一种综合管廊电力舱智能型火灾定位方法及分区灭火装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种综合管廊电力舱智能型火灾定位方法及分区灭火装置，本发明专利技术主要针对电力舱内多层电缆布置的特点，根据有限的温度测点位置参数，利用一种智能算法快速、准确确定火源位置，然后进行相应的分区灭火的综合管廊智能型分区控制策略。本发明专利技术只使用了一些温度传感器，使火灾探测系统具有更低的成本、更低的功耗、易于维护，可提高火灾报警的响应时间，便于工程应用。并对管廊中潜在的火灾隐患做出预警提醒工作人员，提前做出智能控制扑灭火灾。火灾。火灾。

【技术实现步骤摘要】
一种综合管廊电力舱智能型火灾定位方法及分区灭火装置


[0001]本专利技术属于消防
，具体涉及一种综合管廊电力舱智能型火灾定位方法及分区灭火装置。

技术介绍

[0002]地下综合管廊作为一种新兴的地下结构形式，能将通信电缆、电缆、多种信号电缆、热力和燃气管道等纳入地下舱室，能够节约城市土地资源、减少路面的反复开挖。其中，综合管廊电力舱内容纳了10kV～110kV的多种规格电缆，当电缆由于过载、短路等因素导致电缆温度异常升高，电缆一旦燃烧就能够迅速产生大量热量，电力舱内的温度能在短时间内达到1000℃以上，更严重的还会烧毁结构引起坍塌事故。因此，电力舱火灾风险高。一旦出现火灾会影响整个城市的电力、通信系统，对公共安全造成影响。
[0003]相比于其他狭长空间如公路隧道，电力舱内电缆通常布置在靠墙两侧的多层支架上，且布置形式复杂，导致电缆火灾的火源空间位置以及火灾蔓延特性存在着不确定性。因此，为了确保管廊内的消防安全，需要安装火灾探测装置，它可以支持早期预警和火源定位，这样可以为消防工作提供充足的时间，从而有效地避免或减少火灾带来的损失。
[0004]现有火灾探测技术的探测目标源可分为：温度、火焰和烟雾。在火焰探测装置中，其中双波长式火焰探测器对明火十分敏感，在日本的公路隧道中应用较多；离子感烟火灾探测器对空气中的烟气微粒敏感，一般用于建筑物室内的火灾探测；最新一代的视频图像火灾探测器可同时监测火焰和烟气的图像，并实时追踪和监控火灾的动态发展，但不适用于狭小空间和复杂结构。电缆隧道是狭长空间结构，两侧分布电缆架情况较为复杂，电缆过热、其他外因引起的早期火灾通常是阴燃，而且火焰会被电缆架遮挡，所以通常管廊内部不使用探测火焰和烟雾的火灾报警技术。另外，电缆隧道中工况条件恶劣，存在大量的电磁干扰，常规的三种火灾传感器很难高效地工作。
[0005]近几年，随着火灾探测技术不断进步，是以光纤传感技术为基础的光纤拉曼火灾探测技术和光纤光栅感温火灾探测技术，以其突出的技术优势，已在很多领域取代传统的感温电缆，成为主流的火灾探测技术。但是，但是在测量距离较长的测量点处，参量微小波动也会引起系统测量值的较大波动，使系统容易误判，而且拉曼信号信噪比较低，现有的光纤传感器在信号检测精度、信号处理能力方面达不到要求，而且受光的散射现象与光传输损耗的因素影响，所测得的温度精度较差，不能精确定位异常温度点位置。并且分布式光纤通常布置在隧道拱顶位置,在隧道断面上与路面火灾发生点的距离往往是最大的，因此响应时间往往也会有所延长。此外,当隧道内纵向风速较大的情况下(例如开启送风机的情况下)根据通常的绝对温度、绝对温升以及温升梯度均等判别指标均难以在较短时间内识别温度场异常进而触发报警。这制约了基于分布式光纤温度传感装置的火灾探测与报警系统的广泛应用。
[0006]目前的综合管廊电力舱细水雾型灭火系统是采用全淹没式，一旦出现火灾报警，防火分区(一般长度在200m)两端防火门关闭，送风系统停止，分区内所有的细水雾全部启
动。由于细水雾系统是依靠细微水滴蒸发导致氧气含量降低，即主要是依靠窒息功能进行灭火或者火灾控制，不但耗费大量的水量，且灭火效率较低。为了实现综合管廊安全运营的精细化管理和提高灭火效果，需要快速确定火源的准确位置进行快速处理，因此需要对细水雾系统进行分区设置，确定火灾位置后启动火灾位置所属分区以及左右相邻分区的细水雾喷头，实现精准灭火处理。
[0007]在现有的关于综合管廊电力舱火灾预测方法的专利中，多以视频图像来检测火源的位置，而且多以全淹没的方式来灭火。在中国专利(专利号：201610154582.8)中公开了一种电缆隧道灭火系统，该专利技术利用监控设备来监控隧道内的实时情况，包括温度、湿度、烟雾浓度和红外热像图信号，接收机安装在隧道外，用来连接监控设备并传递检测信号和警报信号到接收机。具有及时检测火苗情况,在火灾前期及时扑灭，有效灭火，降低隧道内的电缆损失的优点。但该专利技术没有对火源位置进行定位，并且采用的是全淹没式灭火，灭火效率较低，造成大量资源浪费。在中国专利(专利号：201811557609.3)中公开了一种地下综合管廊火灾探测系统，该火灾探测系统通过温度、湿度、烟雾监测以及视频监控，探测综合管廊火灾的发生，并将实时数据通过无线模块上传到终端操作器，及时关闭火灾所在区域内的两侧卷帘门，阻止火灾的蔓延。但在综合管廊电力舱内，有诸多电缆敷设遮挡，视频监测很难达到效果。
[0008]因此，本专利技术主要针对电力舱内多层电缆布置的特点，在电力舱横断面不同高度、沿纵向不同位置上，依托管廊电缆层架边缘布置有限的温度测点。根据有限的温度测点的测量值，利用一种智能算法快速、准确确定火源位置，然后启动相应的管廊分区的细水雾系统进行灭火，形成综合管廊分区智能型控制策略。

技术实现思路

[0009]本专利技术采用的技术方案为一种综合管廊电力舱智能型火灾定位方法及分区灭火装置，包括防火门、送风机、通风风道、细水雾分区灭火系统、温度传感器、上位机、PLC控制器和电缆桥架。所述上位机包括数据采集模块和数据计算分析模块，所述数据采集模块与温度传感器相连，用于采集温度传感器所接收的温度数据，所述数据计算分析模块与数据采集模块相连，利用蚁群算法计算分析所采集的温度数据，所述上位机与PLC控制器相连，PLC控制器通过阀门驱动模块连接各个电控阀门，PLC控制器还连接送风机，所述电控阀门分别与防火门和细水雾分区灭火系统相连。所述通风风道设置在电力舱的两端，所述送风机设置在左侧通风风道内，通风风道与管廊连接处设置送风阀，启动风机前先要把送风阀打开；所述温度传感器竖向布置在每层电缆桥架的靠近走道处，按防火单元分区布置有限测点。
[0010]进一步地，所述送风风道内设置送风机在日常运营时起通风作用。由于综合管廊是构筑物，里面没有人，在火灾发生时需关闭通风，火灾过程不进行排烟，管廊火灾发生时风机关闭。等火源熄灭后将风机逆转成排烟模风机式，进行排烟。
[0011]进一步地，所述数据分析模块利用蚁群算法对数据采集模块采集到的温度数据进行分析和预测，从而快速判断电缆火灾的发生以及定位火源位置，并发送信号给PLC控制器。
[0012]进一步地，利用蚁群算法根据所述表征参数建立所述参数优化模型的初始模型，
对所述初始模型中的表征参数进行信息初始化，对信息初始化后的初始模型进行全局搜索以及局部搜索，并更新所述信息素，以建立所述参数优化模型。在整个参数优化的过程中，不采用蚂蚁遍历的路径长度作为标准来全局更新路径上的信息素，而是通过蚂蚁遍历结束后，在预测结果中找到具有最小相对误差的蚂蚁路径来全局更新信息素浓度。
[0013]进一步地，所述蚁群算法预测火灾发生和火源定位具体方法结合离火源越近，火源温度越高的理论模型。
[0014]进一步地，所述PLC控制器还与远程监控服务器进行连接，用于远程报警和对PLC控制器的远程操控。PLC控制器具体可采用三菱型FX2N型PLC控制器。
[0015]进一步地，所述上位机内数据计本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种综合管廊电力舱智能型分区灭火装置，其特征在于：包括防火门、风机、通风风道、细水雾分区灭火系统、温度传感器、上位机、PLC控制器和电缆桥架；所述温度传感器设置在电缆桥架的靠近走道处；所述上位机包括数据采集模块和数据计算分析模块；所述数据采集模块与温度传感器相连，用于采集温度传感器所接收的温度数据；所述数据计算分析模块与数据采集模块相连，利用蚁群算法计算分析所采集的温度数据；所述上位机与PLC控制器相连，PLC控制器通过阀门驱动模块连接各个电控阀门，PLC控制器还连接风机；所述通风风道设置在电力舱的两端，所述送风机设置在左侧通风风道内；所述送风机日常运行为送风模式，或者逆转成为排烟模式，通风风道与管廊连接处设置送风阀，启动风机前先要把送风阀打开。所述电控阀门分别与防火门和细水雾分区灭火系统相连。2.根据权利要求1所述的一种综合管廊电力舱智能型分区灭火装置，其特征在于：数据分析模块利用蚁群算法结合离火源越近，火源温度越高的理论模型对数据采集模块采集到的温度数据进行分析和预测，判断电缆火灾的发生以及定位火源位置，并发送信号给PLC控制器。3.根据权利要求2所述的一种综合管廊电力舱智能型分区灭火装置，其特征在于：利用蚁群算法根据所述表征参数建立所述参数优化模型的初始模型，对所述初始模型中的表征参数进行信息初始化，对信息初始化后的初始模型进行全局搜索以及局部搜索，并更新所述信息素，以建立所述参数优化模型；在整个参数优化的过程中，不采用蚂蚁遍历的路径长度作为标准来全局更新路径上的信息素，而是通过蚂蚁遍历结束后，在预测结果中找到具有最小相对误差的蚂蚁路径来全局更新信息素浓度。4.根据权利要求1所述的一种综合管廊电力舱智能型分区灭火装置，其特征在于：细水雾分区灭火系统由电控阀门、水管干管、水管支管和细水雾喷头组成；细水雾分区灭火系统根据电力舱长度分为若干防火单元分区，防火单元分区的面积和细水雾喷头的数量由电力舱长度决定。5.根据权利要求4所述的一种综合管廊电力舱智能型分区灭火装置，其特征在于：每个防火单元分区细水雾喷头不少于四个，通过水管支管连接到水管干管上，通过建筑供水系统供水，细水雾喷头的开启由电制阀门控制，每个防火单元分区的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李炎锋，杨泉，欧阳力，刘爽，许德胜，田伟，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：