一种地铁车站智能应急疏散指示系统和方法与流程

本发明涉及城市轨道交通运营管理技术领域，更具体地，涉及一种地铁车站智能应急疏散指示系统和方法。

背景技术

随着我国经济的逐年稳步发展，城市化水平的逐年提高，越来越多城市开通地铁线路。但地铁车站作为一种典型的地下建筑，地铁站的突发事件很多，火灾只是最常见的一种，一旦发生火灾，人员疏散将是一个重要的问题。

由于疏散不及时引起的踩踏事件在最近几年的新闻中多有发生。火灾发生时能在短时间内扩大，允许逃生的时间短。而地铁站人员密集，容易因为毫不相干的事情引发群体恐慌拥挤，人群乱跑发生踩踏事件，造成人员伤亡。

目前，现有地铁车站疏散指示系统主要有两种：一是以疏散最短路径为原则预埋疏散指示标志，二是通过消防控制系统根据初期火源位置进行疏散规划，两者皆未考虑火灾发展过程中烟气蔓延对疏散路线的影响。由于地铁火灾烟气蔓延与火灾位置与火灾功率以及环境状态有关，很难事先预测烟气蔓延路径，一旦火灾烟气蔓延方向与疏散方向相同，甚至蔓延到疏散通道内，将极易导致高温烟气对人体的伤害并降低疏散效率。在突发事件发生时，依靠现有的消防设施和疏散方法还是有效规避和解决上述问题。

技术实现要素：

本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种地铁车站智能应急疏散指示系统和方法。

根据本发明的一个方面，提供一种地铁车站智能应急疏散指示系统，包括综合探测模块、中央控制模块和多信息智能指示模块；

所述综合探测模块，用于对地铁车站内各区域进行实时监测，并将获取的环境数据即时发送至所述中央控制模块；

所述中央控制模块，用于对所述环境数据进行分析处理，根据各区域监测数据是否达到危险阈值，判断是否为起火区域、烟气扩散区域，并根据判断结果对疏散线路进行实时更新，并发送疏散指令至所述多信息智能指示模块；

所述多信息智能指示模块，用于根据所述疏散指令，对地铁车站内人群疏散进行实时引导。

根据本发明的二个方面，提供一种地铁车站智能应急疏散指示方法，包括：

获取地铁车站内各区域进行实时环境数据；

根据各区域监测数据是否达到危险阈值，判断起火区域、烟气扩散区域，根据判断结果对疏散线路进行实时更新，并发送疏散指令，对地铁车站内人群疏散进行实时引导。

本发明提出一种地铁车站智能应急疏散指示系统和方法，能快速发现地铁火灾并实时智能规划疏散路线，通过对地铁车站站台、站厅以及各通道的相关数据进行实时采集和分析，根据数据处理结果对疏散指示路线能进行实时更新，能有效避免疏散人群在疏散过程中误入火灾烟气蔓延区域，极大地提高了疏散效率和疏散安全度。

附图说明

图1为根据本发明实施例的地铁车站智能应急疏散指示系统结构示意图；

图2为根据本发明实施例的综合探测模块实际安装示意图；

图3为根据本发明实施例的疏散指示标志示意图；

图4为根据本发明实施例的车站站台区域划分示意图；

图5为根据本发明实施例的车站站台火灾疏散路线示意图；

图6为根据本发明实施例的车站站厅火灾疏散路线示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

根据以往地铁火灾案例，地铁火灾具有发烟量大且热烟气扩散迅速等特点，对人员疏散具有严重影响。现有地铁车站疏散指示系统主要有两种：一是以疏散最短路径为原则预埋疏散指示标志，二是通过消防控制系统根据初期火源位置进行疏散规划，两者皆未考虑火灾发展过程中烟气蔓延对疏散路线的影响。由于地铁火灾烟气蔓延与火灾位置与火灾功率以及环境状态有关，很难事先预测烟气蔓延路径，一旦火灾烟气蔓延方向与疏散方向相同，甚至蔓延到疏散通道内，将极易导致高温烟气对人体的伤害并降低疏散效率。因此，解决如何在地铁车站火灾环境下避开火灾烟气进行快速疏散的问题刻不容缓。

为了解决上述问题，在本实施例中，如图1所示，提供了一种地铁车站智能应急疏散指示系统，包括综合探测模块1、中央控制模块2和多信息智能指示模块3；

所述综合探测模块1，用于对地铁车站内各区域进行实时监测，并将获取的环境数据即时发送至所述中央控制模块2；监测的是温度，能见度，烟颗粒密度等这些环境参数。

所述中央控制模块2，用于对所述火灾数据进行分析处理，根据各区域监测数据是否达到危险阈值，判断是否为起火区域、烟气扩散区域，并根据判断结果对疏散线路进行实时更新，并发送疏散指令至所述多信息智能指示模块3；

所述多信息智能指示模块3，用于根据所述疏散指令，对地铁车站内人群疏散进行实时引导。

在本实施例中，通过将综合探测模块1设置在地铁车站站台、站厅以及车站各出口处，用于火灾监测以及火灾情况下采集地铁车站内各区域的各种实时数据，并发送给中央控制模块2；中央控制模块2接收综合探测模块1发送的实时火灾数据并对其进行处理，根据各区域监测数据是否达到影响人员疏散的限值(即危险阈值)，判断起火区域、烟气扩散区域。若某区域内的综合探测模块1发送至中央控制模块2的监测数据超过预先设定的参数上限值，则判定该区域为“危险区域”，否则，则视为“可通行区域”。在本实施例中，事先在中央控制模块中为综合探测模块1监测的各类数据设定危险阈值，作为判断各区域状况的标准；中央控制模块2根据判断结果对疏散线路进行实时更新，并发送疏散指令至所述多信息智能指示模块3，由于火灾具有蔓延性，在本实施例中，通过对环境数据进行实时监控，判断各区域能否通行，实时调整疏散线路，能快速发现地铁火灾并实时智能规划疏散路线，通过对地铁车站站台、站厅以及各通道的相关数据进行实时采集和分析，根据数据处理结果对疏散指示路线能进行实时更新，能有效避免疏散人群在疏散过程中误入火灾烟气蔓延区域，极大地提高了疏散效率和疏散安全度。

在上述实施例的基础上，所述综合探测模块1布置于车站站台、站厅及车站出口处，所述综合探测模块1包括设于地铁车站各区域内的感烟单元101、感温单元103和能见度检测单元102；

所述感烟单元101用于监测对应区域内的烟气浓度；

所述感温单元103用于监测对应区域内的烟气温度；

所述能见度检测单元102用于测量对应区域的能见度。

在本实施例中，综合探测模块1，设置在地铁车站站台、站厅以及车站各出口处，用于火灾监测以及火灾情况下采集地铁车站内各区域的各种实时数据，并发送给中央控制模块2；具体的，通过设置感烟单元101进行实时监测，发现判别起火区域，以及监测地铁车站站台、站厅以及车站各出口处的烟气浓度，并将实测数据发送到中央控制模块2；通过设置感温单元103，监测地铁车站站台、站厅各处以及车站各出口处的实时温度，并将实测数据发送到中央控制模块2；通过设置能见度检测单元102，测量地铁车站站台、站厅以及车站各出口处在危险高度处的能见度，并将实测数据发送到中央控制模块2。

在上述各实施例的基础上，所述感烟单元101包括上层感烟单元101和下层感烟单元101，所述上层感烟单元101设于车站站台顶部、站厅顶部及车站出口顶部，所述下层感烟单元101布置于距离地面设定危险高度处。

在本实施例中，所述感烟单元101，分为上下两层布置，上层感烟单元101布置于车站站台、站厅以及车站各出口处的顶部，用于发现判别起火区域；下层感烟单元101布置于危险高度，用于监测地铁车站站台、站厅以及车站各出口处在设定危险高度处的烟气浓度，并将实测数据发送到中央控制模块2；具体的，所述设定危险高度根据人的身高进行设定，范围为1.8～2m。

在本实施例中，如图2所示，综合探测模块1安装在地铁车站支撑柱上，由于所述综合探测模块1内置能见度检测单元102和感温单元103监测烟气层高度和温度，将所述综合探测模块1安装在距地面2m处，用于监测烟气蔓延情况，同时，在地铁车站站台和站厅天花板上装有感烟单元101，用于发现判别起火位置。

在本实施例中，感烟单元101中的上层感烟单元101以一定间隔布置于车站站台、站厅以及车站各出口处的顶部，用于发现判别起火区域；下层感烟单元101、能见度检测单元102、感温单元103以一定间隔布置于车站站台柱、站厅柱以及车站各出口的设定危险高度处，用于监测地铁车站站台、站厅以及车站各出口处在设定危险高度处的烟气浓度；感烟单元101、能见度检测单元102、感温单元103通过通信单元201与中央控制模块2交互。

在上述各实施例的基础上，还包括人流量检测单元，用于检测疏散线路上的人流量。由于地铁车站人流量大，若都往同一方向疏散，很容易造成疏散通道拥堵、踩踏，造成人为的二次灾难，因此在本实施例中，可以通过检测人流量，将人流量和疏散通道的最大人流限值同样作为疏散线路的参考依据，对疏散人群进行分流疏散。

在上述各实施例的基础上，所述中央控制模块2包括中央控制主机203、控制界面202、电源管理单元204和通信单元201；

所述中央控制主机203用于对所述环境数据进行分析处理，根据各区域监测数据是否达到危险阈值，判断起火区域、烟气扩散区域，依据不穿越起火区域，不向危险区域、烟气扩散区域疏散，以及最短路径原则对疏散线路进行实时更新；

所述控制界面202用于查看所述中央控制主机203的疏散线路和实测的环境数据曲线图，包括各区域的烟气浓度曲线图、烟气温度曲线图、能见度曲线图，并对所述中央控制主机203进行控制；

所述电源管理单元204用于为所述中央控制主机203提供电源；

所述通信单元201用于所述综合探测模块1、所述中央控制模块2和所述多信息智能指示模块3之间的通信连接。

在本实施例中，中央控制模块2的中央控制主机203对环境数据进行分析处理，根据处理结果判断环境实时状况。工作人员可通过控制界面202查看中央控制主机203的处理结果，并可通过控制界面202对中央控制主机203进行操作，如参数设定、自动/手动模式切换等。在本实施例中，控制界面202还用于相关工作人员与所述中央控制主机203之间进行信息交互，工作人员可通过所述控制界面202向所述中央控制主机203导入地铁车站布局图，输入相关参数，设定相关设置、对地铁车站进行区域划分等操作，同时可通过所述控制界面202查看所述中央控制主机203规划的疏散指示路线图及实测数据曲线图，工作人员可通过所述控制界面202进行中央控制模块2的手动/自动切换。

在上述各实施例的基础上，所述中央控制主机203根据各时刻所有感烟单元的监测值及其变化情况来判断烟气扩散区域及烟气扩散趋势。在本实施例中，在t0时刻，若纵向排列的三个相邻区域的感烟单元a、感烟单元b、感烟单元c(区域b位于区域a、c中间，且该三个区域周围不存在其他区域)，其中感烟单元b监测值超过设定的阈值，则判断b区域为危险区域；在t1时刻，感烟单元a和感烟单元b监测值均超过设定的阈值，且b监测值大于a监测值，则可判断烟气扩散方向为b区域到a区域。

比如，t0时刻，10个感烟单元测了10个数据，t1时刻，又有10个数据，接着t2，t3……，首先根据监测值，可以判断出烟气扩散区域，其次，根据各时刻的变化情况，可以推测出烟气扩散的趋势，进行一种预判。

在上述各实施例的基础上，所述起火区域为上层感烟单元101的监测数据超过预先设定烟气阈值的区域，所述危险区域为综合探测模块所监测的数据中任意一项超过预先设定阈值的区域。

在上述各实施例的基础上，所述多信息智能指示模块3包括疏散指示标志304、疏散信息指示屏303、语音播报设备302和指示灯301；

所述疏散指示标志304设于车站站台、站厅及车站各通道内的地面上，用于根据中央控制模块2的疏散指令实时更新指示方向，以根据最新的疏散线路对疏散人群进行引导，疏散指示标志304安装间隔为5-10m；

所述疏散信息指示屏303用于向疏散人群发布火灾信息，指示人群进行疏散；

所述语音播报设备302用于向疏散人群播报疏散相关通知，引导疏散人群进行疏散；

所述指示灯301设于车站出入口顶部，用于根据中央控制模块2的控制变换颜色，进行火灾疏散预警。

在本实施例中，疏散指示标志304以5-10m的间隔设置在车站站台、站厅及车站各出口处的地面上，用于根据所述中央控制模块2规划的疏散指示路线对疏散人群进行引导，可根据所述中央控制模块2发送的指令变换指示方向，疏散指示标志304可指示8个方向，如图3所示，图3中(a)图为正常状态下的疏散指示标志304状态图，(b)图为火灾情况下的路径指示状态图，图中黑色箭头表示疏散方向，再具体实施过程中，箭头颜色为绿色。

在上述各实施例的基础上，指示灯301可变换红绿两种不同的颜色，根据所述中央控制模块2发送的信息，显示相应的颜色。当车站各通道出入口处的综合探测模块1监测数据超过预先设定的参数上限值时，指示灯301显示红色，表示此出入口不可用于疏散；当车站出入口处的综合探测模块1监测数据未超过预先设定的参数上限值时，指示灯301显示绿色，表示此出入口可用于疏散。

在本实施例中，指示灯301设置在车站各通道出入口处顶部，可变换红绿两种不同的颜色，当车站各通道出入口处的综合探测模块1监测数据超过预先设定的参数上限值时，指示灯301显示红色，表示此出入口不可用于疏散；当车站出入口处的综合探测模块1监测数据未超过预先设定的参数上限值时，指示灯301显示绿色，表示此出入口可用于疏散。与以上过程同时，所述中央控制模块2将通过所述疏散信息指示屏303和所述语音播报设备302发布疏散信息。疏散信息指示屏303可用城市轨道交通pis系统屏幕代替，中央控制模块2与城市轨道交通pis系统联动；语音播报设备302可采用地铁车站现有广播设备。

在上述实施例的基础上，在本实施例中，疏散指示方法依据不穿越起火区域，不向危险区域、烟气扩散区域疏散，以及最短路径原则对人群进行疏散指示，并能对疏散指示路线实时更新。

如图4所示，以某地铁站台为实施例，疏散指示方法如下：

1、如图4(a)所示，根据所述综合探测模块1的布置位置对该地铁站台进行区域划分变对每个区域进行编号，每个区域仅包含1个综合探测模块1，并将区域划分结果输入中央控制模块2，同时将指示灯301和疏散指示标志304与其所在区域编号进行关联，以便于所述中央控制模块2对起火区域快速定位并准确向指示灯301和疏散指示标志304发布指令信号。

2、综合探测模块1对各区域的监测数据实时传输至中央控制模块2；

3、由于综合探测模块1仅覆盖其所在区域外，因此，若某区域内的综合探测模块1发送至中央控制主机203的监测数据超过预先设定的参数上限值，则判定该区域为“危险区域”，否则，则视为“可通行区域”。被判定为“危险区域”的区域将被禁止用于疏散，“可通行区域”则可正常通行。

4、如图4(b)所示，12号区域内的综合探测模块1发送至中央控制主机203的监测数据超过预先设定的参数上限值，而其他区域综合探测模块1监测数据正常，则可认为该区域为发生火灾，判定该区域为“危险区域”。随后，其相邻的10号区域内的综合探测模块1发送至中央控制主机203的检测数据也超过预先设定的参数上限值，则可认为火灾烟气已由12号区域蔓延至10号区域，亦将10号区域判定为“危险区域”；

5、以上判定过程为并行运算，对同一时间段内的所有综合探测模块1所在区域的判定同时进行。

如图5(a)所示，某地铁站台18号、20号被中央控制模块2判定为“危险区域”，需对人员疏散路线进行规划时，疏散路线制定方法如下：

1)判定可用安全出口。工作人员需先通过控制界面202对于安全出口位置进行设定，即将安全出口与其所在区域编号进行关联。若在实时监测过程中，中央控制主机203将某安全出口所在区域判定为“危险区域”，则同时将该安全出口视作不可通行。图中由于楼扶梯a的入口位于18号区域，则将楼扶梯a判定为非安全出口，禁止人群通过楼扶梯a进行疏散，则人群仅能通过楼扶梯b疏散至站厅；

2)按照通过“可通行区域”并避开“危险区域”向安全出口疏散路径最短且疏散路线相对简单(减少曲折路线)的原则进行疏散路线的规划。由于20号区域被判定为“危险区域”，故22号区域内的行人不能通过20号区域向楼扶梯b进行疏散，需依次通过21号区域转移至19号区域再向楼扶梯b进行疏散，其他“可通行区域”内的行人同样遵循先疏散至离安全出口最近的相邻“可通行区域”再向安全出口进行疏散的原则进行疏散路线规划；位于“危险区域”内的行人则先疏散至离所在区域最近且有利于后续疏散的“可通行区域”再进行疏散。如位于18号区域内的行人，相邻的“可通行区域”有16号区域和17号区域，相对而言，16号区域离安全出口最近，故选择先疏散至16号区域再疏散至安全出口。

3)如图5(b)所示，中央控制主机203根据实时判定结果对疏散路线进行规划后，向疏散指示标志304发送信号，位于“危险区域”内的疏散指示标志304指向最近可通行区域；位于“可通行区域”内的疏散指示标志304指向离安全出口最近的相邻可通行区域。安全出口及通道口两侧设置指示灯301，若中央控制主机203判定安全出口及通道口所在区域为“危险区域”，则其两侧指示灯301亮红灯；若为“可通行区域”，则亮绿灯。

4)综合探测模块1在疏散过程中继续对各区域进行检测并将监测数据发送给中央控制模块203，中央控制模块2重复步骤1)、2)、3)对疏散路线进行实时调整更新，以避免在疏散过程中火灾烟气对疏散人群的伤害。

如图6所示，某地铁车站站厅安检区发生火灾，中央控制模块203根据综合探测模块1发回的监测数据将图中4号、7号、10号、11号、13号、16号区域判定为“危险区域”，由于a口的入口位于4号区域内，因此将a口判定为不可通行。中央控制主机203根据实时判定结果对疏散路线进行规划，并向疏散指示标志304和指示灯301发送信号，疏散指示标志304和指示灯301根据信号指令动作，位于“危险区域”内的疏散指示标志304指向最近可通行区域；位于“可通行区域”内的疏散指示标志304指向离安全出口最近的相邻可通行区域。由于a口禁止通行，故a口前方指示灯301亮红灯，其余出口正常通行，相应指示灯301亮绿灯。综合探测模块1在疏散过程中继续对各区域进行检测并将监测数据发送给中央控制模块203，中央控制模块203将根据监测数据对疏散路线进行实时调整更新。

本实施例中还提供了提供一种地铁车站智能应急疏散指示方法，基于上述各实施例中的地铁车站智能应急疏散指示系统，包括：

所述综合探测模块对地铁车站内各区域进行实时监测，并将获取的环境数据即时发送至所述中央控制模块；

所述中央控制模块对所述环境数据进行分析处理，根据各区域监测数据是否达到危险阈值，判断起火区域、烟气扩散区域，并根据判断结果对疏散线路进行实时更新，并发送疏散指令至所述多信息智能指示模块；

所述多信息智能指示模块根据所述疏散指令，对地铁车站内人群疏散进行实时引导。

综上所述，本发明实施例提出一种地铁车站智能应急疏散指示系统和方法，能快速发现地铁火灾并实时智能规划疏散路线，通过对地铁车站站台、站厅以及各通道的相关数据进行实时采集和分析，根据数据处理结果对疏散指示路线能进行实时更新，能有效避免疏散人群在疏散过程中误入火灾烟气蔓延区域，极大地提高了疏散效率和疏散安全度。

以上所描述的显示装置的测试设备等实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明的实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的实施例各实施例技术方案的范围。