[发明专利]基于火焰振荡频率探测的地铁站火灾功率的预测方法

说明书

本发明提出一种基于火焰振荡频率探测的地铁站火灾功率的预测方法，解决了现有技术地铁内火灾时无法判断火焰高度、无法选择合适的救援方案的问题。本发明是按照下述方法进行的：(1)感温报警器或者感烟报警器检测温度情况，当出现危急情况时发出报警信号给监控摄像系统；(2)监控摄像系统拍摄现场情况，将火焰视频上传至处理器；(3)处理器计算出火焰的振荡频率；(4)处理器计算出火焰功率：Q＝ρ₀C_pT₀g³a⁵f^‑5。本发明通过地铁站内的摄像系统实时监测发生火灾时火焰振荡频率的变化，解决了地铁站发生火灾时，人员无法靠近着火点，无法判断火焰高度、形状、以及有毒物质产生和蔓延情况的问题。

技术领域

本发明属于安全工程学科中火灾探测技术领域，具体涉及一种在地铁站发生火灾的情况下，能够通过火焰的振荡频率来预测火灾功率的方法。

背景技术

为了缓解日益严重的交通拥堵，今年来国内外修建了大量的交通隧道(包括地铁隧道，公路隧道，城市地下隧道等)。随着地铁隧道的大量发展，地铁站防火问题也引起了广泛的重视。由于隧道内部空间狭小等自身特点，一旦发生隧道火灾，由于热量和烟气的积聚以及隧道通风条件差导致的可燃物的不完全燃烧产生的大量的有毒有害的气体，都可能造成严重的人员伤亡和财产损失。例如2010年无锡惠山隧道火灾事故，造成24人死亡，19人受伤；2011年的瑞士圣哥达特大隧道火灾事故，造成20人死亡，128人失踪；2014年山西晋济高速岩后隧道内两辆甲醇车追尾，造成40人死亡，12人受伤和42辆车烧毁，致使隧道关闭4天等。

研究表明，若想取得更好的排烟和灭火效果，火灾时地铁站内所采用的防排烟的方案应该按照火灾的功率的大小来确定。目前国内地铁站通用的方法是在地铁顶棚的下方布置点式离子感烟报警器探测火灾。这种方法具有灵敏度高，投资小等特点。然而离子感烟报警器只能探测火灾的大致发生位置，并不能对火场的特征参数如温度，火灾功率进行监测，因此也无法对火灾规模进行判断。火灾功率是评价火灾危险程度的一个重要的参数，也是火灾防排烟模式选择的重要依据。在火灾发生时，能够对火灾功率的准确判断，并据此选择正确的防排烟方案，有助于在保障人员安全疏散的前提下，尽可能的降低火灾的损失。而且，现在的地铁站的监控系统，仅仅被赋予了监控不法分子的功能；在不影响正常的监控的前提下，还需要挖掘更多监控系统的潜力。

因此，提出一个合适的方法，对火灾初期任意位置发生火灾时，能够准确的确定火灾的发生位置，并且估算出火灾的功率是非常有必要的。

发明内容

本发明提出一种基于火焰振荡频率探测的地铁站火灾功率的预测方法，解决了现有技术地铁内火灾时无法判断火焰高度、无法选择合适的救援方案的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种基于火焰振荡频率探测的地铁站火灾功率的预测方法，是按照下述方法进行的：

(1)感温报警器或者感烟报警器检测温度情况，当出现危急情况时发出报警信号给监控摄像系统；

(2)监控摄像系统拍摄现场情况，将火焰视频上传至处理器；

(3)处理器计算出火焰的振荡频率；

(4)处理器通过火焰的振荡频率计算出火焰功率：Q＝ρ₀C_pT₀g³a⁵f^-5

其中，Q为火灾功率，kw；ρ₀为空气密度，kg/m³；C_p为空气的比热容，kJ/kg.k；T₀为环境温度，℃；g为重力加速度，m/s²；a＝0.538；f为火焰的振荡频率，Hz。

优选的，步骤(4)中火焰的振荡频率是通过Matlab软件计算的。