，電阻(R11)另一端 接地；
HCL信號轉換電路由電容(C20、 C21)、電阻(R12、 R13)禾Q 12V電源構成，其 中HCL傳感器的正端與12V電源及電容(C20)的一端連接，電容(C20)的另一端接地； HCL傳感器的負端與電容(C21)、電阻(R12)的一端連接，電容(C21)的另一端接地， 電阻(R12)的另一端與單片機的AD4 口及電阻(R13)的一端連接，電阻(R13)另一端 接地；
S02信號轉換電路由電容(C22、 C23)、電阻(R14、 R15)禾Q 12V電源構成，其 中S02傳感器的正端與12V電源及電容(C22)的一端連接，電容(C22)的另一端接地； S02傳感器的負端與電容(C23)、電阻(R14)的一端連接，電容(C23)的另一端接地， 電阻(R14)的另一端與單片機的AD5 口及電阻(R15)的一端連接，電阻(R15)另一端 接地；
GPS模塊本實施例採用SkyNav GM25，主要技術參數頻率，Ll, 1575.42 MHz; C/A碼，1.023 MHz;通道，12 Channels;跟蹤靈敏度，-160dBm;捕獲靈敏度，-148dBm; 定位準確性，10m@2DRMS;數據刷新率，1Hz;
無線發送模塊本實施例採用深圳市華奧通通信技術有限公司的HAC-HN數傳模塊， 主要技術參數工作電壓，12V;波特率，1200/2400/4800/9600/19200/38400bps可選；頻 段，433MHz;視距距離，6000m@2400bps, 3000m@ 19200bps;輸出功率，37dBm(5w); 頻率穩定度，±2.5PPM;網絡拓撲，點對點，點對多點；
ID設置開關本實施例採用慈谿市網通電子有限公司4位DIP開關WTll-SMT-04， 可以設置ID範圍為0 15,主要技術參數操作力，最大1000g;推鈕行程2.0mm;電器壽命，每個開關在電壓24VDC與電流25mA之下測試，可來回撥動2000次。
本實用新型的單片機以及單片機外圍電路與各部件的連接關係如圖3(c)所示，分別說 明如下
單片機為本實用新型的核心器件，在它的控制下，完成數據採樣、編碼和發送等，
本實施例採用Atmel公司的AVR ATmegal6單片機，主要技術參數工作電壓，2.7 - 5.5V; 數據吞吐率，lMIPS/MHz;系統內可編程Flash, 16K字節；EEPROM， 512位元組；擦寫 壽命，100000次；片內SRAM， 1K字節；兩個具有獨立預分頻器和比較器功能的8位定
時器/計數器； 一個具有預分頻器、比較功能和捕捉功能的16位定時器/計數器；8路10 位ADC;兩個可編程的串行USART; 6種睡眠模式，空閒模式、ADC噪聲抑制模式、省 電模式、掉電模式、Standby模式以及擴展的Standby模式；
風速檢測電路由電感L6、電容(C31、 C32、 C50)、電阻R20及Jll接口組成，其 中，電感L6的一端與5V電源相連，另一端與電容(C31、 C32)的一端同連接在Jll接 口的節點2上，電容C31的另一端接地；電容C32的另一端連接在J11接口的節點1上， 電容C50—端通過電阻R20連接在J11接口的節點3上，電容C50的另一端接地；風速檢 測電路通過Jll接口與風速風向傳感器連接，並與單片機PB0和PB1埠連接；
風向檢測電路由電阻(R21 R28)、電容(C28、 C29、 C33 C40)、電感 (L5) 及J10接口組成，其中，各電阻(R21-R28)的一端和各電容(C33 C40)的一端分別與 單片機的19 26埠相連，各電阻(R21 R28)的另一端與J10接口的1~8節點相連，各 電容(C33-C40)的另一端接地；電容(C28、 C29)和電感(L5)的一端均與J10接口的 l節點相連，電容(C28、 C29)的另一端與J10接口的9接地節點相連，電感(L5)的另 一端接+5V電源。風速風向傳感器通過J10接口與風速檢測電路連接；
單片機晶振電路由晶振(XI, 7.3728MHz)和分別連在其兩端的電容(C8、 C9)構 成，通過XTAL1和過XTAL2埠與單片機連接，為單片機提供震蕩信號；
AD轉換基準電壓電路由電容(CIO、 Cll)和電感(L3、 L4)構成，分別與單片機 的AREF、 GND、 AVCC埠連接，該電路提供AD轉換所需的基準電壓信號；
無線發射模塊接口無線發射模塊通過J12接口 (DB9型串口)與單片機PD2埠連 接，單片機通過PD2埠將待發送信息傳往無線發送模塊；
ISP在線編程接口 J16是在線編程接口，該接口與單片機的PB5 PB7及RESET端 口連接，實現單片機程序的下載和在線調試；
本實施例的GPS模塊電路由電阻(R29、 R30)和接口 (J13)構成，該接口的4、 5 節點與3.3V電源相連，1節點通過電阻(R29)與單片機的PD0和PD1埠與單片機連接， 電阻(R30) —端接地，另一端與l節點相連；GPS模塊通過接口與單片機相連，該電路 為單片機提供GPS定位信號；
本實施例的ID設置電路電阻(R33-R36)構成，其中，各電阻(R33 R36)的一端 與四位ID設置開關相連，另一端與單片機的PD2 PD5埠相連，通過該電路可以對檢測 儀的ID號進行設置；本實施例中單片機的工作流程如圖4所示，包括以下步驟
(a) 單片機上電，GPS模i央、Flash、 SRAM、 EEPROM及存儲器各變量初始化(信 息數n-0);
(b) 等待GPS模塊定位；
(c) 判斷GPS信號是否有效，如果GPS信號有效，則轉(d)，如果GPS信號無效， 則轉(c);
(d) 讀取GPS數據，轉換緯度、經度、海拔高度及時間信息；校正時間參數，同步定時。
(e) 讀取風速、風向、氣體濃度信息；對信息進行編碼；
(f) 計算發射起始時間，定時等待；如果定時時間到，則轉(g);
(g) 發送信息，信息計數11=11+1;如果n〉256，則11=0，轉(3);如果n〈256，則轉 (e)。
本實施例的無線接收模塊，採用深圳市華奧通通信技術有限公司的HAC-HN數傳模塊， 主要技術參數電源，12V;波特率，1200/2400/4800/9600/19200/38400bps可選；視距 距離，6000m@2400bps， 3000m@19200bps;輸出功率，37dBm(5w);頻率穩定度，±2.5PPM; 網絡拓撲，點對點，點對多點。無線接收模塊接收來自防爆型無線氣體檢測儀的各種信息， 並傳給應急指揮主機。
本實施例的防爆型單兵無線視頻發送設備和單兵無線視頻接收設備，採用深圳市科衛 泰實業發展有限公司的單兵視頻傳輸系統，由單兵防爆發射機和接收機組成，防爆型單兵 無線視頻發送設備採用C0FDM調製技術對圖像進行編碼，每一組防爆型單兵無線視頻發送 設備和單兵無線視頻接收設備完成一路現場圖像的採集、發送和接收；防爆型單兵無線視 頻傳輸子系統通過現場的無線視頻採集設備將現場視頻傳送給應急指揮中心的無線視頻 接收設備。它們的主要技術指標如下
本實施例的單兵防爆發射機
調製方式，COFDM;工作頻段，340MHz;圖像壓縮格式，MPEG2;信道帶寬，8MHz; 傳輸距離通視情況下20-50公裡，城市非通視狀態下l-10公裡(視環境而定)；設備重量， 單兵背架和電池(雙備份)共2.5公斤；防爆級別，ExdllBT4;供電，DC12V。單兵防 爆發射機實現現場圖像的無線發送。
接收機
視頻輸出，兩路(PAL/NTSC );工作頻段，340MHz;圖像壓縮格式，MPEG2;信 道帶寬，8MHz;視頻速率，25幀/S;接收靈敏度，-94dBm;解析度，720x576;通訊接 口， RJ45接口。接收機接收來自單兵防爆發射機的視頻信號並傳給視頻伺服器。
本實施例的視頻伺服器，採用深圳市本富電子有限公司的8路視頻伺服器BJ-MP408,
主要技術參數視頻輸入，8路複合視頻輸入；圖像壓縮格式，MPEG2;視頻分辯率，Dl，
CIF， FIELD, QCIF可選；視頻幀率，25幀/秒；通訊接口， 10M/100M自適應乙太網口、 RS485/RS232串口 、 RJ45 口 ；網絡協議，TCP/IP。視頻伺服器對現場傳送來的多路視頻圖 像進行匯集和管理。本實施例的應急指揮主機是一種屏幕可以摺疊的五屏可攜式計算機，如圖5所示， 它擁有1個15寸主顯示屏、4個6.4寸可以摺疊收起的副顯示屏以及豐富的接口資源 4個USB接口、 2個乙太網口、 l個外置光碟機接口、 l個串口和l個並口；其中，主顯 示屏嵌在主機上，副顯示屏2個為一組，分布在主顯示屏兩側，2組副顯示屏通過鉸鏈與 主機連接，副顯示屏可以0-180度範圍內旋轉。四個副顯示屏收起時的外觀如圖5 (a)所 示，應急指揮主機四個副顯示屏展開時的外觀如圖5 (b)所示。還包括支持集成顯卡、 集成網卡和4個USB 口的PCI主板、CPU、 4分屏卡、內存、硬碟、網卡、光碟機、電源、 鍵盤、滑鼠以及計算機的其它常規部件構成，其中，4個6.4寸液晶屏的VGA板分別通過 15芯同軸線纜與4分屏卡的4個VGA 口連接，15寸液晶屏通過15芯同軸線纜與主板集成 顯卡的VGA 口連接；利用Widows98/2000/XP等作業系統支持多屏顯示的功能，通過控制 程序在主顯示屏和4個副顯示屏上分別顯示不同的監控畫面；各部分實施例如下
CPU:採用英特爾奔騰M 760處理器，主要技術參數主頻，2.0GHz; 二級緩存，2MB ; FSB， 400MHz。
主板採用研華工業主板PCI-6881 (帶風扇散熱片)，主要技術參數板上集成顯卡
和1000Base-T乙太網卡；支持400MHz前端總線；支持用於LCD的2通道48位 LVDS;支持4個USB 2.0埠，支持2個使用DDR內存的200P SODIMM插座， 內存最大可支持2GB。
4分屏卡採用艾爾莎ATI FireMV 2400 PC正，主要技術參數分屏數，4;接口類 型，PCI-E、 VHDCI接口 (可轉接為DVI或VGA接口)；顯示輸出，4VGA;顯示內存， 128MB/屏；支持最大解析度，2048X 1536 (模擬)、1600X1200 (DVI)。
內存採用金士頓DDR內存，主要技術參數容量，512M;接口， 200線。
硬碟採用希捷2.5寸硬碟，主要技術參數容量，160G;轉速，5400轉。
網卡採用D-Link DGE-530T網卡，主要技術參數總線接口， PCI;支持PCMCIA 標準，否；接口類型，RJ-45;傳輸速率(Mbps)， 10/100/1000。
光碟機採用三星DVD驅TS-H352D，主要技術參數安裝方式，內置；接口標準， ATAPI/EIDE;最大讀取速度，48X;緩存容量，198KB。
電源採用威達電工業電源ACE-841AP-S，主要技術參數效率，65%;維持時間， 最小16ms;保護，過壓、過載保護和短路保護；MTBF， 25。C時100000hrs; +3.3丫和+5￥ 的總輸出功率不超過200W; +3.3V、 +5V，Q+12V的總輸出功率不超過380W;安全規範， 符合UL60950、 TUVEN60950、 cUL CSA 22 No.60950、 CE標準；EMS,正C 1000-4-2、 IEC 1000-4-3、 IEC 1000-4-4、 IEC 1000-4-5、 IEC 1000-4-11;工作溫度，0 50°C;抗震動， 沿X、 Y、 Z三軸方向，在3至30分鐘時間周期和2G的震動測試中，可承受10 55Hz 的震動頻率；抗衝擊，IOG加速度，在X、 Y、 Z軸每個方向持續11毫秒。
15寸液晶屏採用SHARP LCD LQ150X1LW71N，主要技術參數屏幕尺寸，15"; 屏幕類型，TFTLCD;解析度，1024*768;對比度，400: 1;亮度，250;可視角度，85/85/85/85 度。
6.4寸液晶屏採用SHARP LCD LQ064V3DG01，主要技術參數屏幕尺寸，6.4";屏幕類型，TFT LCD;解析度，640X480;對比度，150: 1;亮度，350。鍵盤採用科迪亞科技有限公司的工控觸摸板鍵盤LKB88，主要技術參數字鍵數目， 87鍵；字鍵拉拔力，^0.8Kgf;字鍵回彈力，55+5gf;鍵盤主要材質，ABS;字鍵工作壽 命，IO百萬次。滑鼠採用羅技Gl滑鼠，主要技術參數接口類型，USB+PS/2;電腦連接方式，有 線；工作方式，光電；定位技術，發光二極體定位。本實用新型採用的上述系統的實施例工作流程如圖6所示，包括以下步驟1) 實時採集危險化學品洩漏事故現場風向、風速、洩漏氣體濃度、GPS定位信息及現場視頻圖像防爆型無線氣體檢測儀採集現場各監測點的風向風速、氣體濃度及GPS定位信息，無線發送到現場應急指揮中心，無線接收模塊接收這些信息並傳給應急指揮主機；單兵防爆 發射機採集現場視頻信息，通過無線方式傳送到現場應急指揮中心的接收機，接收機對圖 像解碼後傳給視頻伺服器。2) 對現場信息進行接收、存儲、處理和顯示 應急指揮主機接收現場風向、風速、洩漏氣體濃度和GPS信息，並存入實時資料庫； 應急指揮主機通過危險化學品事故現場氣象及濃度監測子系統利用組態軟體對各監測點 的風向、風速及洩漏氣體濃度進行顯示和分析處理，確定現場平均風向風速和洩漏危險化 學品名稱，並在應急指揮主機左側的2個副顯示屏上分別顯示事故現場平均風向風速信息、氣體濃度信息組態畫面；通過危險化學品MSDS及應急處置信息査詢子系統查詢危險化學 品MSDS資料庫，得出洩漏危險化學品的洗消和堵漏等現場應急處置措施，並在應急指揮 主機右側上方的副顯示屏上顯示洩漏化學品MSDS信息和現場應急處置措施； 應急指揮主機通過危險化學品事故現場視頻監控子系統訪問視頻伺服器，獲取視頻信息， 在右下方副顯示屏上顯示現場視頻圖像；並可根據需要，對現場一路或多路圖像進行錄像； 應急指揮主機在主顯示屏上運行並顯示GIS系統畫面，調出事故周邊的電子地圖。3) 根據各監測點的風向、風速、洩漏氣體濃度及GPS信息，利用經過訓練的基於BP算法 的三層MLP神經網絡，反算出洩漏源強度；4) 基於監測傳感器的位置、瞬時氣象條件、洩漏源強度和高斯經典擴散模型，計算模擬 出隨時間變化的氣體擴散濃度場；根據洩漏危險化學品性質，確定可能引發的事故類型， 根據氣體擴散濃度場和洩漏氣體事故後果模型，實時計算出事故傷亡半徑，並在GIS地圖 上顯示出事故危害影響範圍，從而確定人員疏散範圍；5)根據現場防爆型無線氣體檢測儀的GPS位置信息，在GIS地圖上顯示出事故周邊的 應急救援力量和應急救援設施，結合事故現場周邊GIS信息，在電子地圖上搜索並顯示出 為最佳的人員疏散路徑，為應急救援指揮提供決策依據。
權利要求1、一種危險化學品洩漏事故應急聯動監控系統，其特徵在於，該系統包括由多個防爆型單兵無線視頻發送設備、與該發送設備實現無線通信的多個防爆型單兵無線視頻接收設備組成的防爆型單兵無線視頻傳輸子系統，由多個防爆型無線氣體檢測儀、與各檢測儀實現無線通信的無線接收模塊組成的防爆型無線氣體濃度監測子系統，以及應急指揮主機、視頻伺服器；其中，多個防爆型單兵無線視頻發送設備和多個防爆型無線氣體檢測儀設置於洩漏事故現場周邊；該多個防爆型單兵無線視頻接收設備、無線接收模塊，應急指揮主機、視頻伺服器設置於現場應急指揮中心；該多個防爆型單兵無線視頻接收設備與視頻伺服器相連，該應急指揮主機分別與無線接收模塊、視頻伺服器相連。
2、 如權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述防爆型無線氣體檢測儀主要由風向 風速傳感器、6種氣體濃度傳感器、單片機及其外圍電路、GPS模塊、無線發送模塊、ID 設置開關、電源及電源轉換電路、發射天線及GPS天線構成；其連接關係為所述6種氣 體傳感器輸出端與其放大電路輸入端相連，各放大電路輸出端與所述單片機的AD轉換接 口連接，所述風速風向傳感器的風速、風向輸出埠分別與單片機的PB和PC 口連接，所 述GPS模塊、無線發送模塊以及電源轉換電路均與單片機相連，所述電源與電源轉換電路 相連；所述單片機外圍電路包括風速檢測電路、風向檢測電路、GPS模塊電路、ID設置 電路、單片機晶振電路、AD轉換基準電壓電路，其中，風速檢測電路與所述風速傳感器 相連，風向檢測電路與所述風向傳感器相連，GPS模塊電路與GPS模塊相連，ID設置電 路與ID設置開關相連。
3. 如權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述應急指揮主機是一種屏幕可以摺疊的五屏可攜式計算機，它主要由支持集成顯卡，集成網卡和4個USB口的PCI主板、CPU、 4分屏卡、內存、硬碟、網卡、光碟機、電源、1個15寸液晶屏、4個6.4寸液晶屏、鍵盤、 滑鼠構成；其中，4個6.4寸液晶屏的VGA板分別通過15芯同軸線纜與4分屏卡的4個VGA 口連接，15寸液晶屏通過15芯同軸線纜與主板集成顯卡的VGA 口連接。
專利摘要本實用新型涉及一種危險化學品洩漏事故應急聯動監控系統，屬於危險化學品事故應急救援技術領域，該系統包括設置於洩漏事故現場周邊的防爆型無線氣體濃度監測子系統和防爆型單兵無線視頻傳輸子系統；設置於現場應急指揮中心的應急指揮主機、視頻伺服器和無線接收模塊。本實用新型可減少事故損失，更好地保障人民的生命與財產安全。
文檔編號G01S5/02GK201218982SQ200820108870
公開日2009年4月8日 申請日期2008年6月27日 優先權日2008年6月27日
發明者洋 於, 磊 關, 吳宗之, 康榮學, 方來華, 易高翔, 楊春生, 桑海泉, 馬良俊, 魏利軍 申請人:中國安全生產科學研究院