基于火焰振荡频率探测的地铁站火灾功率的预测方法与流程

本发明属于安全工程学科中火灾探测技术领域，具体涉及一种在地铁站发生火灾的情况下，能够通过火焰的振荡频率来预测火灾功率的方法。

背景技术：

为了缓解日益严重的交通拥堵，今年来国内外修建了大量的交通隧道(包括地铁隧道，公路隧道，城市地下隧道等)。随着地铁隧道的大量发展，地铁站防火问题也引起了广泛的重视。由于隧道内部空间狭小等自身特点，一旦发生隧道火灾，由于热量和烟气的积聚以及隧道通风条件差导致的可燃物的不完全燃烧产生的大量的有毒有害的气体，都可能造成严重的人员伤亡和财产损失。例如2010年无锡惠山隧道火灾事故，造成24人死亡，19人受伤；2011年的瑞士圣哥达特大隧道火灾事故，造成20人死亡，128人失踪；2014年山西晋济高速岩后隧道内两辆甲醇车追尾，造成40人死亡，12人受伤和42辆车烧毁，致使隧道关闭4天等。

研究表明，若想取得更好的排烟和灭火效果，火灾时地铁站内所采用的防排烟的方案应该按照火灾的功率的大小来确定。目前国内地铁站通用的方法是在地铁顶棚的下方布置点式离子感烟报警器探测火灾。这种方法具有灵敏度高，投资小等特点。然而离子感烟报警器只能探测火灾的大致发生位置，并不能对火场的特征参数如温度，火灾功率进行监测，因此也无法对火灾规模进行判断。火灾功率是评价火灾危险程度的一个重要的参数，也是火灾防排烟模式选择的重要依据。在火灾发生时，能够对火灾功率的准确判断，并据此选择正确的防排烟方案，有助于在保障人员安全疏散的前提下，尽可能的降低火灾的损失。而且，现在的地铁站的监控系统，仅仅被赋予了监控不法分子的功能；在不影响正常的监控的前提下，还需要挖掘更多监控系统的潜力。

因此，提出一个合适的方法，对火灾初期任意位置发生火灾时，能够准确的确定火灾的发生位置，并且估算出火灾的功率是非常有必要的。

技术实现要素：

本发明提出一种基于火焰振荡频率探测的地铁站火灾功率的预测方法，解决了现有技术地铁内火灾时无法判断火焰高度、无法选择合适的救援方案的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种基于火焰振荡频率探测的地铁站火灾功率的预测方法，是按照下述方法进行的：

(1)感温报警器或者感烟报警器检测温度情况，当出现危急情况时发出报警信号给监控摄像系统；

(2)监控摄像系统拍摄现场情况，将火焰视频上传至处理器；

(3)处理器计算出火焰的振荡频率；

(4)处理器通过火焰的振荡频率计算出火焰功率：Q＝ρ₀C_pT₀g³a⁵f^-5

其中，Q为火灾功率，kw；ρ₀为空气密度，kg/m³；C_p为空气的比热容，kJ/kg.k；T₀为环境温度，℃；g为重力加速度，m/s²；a＝0.538；f为火焰的振荡频率，Hz。

优选的，步骤(4)中火焰的振荡频率是通过Matlab软件计算的。

进一步的，所述处理器设有与预案数据库连接的预留接口。

与现有技术相比，本发明具有下述优点：

1.采用地铁站系统现有的监控摄像系统，监控区域无盲区；

2.通过相应的算法能够对火灾功率做出准确的预测；

3.只需对现有的地铁站系统进行小幅度的升级，就可实现一旦发生火灾，对火灾功率进行预测的目的，对现有的系统几乎没有影响，而且投入较小。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的系统原理图。

图2为本发明的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和2所示，一种基于火焰振荡频率探测的地铁站火灾功率的预测方法，是按照下述方法进行的：

(1)感温报警器或者感烟报警器检测温度情况，当出现危急情况时发出报警信号给监控摄像系统；

(2)监控摄像系统拍摄现场情况，将火焰视频上传至处理器；

(3)处理器计算出火焰的振荡频率；

(4)处理器通过火焰的振荡频率计算出火焰功率：Q＝ρ₀C_pT₀g³a⁵f^-5

其中，Q为火灾功率，kw；ρ₀为空气密度，kg/m³；C_p为空气的比热容，kJ/kg.k；T₀为环境温度，℃；g为重力加速度，m/s²；a＝0.538；f为火焰的振荡频率，Hz。

步骤(4)中火焰的振荡频率是通过Matlab软件计算的。

所述处理器设有与预案数据库连接的预留接口。

本发明中，“线型光缆，处理器，报警系统，监控系统，用户界面”构成了火灾功率的预测预报系统。本发明将火焰发生的视频上传进入处理器，通过处理器计算出火焰的振荡频率，然后再通过火焰频率预测火灾功率大小。预留接口是处理器输出的火灾功率的大小可以和地铁站应急预案数据库连接，根据火灾的规模大小和火灾发生的位置，从数据库中选择合适的火灾应急预案。

本发明是利用现有的地铁站监控系统，当站台内布置的感温/烟报警器探测到有火灾发生时，发出火灾报警信号；并将监控系统的摄像装置对准火灾发生的位置进行拍摄；将监控摄像机拍摄到的视频上传至地铁站处理器；预测火灾功率Q。

本发明通过原有的火灾报警系统进行火灾监控，当火灾预警系统探测到有异常情况发生时，发出火灾预警信号，监控系统对火焰进行拍摄录像，并将拍摄的结果上传至处理器，通过相应算法，预测火灾功率大小。

本发明可以用于地铁站任意位置火灾探测和火灾功率的预测。

现有的火灾探测技术仅能对火灾发生与否进行判断，而无法对火灾规模大小做出预测。本发明在探测火灾发生、判断火灾起火位置的基础上，对火灾功率进行较准确的预测。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。