基于普通學生宿舍的智能火災逃生預警系統(tǒng)設計

楊維娜,廖春明

(文山學院計科系,云南文山663000)

基于普通學生宿舍的智能火災逃生預警系統(tǒng)設計

楊維娜,廖春明

(文山學院計科系,云南文山663000)

文章設計了一個以普通學生宿舍為參考模型的智能火災逃生指揮系統(tǒng)的預警系統(tǒng),針對學生宿舍這一特殊的群居環(huán)境,提出一種有效的火災預警模式,在學生宿舍發(fā)生火災的時候能夠有效地進行階段性預警,減少損失,避免因預警范圍過大產生的恐懼心理造成的意外事故.

火災;學生宿舍;預警系統(tǒng);

1 研究背景

預防火災的發(fā)生從古至今都是社會安全強調的重點,但是在人們生存避險逃生意識越來越強、防火滅火設備越來越完備的今天,火災還是頻頻發(fā)生[1],而且造成的社會危害和經濟損失也越來越大,這為學校的學生宿舍管理敲響了警鐘.

作為高校重要組成部分的學生宿舍,預防火災的發(fā)生一直都是管理的重點,為了更好地保證學生的生命財產安全,杜絕宿舍火災的發(fā)生,學校在火災預防上做了很大的努力,在學生剛進入學校的時候就對他們進行了系統(tǒng)的安全意識培訓,通過一系列的學習和培訓強化學生的滅火能力和火場逃生能力,定期組織學生參加消防技能比賽,限制學生使用容易引起火災的物品和違禁電器,禁止使用明火等措施來預防火災的發(fā)生.雖然學校在火災預防方面已經做出了很大的努力,但是火災的發(fā)生還是不可避免,老化的供電線路、一些不遵守學校規(guī)定的學生,為宿舍火災發(fā)生埋下了隱患.

學生由于缺少安全意識,欠缺生活經驗,往往不會特別注意到周圍的異常情況,一些由于意外事件或者人為疏忽引發(fā)的火災會被他們忽視,從而導致自身的生命財產受到威脅,宿舍管理人員也不可能隨時查房,及時發(fā)現火情;如果直接安裝警報器來大范圍報警,由于學生自身的恐懼心理,往往不能及時地根據所學知識快速、準確地發(fā)現并判斷火情,慌亂逃離火場時難免出現一些跳樓、踩踏等意外,造成不必要的傷亡.基于此,我們設計了一個火災智能逃生指揮系統(tǒng),在災情發(fā)生的時候快速檢測到火災的發(fā)生,通過單片機控制系統(tǒng),及時、準確地分析傳感去信息,判斷火情,給出火場信息,及時分等級向相應區(qū)域預警,盡量減少火災發(fā)生時造成的附加事故,通過對信息的整理、分析,指揮火場人員進行疏散.

由于火災發(fā)生時火情一般由小到大,由可控到不可控,所以對于火災的處理必須做到及時發(fā)現、及時撲滅,當火情已經發(fā)展到不能人為控制的時候就必須馬上撤離,所以,設計的智能火災逃生指揮系統(tǒng)包含了兩個主要的子系統(tǒng),即火災預警系統(tǒng)和逃生指揮系統(tǒng).文章主要對預警系統(tǒng)進行設計,為完成智能火災逃生指揮系統(tǒng)的整體設計進行分步設計,設計的具體流程如圖1所示:

圖1 火災預警系統(tǒng)流程圖

2 火災預警系統(tǒng)的設計

火災預警系統(tǒng)是智能火災逃生指揮系統(tǒng)的重要組成部分,大多數火災之所于造成重大的損失,是因為在火災發(fā)生的時候沒能及時發(fā)現火情并且沒有合適的應對措施.為了更好地解決以上問題,預警系統(tǒng)設計了三個模塊,用來對火情進行監(jiān)控,及時作出判斷.

2.1 檢測報警系統(tǒng)

火災檢測系統(tǒng)是火災預警中的重要組成部分,很多火災的蔓延都是因為在剛剛起火時火災檢測系統(tǒng)沒能快速、準確地檢測到,不能正確判斷起火位置,所以選擇可靠的檢測系統(tǒng)在設計中就顯得尤為重要.現有的火災檢測器件能對火災參數(如煙、溫、光、熱輻射、氣體濃度等)進行響應并自動產生火災報警信號.按照響應火災參數的不同,火災探測器可分為感溫火災探測器、感煙火災探測器、感光火災探測器、氣體火災探測器和復合火災探測器等五種基本類型.[2]考慮到學生宿舍一般放置的是燃燒后比較容易產生煙霧的物品,設計監(jiān)測系統(tǒng)時選擇價格低廉且靈敏度較高的感煙火災探測器.每個宿舍頂部都安裝一個感煙火災探測器,每層樓的走道頂部安裝2個探測器,每個探測器周圍安放一個報警裝置,所有探測器的都通過單片機連接到宿舍管理值班室,當檢測系統(tǒng)發(fā)現火災發(fā)生時,就可以在相應的區(qū)域報警,同時在值班室報警,并顯示發(fā)生火災的宿舍號.

單片機在信號處理上編程簡單,價格低廉,可以對接收到的信號進行分析處理[3],所以系統(tǒng)選用單片機作為信號處理的主要部件.由于單片機端口數的限制,并且在逃生指揮系統(tǒng)中要求單片機有較快的信息處理速度,所以我們在每個樓梯口安放一個單片機,連接附近宿舍中的火災探測器以及走道上的探測器,如圖2所示,并且與周圍的單片機進行互聯.每個探測器通過單片機編碼后連接到宿舍管理值班室,在值班室中可以在顯示板上直接看到發(fā)生異常的宿舍號.每個單片機都及時采集附近相連的幾個單片機的狀態(tài),供逃生指揮系統(tǒng)進行逃生線路分析及指示.

圖2 每層樓的設備安放示意圖

報警裝置采用人聲報警,火災發(fā)生時,宿舍及走道的報警裝置通過單片機編碼解碼后的信息反饋,直接調用預先存儲的聲音文件播放“XXX宿舍發(fā)生異?！被蛘摺癤XX樓道發(fā)生異常”,可以很明白地指出發(fā)生異常的宿舍或者樓道,既可以告訴附近的學生火災信息,又為逃生指揮系統(tǒng)的聲音指揮提供必要的硬件保證.

在火災發(fā)生時由于宿舍的物品燃燒后會產生煙霧,煙霧觸動探測器,宿舍的報警裝置就會發(fā)出報警音,提醒宿舍人員檢查宿舍的異常狀況,如有火情,及時撲滅,避免火災蔓延,同時值班室的控制系統(tǒng)連接的報警裝置也會發(fā)出警報,并顯示出發(fā)生異常的宿舍號,宿管值班人員及時到相應的宿舍檢查情況,如異常已排除,宿舍管理人員可以在值班室將系統(tǒng)恢復,重新進入火災檢測狀態(tài).

2.2 災情級別判斷

火災發(fā)生時,一般火災報警系統(tǒng)就會啟動警報系統(tǒng),進行火災報警,但是這種情況會引起火場人員的恐慌,造成混亂,所以在設計預警系統(tǒng)時加入了災情級別的判斷模式,對火情級別進行判斷,系統(tǒng)和火場人員就可以通過火情等級對接下來的行動作出合理的判斷.火災發(fā)生初期,火勢的范圍不是很大,一般只會有一個起火點,也就是說只有一個宿舍的火災探測器發(fā)出警報,這時火情級別設置為1級,報警裝置只在發(fā)生異常的宿舍或者樓層以及值班室進行報警,只需要宿舍人員在值班人員指揮下自行撲滅就可以了;如果在一定時間內沒有人發(fā)現火情,這里設定為10分鐘,而且起火點還是只有一個,說明宿舍、值班室中沒人,或者是處于熟睡狀態(tài),這時火情級別變?yōu)?級,擴大報警范圍,在起火點周圍的幾間宿舍進行報警,提醒周圍宿舍的人提醒起火宿舍的學生進行檢查,并及時向宿舍管理值班室報告,如果起火宿舍的學生沒有回應則強行打開起火宿舍進行檢查,對現場進行處理;當火勢觸發(fā)多個火災探測器同時發(fā)出信號,通過對信號量進行統(tǒng)計,到達一個預先設定的值的時候,級別將提升到3級,認為火勢無法控制,這時候已經不需值班人員前往起火點查看,報警系統(tǒng)將在整個監(jiān)控的區(qū)域內報警,開啟所有逃生通道,同時啟動智能逃生指揮系統(tǒng),指揮火場人員迅速離開現場,最大限度地保證人身安全.

根據不同的火情等級進行報警不僅可以緩解學生身在火場的恐慌情緒,還可以在火災發(fā)生時根據火勢大小和現場情況及時向相關人員發(fā)出火情預警,使火場人員及時做出反應,在火情可控的時候及時組織撲滅,減小財產損失和人員傷亡,對于人員相對密集的學生宿舍有較大的優(yōu)勢.

2.3 人員響應裝置

人員響應裝置主要是為了能夠使人介入火災的預警中,提高火災發(fā)生時火場人員的應對能力,減少直接財產損失,降低不必要的心理恐慌而設計的.人員響應裝置就是判斷起火宿舍的學生以及值班人員是否發(fā)現火情而設置的一個專用按鈕,安裝在報警裝置附件.通過這個按鈕可以人為關閉報警裝置,在每個宿舍的固定位置都安裝一個響應裝置,走道報警裝置不需要安裝響應裝置,可以直接在值班室關閉系統(tǒng).火場人員在發(fā)現火情的第一時間關閉報警裝置,說明火情已經被發(fā)現,如果長時間沒有關閉報警系統(tǒng)則說明沒有人發(fā)現火情,及時提升火險等級.這種設計既不會造成學生的恐慌,而且起火點周圍的人員又可以自行應對事件,判斷火情,提高火場人員的現場應對能力.

學生宿舍是一個比較特殊的群居環(huán)境,居住人群都是學生,缺少自我保護的能力,需要管理人員的統(tǒng)一管理,所以每棟學生宿舍樓都設有一個值班室,無論什么時候都有一個宿舍管理人員在值班室,而且宿舍管理人員也肩負著保證學生生命財產安全的責任,所以在值班室設置一個人員響應裝置是必要的,既能保證在火災發(fā)生時候,值班人員能夠最快發(fā)現火情,前往現場進行查看,又能給學生較強的心理安慰,讓他們知道在發(fā)生火災的時候,宿管老師能在最短的時間內來幫助他們.宿舍管理人員生活經驗較為豐富,遇到突發(fā)事件時的應對能力也相對來說更強,所以在宿舍管理人員的指揮下進行火勢控制,能更好地處理突發(fā)狀況.

在值班室安裝人員響應裝置的另一個原因在于宿舍管理人員在聽到報警以后去現場查看報警原因,如果是線路等問題引起的自然火災,可以馬上通知維修部門進行維修,避免其他意外災害的發(fā)生;如果是由于宿舍成員違反宿舍管理條例,如在宿舍內使用明火或者違禁電器,則提醒宿舍成員注意防火安全,禁止使用危害宿舍安全的物品,對故意違反宿舍管理條例的學生進行教育及相應的處罰,這樣也有利于宿舍的安全監(jiān)控,充分發(fā)揮宿舍管理人員的監(jiān)督管理作用,減少甚至杜絕學生宿舍違禁行為的發(fā)生,在火災發(fā)生的時候盡可能地降低學生的恐慌心理,最大程度地保證學生的生命財產安全.

結束語

近年來我國火災頻繁發(fā)生,造成了很大的人員傷亡和財產損失,這些事故的發(fā)生給學生宿舍的管理敲響了警鐘.水火無情,當災難發(fā)生時,只有具有完備的逃生知識和應急設備才能在無情的火災中幸存下來.智能火災逃生指揮系統(tǒng)根據學生宿舍的特殊性來進行設計,充分發(fā)揮了宿舍管理人員的監(jiān)督管理作用,通過人員響應的方式和分級自動報警的模式對火災進行預警,為今后逃生指揮系統(tǒng)的設計做好準備.逃生指揮系統(tǒng)將以顏色、方向和語音對逃生路線進行指示,考慮通道安全和人流量的問題,分析多方面的參數和信息,為火場逃生提供參考數據,也為將來多元化火場逃生系統(tǒng)的硬件實現提供參考.

[1]李學美,任伯幟,劉新華.城市高層建筑火災消防及安全逃生策略研究[J].中國安全科學學報,2009,(8):61-66.

[2]蒙平.各類火災探測器原理分析及應用探討[J].企業(yè)科技與發(fā)展,2009,(18):86-87.

[3]姜久超.單片機在火災自動報警控制器中的應用[J].河北工程技術高等?？茖W校學報,1995,(Z2):48-49.

Intelligence Fire Escape EarlyWarn ing System Based on Students Dormitory

YANG Wei-na,LIAO Chun-ming

(Department of Computer Science,Wenshan University,Wenshan 663000,China)

This paper is designed as a common reference model dormitory fire escape command system of intelligent early warning system for the student hostels of the special social environment,an effective fire warning mode,in the dormitory when the fire can effective early warning,to minimize damage and avoid the warning range is too large due to fear generated by an accident.

fire;student hostel;early warning system

TP79

A

1008-9128(2011)02-0034-03

2011-03-15

文山學院科研基金項目(09wsy14)

楊維娜(1983-),女(壯族),云南個舊人,碩士。研究方向:計算機應用.

[責任編輯 張燦邦]