專利名稱：一種應(yīng)用于高層電梯應(yīng)急疏散的動態(tài)預(yù)警數(shù)據(jù)采集裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬公共安全技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種應(yīng)用于高層電梯應(yīng)急疏散的動態(tài)預(yù)警數(shù)據(jù)采集裝置。
背景技術(shù)：
高層建筑在發(fā)生各類緊急事件時，使用電梯進行疏散的優(yōu)越性在于充分發(fā)揮電梯在豎向交通方面的優(yōu)勢，在最短的時間內(nèi)疏散盡可能多的人員，這已為大量國內(nèi)外事例所證明。所謂緊急事件指的是火災(zāi)、地震、爆炸、生物或化學(xué)侵蝕、氣體泄漏、恐怖襲擊、洪水或風(fēng)暴等損害所引起的事件。近年來已經(jīng)開展的高層建筑利用電梯疏散方面的研究表明，使用電梯疏散在理論方面是可行的，但是實際應(yīng)用中由于電梯疏散的客觀安全條件難以得到保證，從而存在較高風(fēng)險。因此，為保障電梯疏散安全使用，需要采取各種可靠的技術(shù)保障措施，除了采取加強電梯轎廂本體和配套設(shè)施的安全水平，提高電梯及其前室、豎井免受煙 火的侵襲能力等措施外，還需要采取自動化技術(shù)手段，建立起可靠的疏散動態(tài)預(yù)警支持系統(tǒng)，對疏散過程實施全程動態(tài)監(jiān)控，及時判斷電梯運行的安全環(huán)境是否受到威脅，幫助專業(yè)人員實施精確、快速、可靠的調(diào)度指揮，使得電梯疏散真正應(yīng)用到實際當(dāng)中去。因此，在緊急事件情況下，讓救援人員及時了解建筑內(nèi)災(zāi)害處于哪個階段，判斷什么時候能用電梯，電梯是否處于安全狀態(tài)顯得非常重要和非常必要。電梯疏散作為ー種直接關(guān)系到人員生命的新行為，對其進行審慎的風(fēng)險研究必不可少。雖然國內(nèi)外已經(jīng)開展了高層建筑電梯疏散方面的研究，并在相關(guān)理論方面得到了一定的發(fā)展，但是至今為止缺乏相關(guān)技術(shù)和裝備的研究，特別是動態(tài)預(yù)警數(shù)據(jù)采集設(shè)備方面的研究，目前，尚未見有一定技術(shù)含量的完整的能滿足需求的動態(tài)預(yù)警數(shù)據(jù)采集設(shè)備的問世，這使得高層建筑電梯疏散從理論到實踐之間存在斷層。2006年國際標(biāo)準(zhǔn)化組織IS0/TC178技術(shù)委員會制定了《關(guān)于電梯用于緊急疏散的研究》的技術(shù)報告，該報告系統(tǒng)地研究了與使用電梯疏散行為和人員相關(guān)的主要風(fēng)險。報告認為，在使用電梯疏散時全面收集建筑物的相關(guān)信息至關(guān)重要。與電梯疏散相關(guān)的信息主要包括因火災(zāi)發(fā)生所產(chǎn)生的熱、畑、氣體等，會引起人員中毒或爆炸的危險氣體泄漏，影響電梯運行的水災(zāi)現(xiàn)象等等；疏散行動一旦開始，需要依賴這些信息判斷出整體建筑物或每層建筑物處于什么樣的安全或危險等級。這些信息一方面自動地傳遞給電梯控制系統(tǒng)，通知電梯避開危險區(qū)域，另ー方面在指揮中心屏幕上顯示，由疏散指揮人員做出判斷，是否需要退出電梯疏散程序。由于數(shù)據(jù)采集裝置主要針對緊急事件下使用，因此，所采集信息的代表性、實時響應(yīng)性以及采集系統(tǒng)的安全性和可靠性至關(guān)重要。在研究開發(fā)此類設(shè)備吋，對此必須予以充分的重視和考慮。在現(xiàn)有的公共安全技術(shù)領(lǐng)域，部分高層建筑中已經(jīng)安裝了若干環(huán)境數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。按照我國相關(guān)法規(guī)，非住宅類高層建筑要求安裝火災(zāi)自動報警系統(tǒng)(FCS)，在一些高級建筑中還安裝了樓宇管理系統(tǒng)(BAS)。由于考慮了火災(zāi)條件下的使用，現(xiàn)代FCS系統(tǒng)的可靠性和生存能力均較強，普遍采用多回路總線通訊技術(shù)，覆蓋范圍較大，一條回路可以連接幾十至上百個火災(zāi)探測器，或穿越數(shù)個防火分區(qū)及數(shù)個樓層，但是，一旦探測器或通訊管線被燒毀，易使回路癱瘓，將嚴(yán)重影響電梯疏散區(qū)域的監(jiān)控。同時FCS系統(tǒng)中以煙霧和溫度探測器為主，缺乏疏散所需要的其它信息。此外，F(xiàn)CS系統(tǒng)中煙霧和溫度量程設(shè)置以達到早期報警為目的，不能滿足信號持續(xù)監(jiān)測時要求寬泛量程的要求。在安裝有BAS系統(tǒng)的樓宇內(nèi)，為滿足空調(diào)通風(fēng)等需要，安裝有C02、02、溫度等傳感器。但其覆蓋范圍有限，不涉及電梯等特殊區(qū)域，同時，由于未考慮“戰(zhàn)吋”條件需要，系統(tǒng)存在脆弱性，生存能力較差，不適宜在事故環(huán)境下使用。除此之外，在更多的住宅類高層建筑中，無論是FCS或是BAS的安裝均還是空白。因此，針對高層建筑，開發(fā)電梯應(yīng)急疏散專用動態(tài)預(yù)警數(shù)據(jù)采集裝置顯得十分必要，具有十分重要的應(yīng)用價值和廣闊的前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種應(yīng)用于高層電梯應(yīng)急疏散的動態(tài)預(yù)警數(shù)據(jù)采集裝置。該裝置針對電梯進行緊急疏散情況，完成如下功能I)采集電梯相關(guān)區(qū)域煙氣參數(shù)，判斷災(zāi)害的發(fā)生及其蔓延趨勢階段；2)監(jiān)測電梯周邊環(huán)境，作出運行安全性的判斷；3)為指揮調(diào)度人員提供疏散環(huán)境信息。本發(fā)明提供的一種應(yīng)用于高層電梯應(yīng)急疏散的動態(tài)預(yù)警數(shù)據(jù)采集裝置，包括電梯疏散區(qū)域探測器組I、層站采集終端2、主站管理器3、電源總線A 4、電源總線B 5、探測通訊總線6、終端通訊總線7、層站無線通訊網(wǎng)絡(luò)8和集中供電裝置9。本發(fā)明中，所述電梯疏散區(qū)域探測器組I通過探測通訊總線6與層站采集終端2有線連接，或者通過層站無線通訊網(wǎng)絡(luò)8與層站采集終端2無線連接；所述層站采集終端2通過終端通訊總線7與主站管理器3連接；所述主站管理器3同監(jiān)控中心33連接；各層站采集終端2和主站管理器3通過電源總線B 5與集中供電裝置9連接，且層站采集終端2通過電源總線A 4與電梯疏散區(qū)域探測器組I連接供電。本發(fā)明中，所述電梯疏散區(qū)域探測器組I包括門廳高溫傳感器11、門廳水浸傳感器12、電梯前室探測器13、樓宇走道探測器14、電梯井道探測器15和/或樓梯探測器16 ；上述每ー類探測器可以配置多個也可以不配置。所述電梯前室探測器13、樓宇走道探測器14、電梯井道探測器15、樓梯探測器16為多傳感復(fù)合信號探測器10 ;復(fù)合信號包括煙霧、溫度、CO、CO2, 02、CH4, HCN、H2S, HCL中一種或幾種。所述多傳感復(fù)合信號探測器10包括信號傳感器17、微控制器a 18、有線通訊模塊a 19、無線通訊模塊a 20、電源管理電路22、后備電池a 23等；其中，所述微控制器a 18分別控制連接信號傳感器17、有線通訊模塊a 19、無線通訊模塊a 20和電源管理電路22 ;所述電源管理電路22同后備電池a 23連接，有線通訊模塊a 19連接探測通訊總線6，無線通訊模塊a 20則連接無線通訊網(wǎng)絡(luò)8。本發(fā)明中，所述層站采集終端2包括微控制器b 182、有線通訊模塊b 192、無線通訊模塊b 202、上傳通訊模塊21、溫度采集電路24、水浸采集電路25和電源隔離電路26等。其中，所述微控制器b 182分別控制連接有線通訊模塊b 192、無線通訊模塊b 202、上傳通訊模塊21、溫度采集電路24和水浸采集電路25 ;有線通訊模塊b 192連接探測通訊總 線6，無線通訊模塊b 202則連接無線通訊網(wǎng)絡(luò)8 ;所述溫度采集電路24與門廳高溫傳感器11連接；所述水浸采集電路25和門廳水浸傳感器12連接；所述電源管理電路222分別和電源總線A 4和電源總線B 5連接。本發(fā)明中，所述主站管理器3包括終端通訊單元27、微機處理單元28和主站通訊単元29等；微機處理單元28控制連接終端通訊模單元27和主站通訊単元29 ;所述終端通訊模單元27同終端通信總線7連接；所述主站通訊單元29與監(jiān)控中心連接。本發(fā)明中，所述集中供電裝置9由電源變換單元30、電源監(jiān)控單元31、電源切換單元32、后備電池組b 232等組成；所述電源變換單元30與電源監(jiān)控單元31連接，電源監(jiān)控 単元31再與電源切換單元32連接，同時后備電池組b 232與連接，所述電源切換單元32通過電源總線B 5向外供電。后備電池容量滿足采集裝置持續(xù)工作時間不小于120分鐘。所述電梯疏散區(qū)域探測器組I和層站采集終端2每ー樓層設(shè)置一組。所述的探測通訊總線6為RS485總線、CAN總線通訊標(biāo)準(zhǔn)中的ー種。所述的層站無線通訊網(wǎng)絡(luò)8是無線通訊連接網(wǎng)絡(luò)，為ZigBee、WiFi、藍牙通訊標(biāo)準(zhǔn)中的ー種。所述的終端通訊總線7為CAN總線、MODBUS總線、PR0FIBUS總線通訊標(biāo)準(zhǔn)中的一種。所述的電源總線A 4和電源總線B 5采用直流12V 36V。另外，本發(fā)明還可具有如下結(jié)構(gòu)
在每ー層樓中，電梯前室探測器13安裝于前室居中上方，走道探測器14安裝于前室兩側(cè)走道居中上方，井道探測器15安裝于同層井道內(nèi)側(cè)或井道頂部，樓梯探測器16安裝于同層樓梯上方，門廳高溫傳感器11安裝于電梯門眉上方，門廳水浸傳感器12安裝于電梯門下方。多傳感復(fù)合信號探測器10的探測量程范圍為，煙霧0 50%/m ;溫度0 100°C;CO 0 O. 5%V0L ；C02: O 5%V0L ；02 0 30%V0L ；CH4 :0 5%V0L ；HCN :0 500ppm、H2S O 2000ppm、HCL 0 5000ppm ;高溫傳感器0 1000°C。終端通訊總線7可以并行連接的層站采集終端2數(shù)量在I 32個之間，采集的終端數(shù)據(jù)更新時間在I 5秒之間。層站采集終端2與電源總線A 4和探測通訊總線6之間電氣隔離或故障隔離，所述的層站采集終端2還包括防水防塵型殼體及電信號連接器。主站通訊單元29可以是RS232、EtherNet、GPRS、ZigBee、WiFi、無線星型網(wǎng)中的一種或幾種。本發(fā)明的工作原理如下緊急事件發(fā)生后，電梯疏散區(qū)域探測器組I中各種探測器獲得周圍環(huán)境狀況信息，這些信息通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給層站采集終端2，再由層站采集終端2通過終端通訊總線7發(fā)送給主站管理器3，然后主站管理器3對所獲取的信息進行綜合運算，做出判斷處理，這些判斷處理包括
層站上電梯疏散區(qū)域是否有異常環(huán)境信號，這些異常信號的濃度達到了危險程度了嗎，是否已經(jīng)影響到電梯的安全運行。例如，在火災(zāi)事件中，監(jiān)測煙氣是否生成，煙氣是否開始蔓延到電梯前室附近的走道，或者電梯前室本身，是否已經(jīng)侵入樓梯或是電梯井道，煙氣中的煙霧、溫度、有毒氣體或爆炸性氣體成分達到了何等危險等級等等。對于達到較高危險等級的樓層，主站管理器將自動向電梯控制系統(tǒng)發(fā)出指令，立即禁止電梯在這些樓層上?？?。同時現(xiàn)場疏散指揮人員應(yīng)立即通過廣播、顯示、視頻等手段，及時告知疏散中的人們本層電梯已禁止?？浚埜挠勺邩翘莼蛐兄疗渌娞萏幱陂_放狀態(tài)的樓層繼續(xù)進行疏散。數(shù)據(jù)采集裝置還對電梯門附近的溫度信號、水浸信號及爆炸性氣體進行監(jiān)測，防止下列威脅井道內(nèi)部正在運行電梯的現(xiàn)象出現(xiàn)1)火勢蔓延至電梯門外，高溫將使得電梯鋼質(zhì)門融化并侵入到井道；2)高樓水箱或內(nèi)部水管破裂、或噴水滅火等作業(yè)弓I起水績，進入電梯井道造成電氣短路；3) —些供應(yīng)燃氣的大樓出現(xiàn)燃氣泄漏，電梯電氣裝置的電火花可能會引起爆炸；主站管理器在確定上述現(xiàn)象發(fā)生后立即發(fā)出電梯停運指令、退出電梯疏散程序。緊急事件處置中，數(shù)據(jù)采集裝置所獲取的環(huán)境信息不斷在大樓值班中心的大屏幕顯示，還可以通過主站通訊單元提供的多種通訊手段發(fā)送至現(xiàn)場救援指揮車上、遠程報警中心等處，這對搶險救援指揮人員實時掌握事故現(xiàn)場狀況，以便實施快速有效的救援活動起到極其關(guān)鍵的作用。本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點 I、采集裝置量身定制、專業(yè)性強、覆蓋區(qū)域合理本發(fā)明所設(shè)計的動態(tài)預(yù)警數(shù)據(jù)采集裝置主要服務(wù)于電梯疏散。研究表明，在火災(zāi)事件中，如果起火點離電梯較遠，或者在局部區(qū)域猛烈燃燒，只要電梯運行區(qū)域是安全的，也是可以使用電梯的。因此，確定電梯運行疏散區(qū)域?qū)τ谡_選型布置探測器十分關(guān)鍵。本發(fā)明確定的電梯疏散區(qū)域，主要包括電梯豎井、電梯轎箱、電梯前室及附近區(qū)域，例如前室兩側(cè)的走道，疏散樓梯等。在電梯疏散區(qū)域獨立設(shè)置采集裝置，即可以滿足疏散專業(yè)要求，又可避免與其他系統(tǒng)混用，避免擴大布設(shè)范圍，達到節(jié)省成本、提高系統(tǒng)可靠性的目的。2、參數(shù)類型能全面反映疏散環(huán)境的安全狀況在緊急事件中，火災(zāi)、氣體泄漏、爆炸等出現(xiàn)概率較高。在火災(zāi)事件中，火災(zāi)煙氣中煙霧、高溫、缺氧、有毒氣體等特性的綜合作用極大地妨礙了人們在火災(zāi)中的逃生和疏散，成為最主要的致死原因。高層建筑發(fā)生火災(zāi)后，靠近火源的地方煙氣濃度最大，往往達到了中毒死亡程度。隨著煙氣迅速蔓延，在鄰近樓層中煙氣濃度含量也會超過人們生理正常所允許的最低濃度。使用電梯疏散吋，對那些超過警戒點的樓層電梯將禁止停靠。實際上，即使在電梯疏散安全區(qū)域，在高溫或濃煙到達之前，一些毒氣成分已經(jīng)先行到達，危害疏散人群。例如，煙氣中高濃度的CO和CO2能夠在建筑物中狹長通道內(nèi)沿著水平方向快速傳播，這是火災(zāi)中很多遇難者死于遠離火源位置的原因。這種現(xiàn)象對于等待電梯疏散的人群是ー個極大威脅。因此，正確選擇反映電梯疏散環(huán)境的探測參數(shù)種類以及探測量程非常關(guān)鍵。本發(fā)明根據(jù)緊急事件的種類，確定的主要探測參數(shù)為煙霧、溫度、co、co2、o2、ch4、hcn、h2s、hcl。確定的量程范圍為煙霧0 50 %/m ，溫度:0 100で；C0 0 O. 5% VOL ；C02: O 5%V0L ；02 0 30%V0L ；CH4 :0 5%V0L ；HCN 0 500ppm、H2S 0 2000ppm ； HCL 0 5000ppm ;高溫傳感器0 1000°C。3、采用總線故障隔離技術(shù)、提高系統(tǒng)可靠性本發(fā)明采用隔離技術(shù)將樓層采集終端與電源總線A和探測通訊總線進行故障隔離，避免探測器損毀影響電源總線B和終端通訊總線的正常工作，從而將故障隔離在某樓層范圍內(nèi)。同時層站采集終端采用密封金屬殼體及防水型電信號連接器，具有良好的防水防塵和電磁兼容性能，避免煙塵、浸水、轎廂運行等對終端工作的干擾。此外，將樓層采集終端安裝在井道內(nèi)，可以避開火災(zāi)等事件的直接威脅。
4、采用有線和無線冗余通訊技術(shù)，提高裝置在災(zāi)害環(huán)境下的生存能力。本發(fā)明中在層站采集終端與現(xiàn)場探測器之間采用有線和無線2種并列通訊方式，當(dāng)有線通訊網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障致使有線通訊中斷時，可以通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)保持?jǐn)?shù)據(jù)的收集狀態(tài)，確保有線網(wǎng)絡(luò)局部毀壞不致影響全局?jǐn)?shù)據(jù)采集。5、采用ニ維分布式結(jié)構(gòu)、提供實時響應(yīng)性本發(fā)明提供的采集裝置采用ニ維分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，通訊總線A連接現(xiàn)場探測器組、通訊總線B連接樓層采集終端，兩條總線及連接設(shè)備并發(fā)工作，互不干擾。樓層采集終端在1-2秒內(nèi)完成本層數(shù)據(jù)采集，主站管理器在最大連接32個采集終端時，可以在2-5秒內(nèi)完成全部數(shù)據(jù)采集。大大提高了環(huán)境信息的快速反應(yīng)能力。6、采用可擴展結(jié)構(gòu)、滿足不同建筑類型應(yīng)用現(xiàn)代高層建筑形態(tài)豐富多祥，既有高檔寫字樓、酒店賓館，也有一般民用住宅。既有小高層、高層，也有超高層。既有單部電梯、 也有多部電梯構(gòu)成的電梯群。本發(fā)明中主站管理器設(shè)計提供1-4條終端通訊總線，當(dāng)建筑物樓層較高、體量較大時，通過擴展的終端通訊總線來增加終端數(shù)量、提高采集信息覆蓋范圍。還可以利用主站管理器的網(wǎng)絡(luò)接ロ，通過設(shè)置中央監(jiān)控中心實現(xiàn)與多臺主站管理器的聯(lián)網(wǎng)，構(gòu)成更大范圍的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。7、提供多種網(wǎng)絡(luò)通信接ロ、滿足救援指揮需要。在緊急事件處理過程中，采集的信息不僅滿足建筑物內(nèi)疏散救援使用，同時建筑物之外的救援人員也需掌握必要信息。例如，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生后，電梯疏散區(qū)域環(huán)境信息如果能在附近停泊的消防指揮車顯示，對于了解建筑物火勢蔓延、準(zhǔn)確進行現(xiàn)場救援指揮作業(yè)將具有重要的意義。通過本發(fā)明中主站管理器上的無線網(wǎng)絡(luò)接ロ可以實現(xiàn)這一功能。綜上所述，本發(fā)明的有益效果是具體研究設(shè)計了一種用于高層建筑緊急事件情況下，利用電梯進行安全疏散的動態(tài)預(yù)警數(shù)據(jù)采集裝置，該裝置具有較強的信息收集能力，能較全面地反映疏散環(huán)境的安全狀況。該裝置實時響應(yīng)性好，可靠性高、可擴展性強、能靈活方便地應(yīng)用于各類高層建筑電梯疏散場合中，還能滿足災(zāi)害救援指揮的特殊需求。本發(fā)明突破了高層建筑電梯疏散從理論到實踐之間存在的斷層，填補了高層電梯安全疏散領(lǐng)域的技術(shù)空白。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明多傳感復(fù)合信號探測器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明層站采集終端的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明的主站管理器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明的集中供電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本發(fā)明的實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)號I為電梯疏散區(qū)域探測器組，2為層站采集終端，3為主站管理器，4為電源總線A，5為電源總線B，6為探測通訊總線，7為終端通訊總線，8為層站無線通訊網(wǎng)絡(luò)，9為集中供電裝置，10為多傳感復(fù)合信號探測器，11為門廳高溫傳感器，12為門廳水浸傳感器，13為電梯前室探測器，14為樓宇走道探測器，15為電梯井道探測器，16為樓梯探測器，17為信號傳感器，18為微控制器a，19為有線通訊模塊a，20為無線通訊模塊a，21為上傳通訊模塊，22為電源管理電路a，23為后備電池a，182為微控制器b，192為有線通訊模塊b，202為無線通訊模塊b，24為溫度采集電路，25為水浸采集電路，222為電源管理電路b，27為終端通訊模單元，28為微機處理單元，29為主站通訊單元，30電源變換單元，31電源監(jiān)控單元,32電源切換單元，232后備電池組b，33監(jiān)控中心。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進ー步說明 實施例結(jié)構(gòu)如圖6所示?！?6層綜合性高層建筑，包括1-3層商業(yè)區(qū)、4-12層客房區(qū)和13_36層辦公區(qū)。電梯前室設(shè)在樓宇中央。探測器具體布置方案如下在電梯前室中心上方設(shè)置I個前室探測器，含采集信號5項煙霧、溫度、CO、C02和HCN ;前室左右兩側(cè)走道上方各設(shè)置2個走道探測器、共計4個走道探測器、其中2個走道探測器含采集信號4項煙霧、溫度、CO和CH4 ;另2個走道探測器含采集信號4項煙霧、溫度、CO2和H2S。在同層樓梯間設(shè)置I個樓梯探測器，含采集信號2項煙霧和溫度；在電梯門上部設(shè)置PT100溫度傳感器I個、設(shè)置溫度上限為650°C。在電梯門下部挖出地槽、安裝水浸傳感器2個，需2路同時動作才能報警，増加了可靠性；本實施例中井道探測器并不在每層設(shè)置，而是在電梯井道的頂部集中設(shè)置2個，每個探測器含采集信號2項煙霧和溫度。此外在每個樓層上設(shè)置層站采集終端I個，具體安裝于電梯井道內(nèi)，終端采用密封金屬殼體、防塵防水防電磁輻射，通過航空插座與各個探測器連接，可快速拆卸更換、方便維護；此外，還在電梯轎廂內(nèi)部安裝復(fù)合信號探測器，含采集信號2項煙霧和溫度，轎廂外層頂部安裝水浸傳感器。上述所布置的各類探測器可以實現(xiàn)對電梯疏散區(qū)域的火災(zāi)煙氣濃度、氫化物毒氣、爆炸性氣體、燃氣泄漏、水災(zāi)等信號的綜合監(jiān)測。
本實施例中，由于樓層總高超過30層，為確保采集數(shù)據(jù)更新周期在及時響應(yīng)范圍內(nèi)，主站管理器通過擴展形成2條終端通訊總線分區(qū)連接層站采集終端。終端通訊總線I連接層站采集終端20個、監(jiān)測樓宇I(lǐng) 20層；終端通訊總線2連接層站采集終端16個、監(jiān)測樓宇21 36層。本實施例中，主站管理器和集中供電裝置放置于大樓的監(jiān)控中心內(nèi)，監(jiān)控中心可以是大樓值班室、樓宇管理室或消防控制室。監(jiān)控中心一般集中放置有消防報警控制、視頻監(jiān)控、事故廣播和樓宇管理等設(shè)備。為實現(xiàn)本實施例，在監(jiān)控中心還放置液晶顯示屏、投影儀或其它顯示手段，與主站管理器連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集信息的集中顯示。集中供電裝置配置I路直流36V電源作為電源總線B提供給各個層站采集終端，采集終端進ー步將該電源隔離變換為直流24V作為電源總線A提供給現(xiàn)場各類探測器。層站采集終端與各個探測器內(nèi)置有無線ZigBee通訊模塊I個。層站中各探測器信號一方面通過有線方式，即探測通訊總線匯集到本層的層站采集終端，另ー方面通過無線方式匯集到附近層站采集終端。由于無線ZigBee網(wǎng)絡(luò)具備網(wǎng)狀網(wǎng)的通訊特點，使得每層探測器信號通過無線網(wǎng)絡(luò)可以被本層或附近其它樓層采集終端收集到、提高了通訊的可靠性。在這里，有線通訊和無線通訊并列實施，實現(xiàn)故障冗余。當(dāng)有線通訊網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障致使有線通訊中斷時，可以通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)保持?jǐn)?shù)據(jù)的收集狀態(tài)，確保有線網(wǎng)絡(luò)局部毀壞不致影響全局?jǐn)?shù)據(jù)采集，提高了裝置在災(zāi)害環(huán)境下的生存能力。最終，層站采集終端通過有線和無線通訊兩種方式所收集到的現(xiàn)場探測信息進ー步通過終端通訊總線匯集至主站管理器。本實施例中，動態(tài)預(yù)警數(shù)據(jù)采集裝置是這樣工作的緊急事件發(fā)生后，主站管理器將對所獲取的信息進行綜合運算，做出判斷處理，發(fā)出預(yù)警信息。將探測信號分為4個濃度度量范圍，分別代表安全、預(yù)警、中度危險、嚴(yán)重危險4個預(yù)警等級。例如對于煙霧探測信號小于10%/m為安全，達到10%/m為ー級預(yù)警，超過20%/m為ニ級預(yù)警、超過40%/m為三級預(yù)警。對于CO探測信號小于150ppm為安全,達到150ppm為ー級預(yù)警，超過IOOOppm為ニ級預(yù)警、超過2000ppm為三級預(yù)警。這些預(yù)警信息可以在監(jiān)控中心顯示屏上用緑色、黃色、紅色、棕色進行直觀顯示。判斷處理包括層站上電梯疏散區(qū)域是否有異常環(huán)境信號，這些異常信號的濃度達到了危險程度了嗎，是否已經(jīng)影響到電梯的安全運行。例如，在火災(zāi)事件中，監(jiān)測煙氣是否生成，煙氣是否開始蔓延到電梯前室附近的走道，或者電梯前室本身，是否已經(jīng)侵入樓梯或是電梯井道，煙氣中的煙霧、溫度、有毒氣體或爆炸性氣體成分達到了何等危險等級等等。對于達到較高危險等級(2 3預(yù)警等級)的樓層，主站管理器將自動向電梯控制系統(tǒng)發(fā)出指令，立即禁止電梯在這些樓層上停靠。同時現(xiàn)場疏散指揮人員應(yīng)立即通過廣播、顯示、視頻等可聽可視手段，及時告知疏散中的人們本層電梯已禁止停靠，請 改由走樓梯或行至其它電梯處于開放狀態(tài)的樓層繼續(xù)進行疏散。動態(tài)預(yù)警數(shù)據(jù)采集裝置還對電梯門附近的溫度信號、水浸信號及爆炸性氣體進行監(jiān)測，防止下列威脅井道內(nèi)部正在運行電梯的現(xiàn)象出現(xiàn)1)火勢蔓延至電梯門外，高溫將使得電梯鋼質(zhì)門融化并侵入到井道；
2)高樓水箱或內(nèi)部水管破裂、或噴水滅火等作業(yè)弓I起水績，進入電梯井道造成電氣短路；3)一些供應(yīng)燃氣的大樓出現(xiàn)燃氣泄漏，電梯電氣裝置的電火花可能會引起爆炸；主站管理器在確定上述現(xiàn)象發(fā)生后立即發(fā)出電梯停運指令、退出電梯疏散程序。緊急事件處置中，動態(tài)預(yù)警數(shù)據(jù)采集裝置所獲取的環(huán)境信息不斷在大樓值班中心的大屏幕顯示，還可以通過主站通訊單元提供的多種通訊手段發(fā)送至現(xiàn)場救援指揮車上、遠程報警中心等處，這對搶險救援指揮人員實時掌握事故現(xiàn)場狀況，以便實施快速有效的救援活動起到極其關(guān)鍵的作用。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用于高層電梯應(yīng)急疏散的動態(tài)預(yù)警數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于包括電梯疏散區(qū)域探測器組(I)、層站采集終端(2)、主站管理器(3)、電源總線A (4)、電源總線B (5)、探測通訊總線(6)、終端通訊總線(7)、層站無線通訊網(wǎng)絡(luò)(8)和集中供電裝置(9)； 所述電梯疏散區(qū)域探測器組(I)通過探測通訊總線(6 )與層站采集終端(2 )有線連接，或者通過層站無線通訊網(wǎng)絡(luò)(8 )與層站采集終端(2 )無線連接；所述層站采集終端(2 )通過終端通訊總線(7)與主站管理器(3)連接；所述主站管理器(3)同監(jiān)控中心連接；各層站采集終端(2)和主站管理器(3)通過電源總線B (5)與集中供電裝置(9)連接，且層站采集終端(2)通過電源總線A (4)與電梯疏散區(qū)域探測器組(I)連接供電。
2.如權(quán)利要求I所述的應(yīng)用于高層電梯應(yīng)急疏散的動態(tài)預(yù)警數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于所述電梯疏散區(qū)域探測器組(I)包括門廳高溫傳感器(11)、門廳水浸傳感器(12)、電梯前室探測器(13)、樓宇走道探測器(14)、電梯井道探測器(15)和/或樓梯探測器(16);上述每一類探測器可以配置多個或不配置； 所述電梯前室探測器(13)、樓宇走道探測器(14)、電梯井道探測器(15)、樓梯探測器(16)為多傳感復(fù)合信號探測器(10)； 所述多傳感復(fù)合信號探測器(10)包括信號傳感器(17)、微控制器a (18)、有線通訊模塊a (19)、無線通訊模塊a (20)、電源管理電路(22)、后備電池(23);其中，所述微控制器a(18)分別控制連接信號傳感器(17)、有線通訊模塊a (19)、無線通訊模塊a (20)和電源管理電路(22);所述電源管理電路(22)同后備電池(23)連接，有線通訊模塊a (19)連接探測通訊總線(6)，無線通訊模塊a (20)則連接無線通訊網(wǎng)絡(luò)(8)。
3.如權(quán)利要求I所述的應(yīng)用于高層電梯應(yīng)急疏散的動態(tài)預(yù)警數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于所述層站采集終端(2)包括微控制器b (182)、有線通訊模塊b (192)、無線通訊模塊b (202),上傳通訊模塊(21)、溫度采集電路(24)、水浸采集電路(25)和電源隔離電路(26);其中，所述微控制器b (182)分別控制連接有線通訊模塊b (192)、無線通訊模塊b (202)、上傳通訊模塊(21)、溫度采集電路(24)和水浸采集電路(25);線通訊模塊b (192)連接探測通訊總線(6)，無線通訊模塊b (202)則連接無線通訊網(wǎng)絡(luò)(8);所述溫度采集電路(24)與門廳高溫傳感器(11)連接；所述水浸采集電路(25)和門廳水浸傳感器(12)連接；所述電源隔離電路(26)分別和電源總線A (4)和電源總線B (5)連接。
4.如權(quán)利要求I所述的應(yīng)用于高層電梯應(yīng)急疏散的動態(tài)預(yù)警數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于所述主站管理器(3)包括終端通訊模單元(27)、微機處理單元(28)和主站通訊單元(29);微機處理單元控制連接終端通訊模單元和主站通訊單元；所述終端通訊模單元同終端通信總線連接；所述主站通訊單元與監(jiān)控中心連接。
5.如權(quán)利要求I所述的應(yīng)用于高層電梯應(yīng)急疏散的動態(tài)預(yù)警數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于所述集中供電裝置(9)由電源變換單元(30)、電源監(jiān)控單元(31)、電源切換單元(32)、電池組(33)組成；備用電源容量滿足采集裝置持續(xù)工作時間不小于120分鐘。
6.如權(quán)利要求I所述的應(yīng)用于高層電梯應(yīng)急疏散的動態(tài)預(yù)警數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于所述電梯疏散區(qū)域探測器組(I)和層站采集終端(2)每一樓層設(shè)置一組。
7.如權(quán)利要求I所述的應(yīng)用于高層電梯應(yīng)急疏散的動態(tài)預(yù)警數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于所述的終端通訊總線(7)可以并行連接的層站采集終端(2)數(shù)量在I 32個之間，采集的終端數(shù)據(jù)更新時間在I 5秒之間。
8.如權(quán)利要求I所述的應(yīng)用于高層電梯應(yīng)急疏散的動態(tài)預(yù)警數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于所述層站采集終端(2)與電源總線A (4)和探測通訊總線(6)之間電氣隔離或故障隔離，所述的層站采集終端(2)還包括防水防塵型殼體及電信號連接器。
全文摘要
本發(fā)明屬公共安全技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種應(yīng)用于高層電梯應(yīng)急疏散的動態(tài)預(yù)警數(shù)據(jù)采集裝置。其包括電梯疏散區(qū)域探測器組、層站采集終端、主站管理器、電源總線A、電源總線B、探測通訊總線、終端通訊總線、層站無線通訊網(wǎng)絡(luò)、集中供電裝置等，其中電梯疏散區(qū)域探測器組和層站采集終端每層設(shè)置一組。高層建筑在發(fā)生各類緊急事件時，可以發(fā)揮電梯在豎向交通方面的優(yōu)勢，在最短的時間內(nèi)疏散盡可能多的人員。為減少電梯疏散的風(fēng)險，通過建立動態(tài)預(yù)警數(shù)據(jù)采集裝置來實現(xiàn)對電梯運行環(huán)境的實時監(jiān)控，為保障人員疏散的安全性提供可靠措施。本裝置具有反映信息全面、響應(yīng)性好，可靠性高、可擴展性強等特點，能靈活方便地應(yīng)用于各類高層建筑電梯疏散場合中，滿足疏散、搶險救援的需要。
文檔編號B66B5/02GK102674106SQ20121017076
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月29日
發(fā)明者于彥飛, 劉盛鵬, 張振偉, 徐琰, 方戍, 楊君濤, 楊昀, 薛林, 陳也 申請人:公安部上海消防研究所