一种突发灾害性事故快速定位系统技术方案

本实用新型专利技术属于灾害预防技术领域，涉及一种突发灾害性事故快速定位系统，包括监控中心计算机及多个子网络，每个子网络位于一个检测区域内，包括固定安装在该区域内的各个检测点处的多个固定节点及固定传感器；各个子网络中固定节点及固定传感器的设立的结构、密度及固定传感器种类随检测区域实际环境的不同而不同，固定传感器的检测信号被送入固定节点，与监控中心计算机一起构成对突发灾害性事故进行初步定位的无线传感器网络，该定位系统还包括为某些重要的检测区域分别配置的修补机器人，其带有定位节点，并携带多个可抛撒传感器。本实用新型专利技术具有检测准确、定位精度高、处理速度快，无线布线等优点。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于灾害预防
，涉及ー种突发灾害性事故快速定位系统及定位方法。
技术介绍
中国已大踏步跨入了重化工时代，作为国民经济的支柱产业，对国民经济的发展起着举足轻重的作用。但石化行业本身具有原料及产品多为易燃、易爆、有毒、有害，生产过程多处于高温、高压或低温、负压等苛刻条件。一旦发生石化事故，必然对安全环保等管理工作造成极大挑战。如何防范和治理灾难是当下必须面对的课题。2010年大连“7. 16”爆炸事故，泄露原油上万吨。此事还未查明，在一周年吋，2011年7月16日，大连中石化再次发生火灾，直接损失5亿元；2010年9月7日，中石化胜利作业三号平台，发生一起倾斜事故，导致36人遇险，其中2人溺水死亡，直接经济损失592万元；2005年吉化双苯厂爆炸事 故，由于应急处置不合理，造成8人死亡，60人受伤，直接经济损失6908万元，并有约100吨苯类污染物流入松花江水体，引发松花江水污染事件；2003年重庆开县井喷事故，由于缺少应急预案，没及时做出正确决策，结果导致243人因硫化氢中毒死亡，65000人被紧急疏散安置，直接经济损失达6432. 31万元。面对事故频发的石化行业，如何高效及时地对监测预警石化微量泄露，特别是对事故地点准确及时地定位及对事故发生时的立即响应是今后极其重要的研究课题。技术专利CN201010220462. 6公开了ー种石化行业泄漏与定位预警系统及其建立方法，该专利公开了ー个石化行业泄漏与定位预警系统如何进行无线组网和预警。该专利提出，根据事故发生区域大小，向该事故发生区域部署5个至150个无线网络节点，根据该事故区域的无线网络节点传送的传感器检测信息，确定是否发生突发事件，并对事故区域抛撒传感器，组成动态无线传感器网络。该专利重点在于如何组网与信息检测，例如绑定、唤醒、加入网络、扫描、路由等等都属于组网的内容，但该专利并未解決如何对事故地点进行精确定位的问题。定位的前提是固定节点知道自己的位置坐标，这样定位抛撒节点才能依据固定节点的位置信息和信号強度等參数去计算出自身的位置，上述专利没有涉及到，没有说明具体应当采用何种定位算法，其后也没有提出如何确定危险区域，对抛撒节点的如何定位也没做具体阐述。
技术实现思路
本技术的目的是，克服现有技术的上述不足，提供一种突发灾害性事故快速定位系统及定位方法。本技术的技术方案如下一种突发灾害性事故快速定位系统，包括监控中心计算机及多个子网络，每个子网络位于ー个检测区域内，包括多个固定节点，固定节点固定安装在该区域内的各个检测点处，固定节点与固定传感器相连；各个子网络中固定节点及固定传感器的设立的结构、密度及固定传感器种类随检测区域实际环境的不同而不同，固定传感器的检测信号被送入固定节点，与监控中心计算机一起构成对突发灾害性事故进行初步定位的无线传感器网络，所述的突发灾害性事故快速定位系统还包括为某些重要的检测区域分别配置的修补机器人，所述的修补机器人带有定位节点，并携带多个可抛撒传感器，每个抛撒传感器带有抛撒传感器节点，其携帯的传感器称为移动传感器；在监控中心计算机根据固定节点传来的信息包判断某个或某些检测区域发生突发灾害性事故可能性，并初步确定突发事故危险区域；为该区域配置的修补机器人在移动到初步确定的突发事故危险区域后，其定位节点加入无线传感器网络，并将携帯的多个抛撒传感器撒在检测点处抛撒，各个抛撒传感器节点也加入无线传感器网络，至此实现了快速定位组网，由监控中心计算机根据各个固定传感器和移动传感器的采集的检测信息及各自的位置信息，进ー步进行泄露点定位。所述的固定传感器和移动传感器可以为气体传感器。本技术针对不同区域中的实际环境，建立不同子网络，例如对于生活区域等不易发生突发事故的或即使发生了危害也不大的区域，其子网中固定节点间安装的距离适当拉大，以增大子网的覆盖范围和降低成本。再如生产区域和易于发生突发灾害性事故的 厂区之类的区域，可以有针对性地设置修补机器人，保证在出现预警时，能在几秒内确定事故发生的危险区域，使急救人员或修补机器人能及时到达现场。携帯着给自身定位的定位节点的修补机器人在危险区域抛撒出抛撒传感器节点进行精确定位，使工作人员能马上开展针对性的作业。在这个过程中，危险区域的确定与事故爆炸是同步的，与现有技术相比，时效性更强。而确定事故发生地的前提条件是固定节点能够精确地知道自己的位置坐标，本技术网络中的固定节点的位置坐标已提前由卫星给出，这样減少了人为确定坐标的误差，使最终精确定位更加精确。总之，本技术具有检测准确、定位精度高、处理速度快，无线布线等优点，适合于实际应用。附图说明图I系统流程图。图2定位/固定/抛撒传感器节点结构框图。图3基于RSSI的质心定位算法原理图。图4固定节点创建ZigBee网络程序流程。图5(a)固定节点的工作流程图；(b)定位节点的工作流程图。图6危险区域示意图。具体实施方式本技术运用无线传输损耗模型，在现有的无线ZigBee芯片基础上来计算对象节点的位置，实现了对石化突发事故地点的快速定位。以下结合附图和实施例对本技术进行说明。(I)固定节点场地安置及子网络的划定一般来说石油化工场地的区域都很广泛，因此需要布置大量的固定节点。如果按10平方公里的ー个石油化工场地，20米布置ー个固定节点，一共需要25000个节点。为了保证定位的精确性能，同时兼顾成本，減少模块数量，本技术采取有差别的布置。对于采油、储存、运输等重点区域、易发生突发事故区域，15米布置ー个固定节点，以提高定位精度。对于生活区、监控中心等不易发生突发事故的区域，采用30米ー个。确定好固定节点在场区的置后，再利用GPS定位测出每ー个固定节点的经度、纬度，列表一一对应记录。根据实际规划出不同区域，不同的区域设定出不同的子网。把已测定好位置信息的每个固定节点息En(am、bm)打包(E :位置信息；n :子网编号；a :讳度；b :经度；m :节点编号)输入到相应和每个节点。最后把固定节点固定在相应的位置上。针对不同区域相应的安装上不同的传感器。如储存区安装爆炸相关的如烟雾等传感器，生活区安装测毒气相关的如H2S等传感器等等。本技术采用ZigBee无线定位方式实现。參见图1，整个系统包括1台监控中心计算机(上位机可视化监控)、多个子网，一个子网由许多固定节点、一个 定位节点、若干抛撒传感器节点构成，固定节点、定位节点都同时承担传递信息包的路由功能。如果是易发生突发事故区域如生产区、储存区等，通常会为这样的区域配置一个修补机器人。定位/固定/抛撒传感器节点的硬件结构基本相同，如图2所示。 固定节点——路由器功能提供ー个固定坐标，提供ー个RSSI值。在一个子网中，自动选择ー个固定节点，由这个固定节点建立子网络，这时的能够建立子网络的固定节点称为协调器，当建立好子网后它就变回了固定节点。每个固定节点都有路由功能。 定位节点——抛撒传感器一一路由器功能定位节点和抛撒传感器节点只是比固定节点硬件内部多了ー个定位引擎，因此定位节点可以定位，固定节点不可以定位。但是他们的外观区别不大。固定在修补机器人上称为定位节点，修补机器人在危险区域抛撒出的称为抛撒传感器节点。它们都接收固定节点的坐标及R本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种突发灾害性事故快速定位系统，包括监控中心计算机及多个子网络，每个子网络位于一个检测区域内，包括多个固定节点，固定节点固定安装在该区域内的各个检测点处，固定节点与固定传感器相连；各个子网络中固定节点及固定传感器的设立的结构、密度及固定传感器种类随检测区域实际环境的不同而不同，固定传感器的检测信号被送入固定节点，与监控中心计算机一起构成对突发灾害性事故进行初步定位的无线传感器网络，所述的突发灾害性事故快速定位系统还包括为某些重要的检测区域分别配置的修补机器人，所述的修补机器人带有定位节点，并携带多个可抛撒传感器，每个抛撒传感器带有抛撒传感器节点，其携带的传感器称为移动传感器；在监控中心计算机根据固定节点传来的信息包判断某个或某些检测区域发生突发灾害性事故可能性，并初步确定突发事故危险区域；为该区域配置的修补机器人在移动到初步确定的突发事故危险区域后，其定位节点加入无线传感器网络，并将携带的多个抛撒传感器撒在检测点处抛撒，各个抛撒传感器节点也加入无线传感器网络，至此实现了快速定位组网，由监控中心计算机根据各个固定传感器和移动传感器的采集的检测信息及各自的位置信息，进一步进行泄露点定位。

【技术特征摘要】
1.一种突发灾害性事故快速定位系统，包括监控中心计算机及多个子网络，每个子网络位于一个检测区域内，包括多个固定节点，固定节点固定安装在该区域内的各个检测点处，固定节点与固定传感器相连；各个子网络中固定节点及固定传感器的设立的结构、密度及固定传感器种类随检测区域实际环境的不同而不同，固定传感器的检测信号被送入固定节点，与监控中心计算机一起构成对突发灾害性事故进行初步定位的无线传感器网络，所述的突发灾害性事故快速定位系统还包括为某些重要的检测区域分别配置的修补机器人，所述的修补机器人带有定位节点，并携带多个可抛撒传感器，每个抛撒传感器带有抛撒传感器节点...

【专利技术属性】
技术研发人员：付胜梁，丁承君，段萍，赵艳辉，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：实用新型
国别省市：