[发明专利]一种单层厂房火灾倒塌安全预警系统及方法

权利要求书

1.一种单层厂房火灾倒塌安全预警系统，其特征在于，包括位移测量模块、预警平台和报警模块；

所述位移测量模块用于获取单层厂房每一榀结构的屋脊和檐口处的三维位移；

所述预警平台内置报警算法，用于：构建位移-时间曲线，对应每条位移-时间曲线，确定预警触发条件和倒塌时间计算参数，实时检测各条位移-时间曲线是否满足预警触发条件，在位移-时间曲线满足预警触发条件时，确定该预警触发条件对应的倒塌预警等级，使用该预警触发条件对应的倒塌时间计算参数计算得到剩余倒塌时间；构建的位移-时间曲线包括屋脊的竖向位移-时间曲线l₁、着火侧檐口的竖向位移-时间曲线l₂和着火侧檐口的水平位移-时间曲线l₃；

所述报警模块用于输出预警平台确定的倒塌预警等级和剩余倒塌时间。

2.根据权利要求1所述的一种单层厂房火灾倒塌安全预警系统，其特征在于，所述预警平台设有数据传输接口，用于接收起火时间；

构建屋脊的竖向位移-时间曲线l₁具体为：以起火时间为横轴原点，以位移值零为纵轴原点，以向上的竖向位移为纵轴正方向，建立坐标系并构建屋脊的竖向位移-时间曲线，对应位移-时间曲线l₁确定的预警触发条件为：l₁的斜率为0，该预警触发条件对应的倒塌预警等级为一级预警，提示着火厂房剩余倒塌时间较长。

3.根据权利要求1所述的一种单层厂房火灾倒塌安全预警系统，其特征在于，所述预警平台设有数据传输接口，用于接收起火时间；

构建着火侧檐口的竖向位移-时间曲线l₂具体为：以起火时间为横轴原点，以位移值零为纵轴原点，以向上的竖向位移为纵轴正方向，建立坐标系并构建着火侧檐口的竖向位移-时间曲线，对应位移-时间曲线l₂确定的预警触发条件为：l₂的斜率为0，该预警触发条件对应的倒塌预警等级为二级预警，提示着火厂房剩余倒塌时间较短。

4.根据权利要求1所述的一种单层厂房火灾倒塌安全预警系统，其特征在于，所述预警平台设有数据传输接口，用于接收起火时间；

构建着火侧檐口的水平位移-时间曲线l₃具体为：以起火时间为横轴原点，以位移值零为纵轴原点，以向厂房内的水平位移为纵轴正方向，建立坐标系并构建着火侧檐口的水平位移-时间曲线，对应位移-时间曲线l₃确定的预警触发条件为：l₃的斜率变为正斜率，或者斜率为负斜率且绝对值大于预设值的阈值，该预警触发条件对应的倒塌预警等级为三级预警，提示着火厂房即将发生倒塌。

5.根据权利要求1所述的一种单层厂房火灾倒塌安全预警系统，其特征在于，对应三条位移-时间曲线所确定的倒塌时间计算参数分别为r₁,r₂,r₃，通过理论分析和试验事先确定，剩余倒塌时间的计算公式为：

其中，i＝1、2、3，t_i表示起火时间至第i条位移-时间曲线满足预警触发条件的时长，r_i表示对应第i条位移-时间曲线的倒塌时间计算参数，t_{d_i}表示第i条位移-时间曲线满足预警触发条件时着火厂房的剩余倒塌时间。

6.根据权利要求1所述的一种单层厂房火灾倒塌安全预警系统，其特征在于，所述位移测量模块包括角反射器和合成孔径微波雷达，所述角反射器预装在单层厂房每一榀结构的屋脊和檐口处，所述合成孔径微波雷达用于测量各个角反射器的位移。

7.根据权利要求1所述的一种单层厂房火灾倒塌安全预警系统，其特征在于，所述报警模块带有显示屏和语音输出模块，与预警平台无线通信连接，通过画面显示和语音播报的形式输出倒塌预警等级和剩余倒塌时间。