基於火焰振蕩頻率探測的地鐵站火災功率的預測方法與流程
2023-10-22 23:15:13
本發明屬於安全工程學科中火災探測技術領域，具體涉及一種在地鐵站發生火災的情況下，能夠通過火焰的振蕩頻率來預測火災功率的方法。
背景技術：
為了緩解日益嚴重的交通擁堵，今年來國內外修建了大量的交通隧道(包括地鐵隧道，公路隧道，城市地下隧道等)。隨著地鐵隧道的大量發展，地鐵站防火問題也引起了廣泛的重視。由於隧道內部空間狹小等自身特點，一旦發生隧道火災，由於熱量和煙氣的積聚以及隧道通風條件差導致的可燃物的不完全燃燒產生的大量的有毒有害的氣體，都可能造成嚴重的人員傷亡和財產損失。例如2010年無錫惠山隧道火災事故，造成24人死亡，19人受傷；2011年的瑞士聖哥達特大隧道火災事故，造成20人死亡，128人失蹤；2014年山西晉濟高速巖後隧道內兩輛甲醇車追尾，造成40人死亡，12人受傷和42輛車燒毀，致使隧道關閉4天等。
研究表明，若想取得更好的排煙和滅火效果，火災時地鐵站內所採用的防排煙的方案應該按照火災的功率的大小來確定。目前國內地鐵站通用的方法是在地鐵頂棚的下方布置點式離子感煙報警器探測火災。這種方法具有靈敏度高，投資小等特點。然而離子感煙報警器只能探測火災的大致發生位置，並不能對火場的特徵參數如溫度，火災功率進行監測，因此也無法對火災規模進行判斷。火災功率是評價火災危險程度的一個重要的參數，也是火災防排煙模式選擇的重要依據。在火災發生時，能夠對火災功率的準確判斷，並據此選擇正確的防排煙方案，有助於在保障人員安全疏散的前提下，儘可能的降低火災的損失。而且，現在的地鐵站的監控系統，僅僅被賦予了監控不法分子的功能；在不影響正常的監控的前提下，還需要挖掘更多監控系統的潛力。
因此，提出一個合適的方法，對火災初期任意位置發生火災時，能夠準確的確定火災的發生位置，並且估算出火災的功率是非常有必要的。
技術實現要素：
本發明提出一種基於火焰振蕩頻率探測的地鐵站火災功率的預測方法，解決了現有技術地鐵內火災時無法判斷火焰高度、無法選擇合適的救援方案的問題。
本發明的技術方案是這樣實現的：一種基於火焰振蕩頻率探測的地鐵站火災功率的預測方法，是按照下述方法進行的：
(1)感溫報警器或者感煙報警器檢測溫度情況，當出現危急情況時發出報警信號給監控攝像系統；
(2)監控攝像系統拍攝現場情況，將火焰視頻上傳至處理器；
(3)處理器計算出火焰的振蕩頻率；
(4)處理器通過火焰的振蕩頻率計算出火焰功率：Q＝ρ0CpT0g3a5f-5
其中，Q為火災功率，kw；ρ0為空氣密度，kg/m3；Cp為空氣的比熱容，kJ/kg.k；T0為環境溫度，℃；g為重力加速度，m/s2；a＝0.538；f為火焰的振蕩頻率，Hz。
優選的，步驟(4)中火焰的振蕩頻率是通過Matlab軟體計算的。
進一步的，所述處理器設有與預案資料庫連接的預留接口。
與現有技術相比，本發明具有下述優點：
1.採用地鐵站系統現有的監控攝像系統，監控區域無盲區；
2.通過相應的算法能夠對火災功率做出準確的預測；
3.只需對現有的地鐵站系統進行小幅度的升級，就可實現一旦發生火災，對火災功率進行預測的目的，對現有的系統幾乎沒有影響，而且投入較小。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發明的系統原理圖。
圖2為本發明的流程圖。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有付出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
如圖1和2所示，一種基於火焰振蕩頻率探測的地鐵站火災功率的預測方法，是按照下述方法進行的：
(1)感溫報警器或者感煙報警器檢測溫度情況，當出現危急情況時發出報警信號給監控攝像系統；
(2)監控攝像系統拍攝現場情況，將火焰視頻上傳至處理器；
(3)處理器計算出火焰的振蕩頻率；
(4)處理器通過火焰的振蕩頻率計算出火焰功率：Q＝ρ0CpT0g3a5f-5
其中，Q為火災功率，kw；ρ0為空氣密度，kg/m3；Cp為空氣的比熱容，kJ/kg.k；T0為環境溫度，℃；g為重力加速度，m/s2；a＝0.538；f為火焰的振蕩頻率，Hz。
步驟(4)中火焰的振蕩頻率是通過Matlab軟體計算的。
所述處理器設有與預案資料庫連接的預留接口。
本發明中，「線型光纜，處理器，報警系統，監控系統，用戶界面」構成了火災功率的預測預報系統。本發明將火焰發生的視頻上傳進入處理器，通過處理器計算出火焰的振蕩頻率，然後再通過火焰頻率預測火災功率大小。預留接口是處理器輸出的火災功率的大小可以和地鐵站應急預案資料庫連接，根據火災的規模大小和火災發生的位置，從資料庫中選擇合適的火災應急預案。
本發明是利用現有的地鐵站監控系統，當站臺內布置的感溫/煙報警器探測到有火災發生時，發出火災報警信號；並將監控系統的攝像裝置對準火災發生的位置進行拍攝；將監控攝像機拍攝到的視頻上傳至地鐵站處理器；預測火災功率Q。
本發明通過原有的火災報警系統進行火災監控，當火災預警系統探測到有異常情況發生時，發出火災預警信號，監控系統對火焰進行拍攝錄像，並將拍攝的結果上傳至處理器，通過相應算法，預測火災功率大小。
本發明可以用於地鐵站任意位置火災探測和火災功率的預測。
現有的火災探測技術僅能對火災發生與否進行判斷，而無法對火災規模大小做出預測。本發明在探測火災發生、判斷火災起火位置的基礎上，對火災功率進行較準確的預測。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。