专利名称：智能紧急疏散控制系统及其实现方法
技术领域：
本发明涉及一种智能消防系统技术，特别是指一种紧急情况下的智能疏散控制系统及其实现方法，属于消防技术领域。
背景技术：
火灾发生时，凡是疏散做得好的地方，火灾损失一般能够明显减小。目前主要靠人为拨打119进行火灾报警。市场上虽然已经有自动拨打119进行报警的产品，但这种产品功能简单，智能化、自动化程度较低。
目前主要的传统疏散设计体系的疏散模式是沿房间到走廊到过厅到楼梯的疏散路线进行疏散，即火灾时，人们首先沿水平方向走出房间，通过走道抵达前室，再沿垂直方向经疏散楼梯下行到室外而脱险。这种传统疏散设计体系是建立在对水平疏散人流的组织和水平与垂直交叉点一疏散楼梯的尺度、平面形式与数量分析基础之上的。它主要是着眼于疏散楼梯作为垂直疏散工具和安全出口。此种疏散设计体系的传统观念一直指导着世界各国的高层建筑安全疏散设计。但是，它存在平时载送大量人流的垂直交通电梯，火灾时却失去其垂直疏散能力；火灾时的疏散路线与平时的交通路线互相分离；高层建筑中，电梯与疏散楼梯互相脱节；惊恐的逃生者靠自身体力进行疏散，其疏散楼梯垂直疏散时间过长；在传统设计疏散路线上，疏散通道因群集流动效应常常难以保证安全；避难层作为安全区，倘若位置设置不当，所起作用有限等弊端。现有技术中有一种确保火灾时日常交通路线与设施的安全性的设计方法，使日常交通路线设计与安全疏散设计合二为一，即把围绕电梯、电梯厅及其周围的通道作为安全区，使火灾时可能成为危险区而不能使用的电梯及电梯厅变成可利用的安全区，但这种方法主要用于临时避难，并不能起到真正的紧急疏散效果，特别是对于大型的高层建筑，其作用更为有限。2002年2月在《哈尔滨工业大学学报》发表的李秋明、李成伟的“一种新型智能消防系统设计”的文章，认为目前的消防系统的信息处理多采用开关量式的方式，这种方式只能提供传输报警、故障等几种信息，文章采用多阀值编码的方式进行火灾信息的处理，可以实现多信息的组合，并利用载波的方式传输信号，它通过通讯编解码控制器实现编址式通讯，增加了灭火自动控制系统和消防广播系统，主机对火灾探测器收集的信息进行处理，判断是火灾信号或者是干扰信号，这种方式只是减少了误报，并不能真正指导人们在紧急情况下的高效、合理疏散。
发明内容
为克服上述问题，本发明的目的在于提供一种智能紧急疏散系统及其实现方法，当有遥控报警时，自动识别报警地点，然后计算各疏散通道中人员最佳流动方向，通过硬件控制器对发光疏散标牌进行控制，指示出疏散方向，实现了人工报警，自动预警的功能。
为完成上述目的，本发明技术方案包括一种智能紧急疏散控制系统，包括具有方向指示功能的光电指示牌、遥控报警及接收设备、火灾源烟雾探测器、报警广播设备、控制中心及控制机柜；其中，火灾源烟雾探测器用于检测火警信号，将火警信号传向控制机柜，控制机柜对火灾信号进行处理转变成报警信号传向控制中心，控制中心通过遥控报警及接收设备接收火警确认信号，并确定报警位置，计算出最佳疏散路径，向光电指示牌发出控制信号，指示疏散方向。
一种智能紧急疏散控制的方法，包括以下步骤步骤(1)、控制中心监视接收系统的请求，并判断该请求是报警请求还是自检请求，如果是自检请求，则进行自检处理，然后返回，如果是报警请求，则控制中心向值班人员发出警情提示，并提示发生警情的具体方位；步骤(2)、值班人员在收到报警信号后，对警情进行确认，并向控制中心发出警情确认信号；步骤(3)、控制中心接收到警情确认信号后，发出报警控制信号，查询报警的位置，并查找相邻的疏散控制点；步骤(4)、计算出最佳疏散控制路径；步骤(5)、把最佳疏散控制路径信息发送到相关控制点的光电指示器，指示疏散方向。
本发明采用中心控制计算机系统，可以记录报警点的位置，记录各标牌的位置，根据报警点的位置和现场平面图进行最佳疏散路径计算，对系统硬件进行控制，绘制现场平面图。本发明将报警数据自动存储到数据库，具有报警数据的自动存储、数据备份、报警历史数据查询等功能。本发明实现了火灾的自动报警，除火警确认需要人员外，其它都靠计算机来控制执行，有效地提高了警情反应速度。在值班人员换岗时，能进行登录和注销登录等工作，以便进行值班情况统计、值班记录审核等。本发明采用WINDOWS图形化界面设计，使用方便，报警时通过地形图、楼层平面图进行报警地点显示，有效地进行报警地点控制。将声音报警、BP机、或手机报警相结合将报警通知给值班人员，确保值班人员能够及时知道有警发生，且确认速度高。同时本发明具有广播报警装置和声光电疏散指示，及时通知人员按较佳路径撤离。它采用企业级数据库的软件设计，数据安全性高，设备可扩充性好，伸缩余地大，新旧设备可以有效的衔接，可充分利用现在火警监控设备进行功能扩充，自动化程度高，有效地提升了火警反应速度，声光电一体化火警提示功能，多种报警通知方式，有效的防止了因值班人员疏忽引起的火灾，实现了人工报警，自动预警。
图1为系统结构示意图；图2为本发明的主流程图；图3为本发明的设备自检数据处理流程图。
具体实施例方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
目前由于消防设施智能化程度低以及值班人员疏忽大意等原因，火灾事故时有发生，造成极大的人员和财产损失，根据对火灾事故的统计分析，火灾发生时，如果疏散做得好，火灾损失能够明显减小。本发明主要是针对已经安装了消防控制系统、各种消防报警探头和消防报警广播设备的消防系统进行的改进。
参阅图1本发明的系统构成示意图，它包括安装在建筑物疏散通道中的可发光的具有方向指示功能的光电指示牌8、遥控报警及接收设备7、火灾源烟雾探测器3、报警广播设备9、控制中心1及控制机柜2。根据建筑物的施工图进行合理设计，确定各个火灾探测器和其它设备的硬件设备编号及物理地址。
当各类火警发生后，火灾源烟雾探测器3探测到火灾的烟雾时，火灾源烟雾探测器3将火警信号传向控制机柜2，控制机柜2对火灾信号进行处理转变成报警信号传向控制中心1，控制中心1通过广播报警设备9的声音提示装置向值班人员6发出火警提示，或通过公用电话网4或互联网将火警信号传到值班人员的传呼机、手机、个人数字助理机或移动无线计算机5上，值班人员得到火警信号后，对火警信号进行确认，并向火警信号遥控接收装置7发出火灾确认信号，确认信号传递到控制中心1进行处理，控制中心1确认报警位置，寻找相邻的疏散控制点，找到后则将该疏散控制点处的通道设为短路，将通道及控制点数据转化为要计算的数学模型并进行最短路径的计算和最佳疏散路径的计算，然后使用该数据路线对控制数据进行组装，向光电指示牌8发出控制信号，指示疏散方向，同时用广播报警设备9发出火灾报警信号，通知人员的疏散；上述的光电指示牌8包括一个发光方向硬件控制器。
参阅图2本发明的主流程图，本发明的中心计算机系统即控制中心1接收火灾源烟雾探测器3或者通过自检程序得到各设备的数据，判断是否有报警发生，如果没有则转入其它数据处理流程，继续接受系统设备数据，如果有则查询报警的位置，寻找相邻的疏散控制点。找到则将该疏散控制点处的通道设为短路，根据通道及控制点数据 进行最短路径的计算和最佳疏散路径的计算，然后使用该数据路线对控制数据进行组装，向光电指示牌发出控制信号，指示疏散方向，同时向广播报警设别发出火灾报警控制信号，通知人员的疏散，然后结束；如果没有找到，则按初始化时默认的疏散路线对控制数据进行组装，转入设备控制程序并结束。
本发明的最短路径算法采用迪杰斯特拉(Dijkstra)算法，这是一种按路径长度递增顺序产生各顶点最短路径的算法。若按长度递增的次序生成从源点到其它顶点的最短路径，则当前正在生成的最短路径上，除终点以外的其余顶点之最短路径均已生成。
本发明的实现方法具有的功能是记录报警点的位置，记录各标牌的位置，根据报警点的位置和现场平面图进行最佳疏散路径计算，对系统硬件进行控制，绘制现场平面图。所要处理的数据有以下类型1、报警数据，该数据包含报警位置、报警时间、报警硬件编号等；2、命令数据主要是人机接口数据，如控制硬件进行监测等；3、系统安装数据包括安装时间、设备安装数量，设备编码数据等；4、硬件监测数据本数据包括硬件工作状况，发光指示牌工作状况，提交数据时间等信息；5、现场平面图数据该数据包括平面图、安全出口位置数据、光电指示牌安装位置及默认疏散方向数据、报警控制点即疏散控制点的位置数据、其它信息如灭火器、消防栓等位置信息；6、控制数据本数据为导出数据，发往硬件设备，控制硬件设备执行特定的工作；7、历史数据记录记录历史数据，如硬件监测数据、报警、报警处理数据等。
本发明的数据处理包括报警处理和设备自检处理。以处理二维平面数据为例，系统安装完成后，初始化时会根据平面图数据对各个疏散控制点到安全出口的最短距离进行计算，得到各点到安全出口的最佳路径，控制点是在平面图中的各拐角和门口处以及其它需要指导人员疏散的地方设置的控制点。当有报警发生时，系统对报警地点的位置信息进行采集，然后计算该点对那一条疏散通道的那一个控制点有影响，将该控制点到其它点的距离设为无穷大，然后重新计算各疏散点到各安全出口的最短距离，根据最短距离数据得到各控制点到安全出口的疏散最佳路径。然后将计算得到的最佳路径映射到相关的疏散光电指示牌处，从而得到各光电标牌的方向指示控制数据。之后再将控制数据通过设备驱动程序发往各光电指示牌设备，对光电指示牌的发光方向进行控制，并通过广播发出警报，从而完成报警处理工作。
参阅图3，设备自检处理采用多次控制寻检处理方法。设备自检处理是为了跟踪设备运行状况而进行检测的处理过程。检测范围包括光电指示牌8运转情况、主机设备运转情况、分机设备运转情况。由于设备检测速度明显低于计算机设备的处理速度，同时计算机通过主机可带多台分机设备，如果在检测完一台分机再检另一台，系统耗时会很长，因此本发明采用多次下发控制命令，时时寻检分机的处理方法。计算机向1号分机下发自检命令后，依次向2、3、……、n号分机下发自检控制命令。当向所有分机发完控制命令后，再按顺序寻检各分机的检测情况，索要自检数据。这样就大大缩短了检测时间。
本系统对报警数据自动存储到数据库，数据库采用SQL-SERVER7.0实现，依据控制中心所配硬盘的大小，本系统可一次性存储3到20年的报警数据，同时，由于本系统采用企业级数据库进行设计，加强了数据的安全性的同时，也为以后实现城市乃至全国火警报警联网创造了条件。
可存储查询的数据包括值班人员信息、火警发生信息、火警处理信息、设备自检信息等。本发明中心计算机采用WINDOWS图形化界面设计，使用方便，报警时通过地形图，楼层平面图进行报警地点显示，有效地进行报警地点控制。
最后所应说明的是以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种智能紧急疏散控制系统，包括具有方向指示功能的光电指示牌、遥控报警及接收设备、火灾源烟雾探测器、报警广播设备、控制中心及控制机柜；其特征在于，火灾源烟雾探测器用于检测火警信号，将火警信号传向控制机柜，控制机柜对火灾信号进行处理转变成报警信号传向控制中心，控制中心通过遥控报警及接收设备接收火警确认信号，并确定报警位置，计算出最佳疏散路径，向光电指示牌发出控制信号，指示疏散方向。
2.根据权利要求1所述的智能紧急疏散控制系统，其特征在于，控制中心1计算出最佳疏散路径后，还同时用广播报警设备发出火灾报警信号。
3.根据权利要求1所述的智能紧急疏散控制系统，其特征在于，所述计算出最佳疏散路径包括控制中心确认报警位置后，寻找相邻的通道和疏散控制点，利用通道及控制点的地址数据，计算出最短路径和最佳疏散路径并转换成控制信息，向光电指示牌发出控制信号。
4.根据权利要求1所述的智能紧急疏散控制系统，其特征在于所述光电指示器，包括一个用于控制光电指示器工作的发光方向硬件控制器。
5.一种智能紧急疏散控制的方法，其特征在于该方法包括以下步骤步骤(1)、控制中心监视接收系统的请求，并判断该请求是报警请求还是自检请求，如果是自检请求，则进行自检处理，然后返回，如果是报警请求，则控制中心向值班人员发出警情提示，并提示发生警情的具体方位；步骤(2)、值班人员在收到报警信号后，对警情进行确认，并向控制中心发出警情确认信号；步骤(3)、控制中心接收到警情确认信号后，发出报警控制信号，查询报警的位置，并查找相邻的疏散控制点；步骤(4)、计算出最佳疏散控制路径；步骤(5)、把最佳疏散控制路径信息发送到相关控制点的光电指示器，指示疏散方向。
6.根据权利要求5所述的智能紧急疏散控制的方法，其特征在于，所述步骤(1)控制中心通过公共通讯网对值班人员呼叫提示。
7.根据权利要求5所述的智能紧急疏散控制的方法，其特征在于，所述步骤(4)中计算最佳疏散控制路径，是采用迪杰斯特拉算法计算的。
8.根据权利要求5、6或7所述的智能紧急疏散控制的方法，其特征在于，所述自检处理包括检测光电指示牌运转情况、主机设备运转情况、分机设备运转情况。
9.根据权利要求8所述的智能紧急疏散控制的方法，其特征在于，所述检测分机设备运转情况采用多次下发控制命令，时时寻检分机的处理方法，包括控制中心向1号分机下发自检命令后，依次向2、3、......、n号分机下发自检控制命令，当向所有分机发完控制命令后，再按顺序寻检各分机的检测情况，索要自检数据。
全文摘要
本发明公开一种智能紧急疏散控制系统以及实现方法，系统包括具有方向指示功能的光电指示牌、遥控报警及接收设备、火灾源烟雾探测器、报警广播设备、控制中心及控制机柜；火灾源烟雾探测器用于检测火警信号，将火警信号传向控制机柜，控制机柜对火灾信号进行处理转变成报警信号传向控制中心，控制中心通过遥控报警及接收设备接收火警确认信号，并确定报警位置，计算出最佳疏散路径，向光电指示牌发出控制信号，指示疏散方向。本发明充分利用现在火警监控设备，自动化程度高，具有声光电一体化火警提示功能，多种报警通知方式，有效防止了因值班人员疏忽引起的火灾，实现了人工报警，自动预警。
文档编号G08B17/00GK1567393SQ03137108
公开日2005年1月19日 申请日期2003年6月13日 优先权日2003年6月13日
发明者利建明, 牟仁平, 常清, 闫增辉 申请人:利建明