一种基于火灾防控的智慧列车系统

1.本发明涉及铁路应急消防领域，尤其涉及一种基于火灾防控的智慧列车系统。


背景技术：

2.随着城市轨道交通的迅速发展，轨道交通已经成为人们出行最便捷、经济和高效的交通工具之一，与此同时，对于城市轨道交通的安全运行也提出了越来越高的要求，安全、高效和智能是当今轨道交通的发展趋势，其中特别是列车的防火安全，日益受到重视；随着列车装备技术的提升，现有技术中出现了一些列车自动火灾防控系统，但存在一些问题：一是火灾监测可靠性低，各种监测设备的项点单一，监测数据与设备实时状态没有进行综合分析，可能出现火情探测延时情况，不能及时探测火灾；二是数据难以深度融合，列车具有多个独立的子系统，各种子系统的数据类型繁多，相互独立，易形成“信息孤岛”，缺乏统一的数据分析平台，无法发挥大数据的作用；三是灭火系统功能单一，现有灭火装置只有在出现明火时才进行自动灭火，只存在灭火和不灭火两种状态，不能主动消除火灾隐患，灭火介入时间滞后。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能快速、准确预防列车火灾并完成灭火的基于火灾防控的智慧列车系统。
4.为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
5.一种基于火灾防控的智慧列车系统，包括大数据采集模块、数据传输模块、信息通讯模块、智慧中枢模块、智能分级灭火模块；所述智慧中枢模块包括火灾态势分析系统、火灾分级决策系统；所述火灾态势分析系统根据所述大数据采集模块采集的数据对火灾态势进行分析、预测，所述火灾分级决策系统通过所述火灾态势分析系统所提供的火灾态势预测信息对火灾严重程度进行分级，并提供对应的处理措施；所述智能分级灭火模块依据所述智慧中枢模块提供的处理措施进行火灾处理。
6.作为上述技术方案的进一步改进：
7.所述智慧中枢模块包括具有预设的数据库的火灾数据库系统，所述预设的数据库包括列车所使用的的阻燃材料性能、列车整体以及关键部位的结构耐火性能、常见乘客行李的燃烧特性、灭火设备的位置、数量类型以及相应的灭火处理措施；
8.所述智慧中枢系统包括大数据存储系统、云计算分析系统，所述大数据存储系统对接收到的数据进行云存储，实现火灾特性数据的实时存取；所述云计算分析系统通过调用大数据存储系统所存储的数据、结合所述大数据采集模块的实时数据以及所述预设的数据库，对监测到的数据进行整合、分析与计算；所述火灾态势分析系统通过调用所述预设的数据库与通过所述云计算分析系统整合、分析、计算过的数据对火灾态势进行分析和预测。
9.所述智慧中枢系统包括模块远程控制系统，通过所述模块远程控制系统执行所述智慧中枢模块提供的处理措施。
10.所述火灾分级决策系统包括低危险性等级、中危险性等级、高危险性等级三个等级；所述低危险性等级为列车关键结构或设备处于异常状态，但未现明火或明烟；所述中危险性等级为列车出现明火或明烟，且可通过所述智能分级灭火模块进行灭火；所述高危险性等级为在已经启动智能分级灭火模块的情况下，火势仍难以控制。
11.当发生的火灾为高危险等级时，通过报警器发出警报，引导人员疏散至安全的车厢，并由数据传输模块将火灾发生原因及已采取的灭火处理措施上报至铁路上级部门。
12.所述智能分级灭火模块包括冷却系统、高压细水雾系统、洁净气体灭火系统、探火管自动灭火系统。
13.所述大数据采集模块包括数据采集设备，所述数据采集设备包括烟温复合探测器、火焰探测器、特征气体探测器、红外成像温度传感器和监控摄像头。
14.所述数据传输模块包括无线传输和有线传输；列车车厢外的数据采集设备与所述智慧中枢模块之间采用无线传输，列车车厢内的数据采集设备与所述智慧中枢模块之间采用有线传输。
15.所述基于火灾防控的列车系统包括供能保障模块，通过所述供能保障模块为列车提供电力资源、水资源、气体资源。
16.与现有技术相比，本发明的优点在于：
17.本发明的一种基于火灾防控的智慧列车系统，该基于火灾防控的列车系统，在列车运行时，通过大数据采集模块全时域、多维度采集列车运行中的火灾特性数据，并通过数据传输模块将采集到的火灾特性数据发送至智慧中枢模块，由智慧中枢模块中的云计算分析系统对接收到的火灾特性数据进行分析、计算，由智慧中枢模块中的火灾姿态分析系统快速预测火灾态势，从而确定火灾等级以及对应的处理措施，由智能分级灭火模块根据智慧中枢模块下达的决策，按照所确定的火灾等级进行火灾处理；根据设备实时状态的监测数据进行综合分析，快速进行火灾监测，并且根据火灾严重程度进行智能分级，帮助迅速、准确地预防列车火灾并完成火灾处理，解决了传统列车对于火灾响应慢、效率低的问题，提升了列车安全运维水平。
附图说明
18.图1是本发明的基于火灾防控的列车系统架构示意图。
19.图2是本发明的列车发生低危险性等级火灾时智能分级灭火系统灭火的流程示意图。
20.图3是本发明的列车发生中/高危险性等级火灾时智能分级灭火系统灭火的流程示意图。
21.图中各标号表示：
22.1、智慧中枢模块；2、数据传输模块；3、信息通讯模块；4、大数据采集模块；5、智能分级灭火模块；6、供能保障模块。
具体实施方式
23.以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
24.图1至图3示出了本发明基于火灾防控的列车系统的一种实施例，包括大数据采集
模块4、数据传输模块2、信息通讯模块3、智慧中枢模块1、智能分级灭火模块5；智慧中枢模块1包括云计算分析系统、火灾态势分析系统、火灾分级决策系统；通过云计算分析系统对大数据采集模块4采集的系统进行分析、计算，通过火灾姿态分析系统与火灾分级决策系统对火灾姿态进行分析并进行分级，由智能分级灭火模块5依据智慧中枢模块1提供的处理措施进行火灾处理。该基于火灾防控的列车系统，在列车运行时，通过大数据采集模块4全时域、多维度采集列车运行中的火灾特性数据，并通过数据传输模块2将采集到的火灾特性数据发送至智慧中枢模块1，由智慧中枢模块1中的云计算分析系统对接收到的火灾特性数据进行分析、计算，由智慧中枢模块1中的火灾姿态分析系统快速预测火灾态势，从而确定火灾等级以及对应的处理措施，由智能分级灭火模块5根据智慧中枢模块1下达的决策，按照所确定的火灾等级进行火灾处理；根据设备实时状态的监测数据进行综合分析，快速进行火灾监测，并且根据火灾严重程度进行智能分级，帮助迅速、准确地预防火灾或者灭火，解决了传统列车对于火灾响应慢、效率低的问题，提升了列车安全运维水平。
25.本实施例中，大数据采集模块4采集的位置主要是易发生火灾以及重点位置，包括受电弓、设备舱、动力装置、车厢端墙、行李架、司机室、空调设备、餐车和灭火设备等，数据采集所使用的设备有烟温复合探测器、火焰探测器、特征气体探测器、红外成像温度传感器和监控摄像头，通过烟温、火焰、气体等探测火灾特性数据，判断是否发生火灾。
26.本实施例中，智慧中枢模块1包括大数据存储系统、火灾数据库系统、模块远程控制系统，大数据存储系统对接收到的大量数据进行云存储，实现火灾特性数据的实时存取；火灾数据库系统中则预先存入列车所使用的阻燃材料性能、列车整体以及关键部位的结构耐火性能、常见乘客行李的燃烧特性、灭火设备的位置、数量、类型以及相应灭火处理措施，为云计算分析系统提供数据支撑，赋能智慧中枢决策；智慧中枢系统包括云计算分析系统，云计算分析系统通过调用大数据存储系统所存储的数据，结合大数据采集模块4的实时数据，对监测到的数据进行整合、分析与计算；火灾态势分析系统则通过调用预设的数据库与通过云计算分析系统整合、分析、计算过的数据实现对火灾态势进行分析和预测，火灾分级决策系统则通过火灾态势分析系统分析、预测出来的火灾态势对火灾进行分级，根据火灾态势将火灾严重程度分为低危险性等级、中危险性等级、高危险性等级三个危险性等级，并提出相应的处理措施，从而便于智能分级灭火模块5根据火灾分级执行对应的灭火措施；模块远程控制系统根据智慧中枢模块1下达的决策，按照所确定的火灾等级执行对应的处理措施。
27.本实施例中，数据传输模块2包括无线传输和有线传输，无线传输在列车车厢外数据采集设备与智慧中枢模块1之间使用；有线传输在列车车厢内数据采集设备与智慧中枢模块1之间使用，有线传输优先选择接入列车已有数据传输网络的方式，保证后续与其他系统设备之间的数据互联互通，也可以单独设置一条有线传输，实现各设备之间的数据传输。
28.本实施例中，信息通讯模块3包括内信息共享和车地信息通讯。车内信息共享即通过4g或5g通信将列车内部异常信息实时共享给列车内乘客及工作人员，以供列车内人员及时做出应急反应；车地信息通讯即实现列车与上级部门之间的信息通讯，将列车内火灾紧急情况及时向上级部门反映，以便上级部门做出紧急情况下的应急措施与外部救援保障。
29.本实施例中，智能分级灭火模块5包括冷却剂、高压细水雾系统、洁净气体灭火系统、探火管自动灭火系统。冷却剂用于列车关键结构或设备过热的场景；高压细水雾系统用
于列车客室内火灾场景；洁净气体灭火系统用于电气设备火灾场景；探火管自动灭火系统用于列车内部设备舱和封闭空间火灾场景。
30.本实施例中，供能保障模块6用于提供电力资源、水资源、气体资源、人力资源；具体地，电力资源用于为列车火灾防控各个子模块提供电力保障；水资源用于为智能分级灭火模块5提供水资源保障；气体资源用于为智能分级灭火模块5提供洁净气体资源保障；人力资源用于为列车火灾防控各个子模块提供人力资源保障。
31.本实例基于智慧中枢的火灾分级决策流程图详见图2、图3。
32.具体地，低危险性等级为列车关键结构或设备处于异常状态，例如空调设备过热、照明系统故障等；中危险性等级为列车出现明火或明烟，且可通过智能分级灭火模块5进行有效灭火；高危险性等级为在已启动智能分级灭火模块5情况下，火势仍难以有效控制。
33.具体地，针对低危险性等级火灾，根据不同设备异常状态采取相应的故障处理措施；针对中危险性等级火灾，根据智慧中枢模块1下达的决策，对不同位置火灾采取相应的自动灭火措施，同时将火灾发生原因及自动处置信息上报铁路上级部门，寻求上级部门意见；针对高危险性等级火灾，根据智慧中枢模块1下达的决策，在已经采取自动灭火措施且火势仍未有效控制的条件下，发出警报并智能引导人员疏散至安全的车厢，待人员疏散后关闭着火车厢两侧屏蔽门，并将火灾发生原因及已经采取的自动处置信息上报铁路上级部门，要求消防和救援力量的支援。
34.虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。