楊維娜,廖春明

(文山學(xué)院計科系,云南文山663000)

基于普通學(xué)生宿舍的智能火災(zāi)逃生預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計

楊維娜,廖春明

(文山學(xué)院計科系,云南文山663000)

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

火災(zāi);學(xué)生宿舍;預(yù)警系統(tǒng);

1 研究背景

預(yù)防火災(zāi)的發(fā)生從古至今都是社會安全強(qiáng)調(diào)的重點(diǎn),但是在人們生存避險逃生意識越來越強(qiáng)、防火滅火設(shè)備越來越完備的今天,火災(zāi)還是頻頻發(fā)生[1],而且造成的社會危害和經(jīng)濟(jì)損失也越來越大,這為學(xué)校的學(xué)生宿舍管理敲響了警鐘.

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

學(xué)生由于缺少安全意識,欠缺生活經(jīng)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(zāi)會被他們忽視,從而導(dǎo)致自身的生命財產(chǎn)受到威脅,宿舍管理人員也不可能隨時查房,及時發(fā)現(xiàn)火情;如果直接安裝警報器來大范圍報警,由于學(xué)生自身的恐懼心理,往往不能及時地根據(jù)所學(xué)知識快速、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)并判斷火情,慌亂逃離火場時難免出現(xiàn)一些跳樓、踩踏等意外,造成不必要的傷亡.基于此,我們設(shè)計了一個火災(zāi)智能逃生指揮系統(tǒng),在災(zāi)情發(fā)生的時候快速檢測到火災(zāi)的發(fā)生,通過單片機(jī)控制系統(tǒng),及時、準(zhǔn)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(yīng)區(qū)域預(yù)警,盡量減少火災(zāi)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(jìn)行疏散.

由于火災(zāi)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(zāi)的處理必須做到及時發(fā)現(xiàn)、及時撲滅,當(dāng)火情已經(jīng)發(fā)展到不能人為控制的時候就必須馬上撤離,所以,設(shè)計的智能火災(zāi)逃生指揮系統(tǒng)包含了兩個主要的子系統(tǒng),即火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)和逃生指揮系統(tǒng).文章主要對預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計,為完成智能火災(zāi)逃生指揮系統(tǒng)的整體設(shè)計進(jìn)行分步設(shè)計,設(shè)計的具體流程如圖1所示:

圖1 火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)流程圖

2 火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計

火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)是智能火災(zāi)逃生指揮系統(tǒng)的重要組成部分,大多數(shù)火災(zāi)之所于造成重大的損失,是因為在火災(zāi)發(fā)生的時候沒能及時發(fā)現(xiàn)火情并且沒有合適的應(yīng)對措施.為了更好地解決以上問題,預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計了三個模塊,用來對火情進(jìn)行監(jiān)控,及時作出判斷.

2.1 檢測報警系統(tǒng)

火災(zāi)檢測系統(tǒng)是火災(zāi)預(yù)警中的重要組成部分,很多火災(zāi)的蔓延都是因為在剛剛起火時火災(zāi)檢測系統(tǒng)沒能快速、準(zhǔn)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(shè)計中就顯得尤為重要.現(xiàn)有的火災(zāi)檢測器件能對火災(zāi)參數(shù)(如煙、溫、光、熱輻射、氣體濃度等)進(jìn)行響應(yīng)并自動產(chǎn)生火災(zāi)報警信號.按照響應(yīng)火災(zāi)參數(shù)的不同,火災(zāi)探測器可分為感溫火災(zāi)探測器、感煙火災(zāi)探測器、感光火災(zāi)探測器、氣體火災(zāi)探測器和復(fù)合火災(zāi)探測器等五種基本類型.[2]考慮到學(xué)生宿舍一般放置的是燃燒后比較容易產(chǎn)生煙霧的物品,設(shè)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(zāi)探測器.每個宿舍頂部都安裝一個感煙火災(zāi)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(jī)連接到宿舍管理值班室,當(dāng)檢測系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)發(fā)生時,就可以在相應(yīng)的區(qū)域報警,同時在值班室報警,并顯示發(fā)生火災(zāi)的宿舍號.

單片機(jī)在信號處理上編程簡單,價格低廉,可以對接收到的信號進(jìn)行分析處理[3],所以系統(tǒng)選用單片機(jī)作為信號處理的主要部件.由于單片機(jī)端口數(shù)的限制,并且在逃生指揮系統(tǒng)中要求單片機(jī)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(jī),連接附近宿舍中的火災(zāi)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(jī)進(jìn)行互聯(lián).每個探測器通過單片機(jī)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(jī)都及時采集附近相連的幾個單片機(jī)的狀態(tài),供逃生指揮系統(tǒng)進(jìn)行逃生線路分析及指示.

圖2 每層樓的設(shè)備安放示意圖

報警裝置采用人聲報警,火災(zāi)發(fā)生時,宿舍及走道的報警裝置通過單片機(jī)編碼解碼后的信息反饋,直接調(diào)用預(yù)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(xué)生火災(zāi)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(zāi)發(fā)生時由于宿舍的物品燃燒后會產(chǎn)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(zāi)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(yīng)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(fù),重新進(jìn)入火災(zāi)檢測狀態(tài).

2.2 災(zāi)情級別判斷

火災(zāi)發(fā)生時,一般火災(zāi)報警系統(tǒng)就會啟動警報系統(tǒng),進(jìn)行火災(zāi)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(shè)計預(yù)警系統(tǒng)時加入了災(zāi)情級別的判斷模式,對火情級別進(jìn)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(zāi)發(fā)生初期,火勢的范圍不是很大,一般只會有一個起火點(diǎn),也就是說只有一個宿舍的火災(zāi)探測器發(fā)出警報,這時火情級別設(shè)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(jìn)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(nèi)沒有人發(fā)現(xiàn)火情,這里設(shè)定為10分鐘,而且起火點(diǎn)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(kuò)大報警范圍,在起火點(diǎn)周圍的幾間宿舍進(jìn)行報警,提醒周圍宿舍的人提醒起火宿舍的學(xué)生進(jìn)行檢查,并及時向宿舍管理值班室報告,如果起火宿舍的學(xué)生沒有回應(yīng)則強(qiáng)行打開起火宿舍進(jìn)行檢查,對現(xiàn)場進(jìn)行處理;當(dāng)火勢觸發(fā)多個火災(zāi)探測器同時發(fā)出信號,通過對信號量進(jìn)行統(tǒng)計,到達(dá)一個預(yù)先設(shè)定的值的時候,級別將提升到3級,認(rèn)為火勢無法控制,這時候已經(jīng)不需值班人員前往起火點(diǎn)查看,報警系統(tǒng)將在整個監(jiān)控的區(qū)域內(nèi)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(xiàn)場,最大限度地保證人身安全.

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

2.3 人員響應(yīng)裝置

人員響應(yīng)裝置主要是為了能夠使人介入火災(zāi)的預(yù)警中,提高火災(zāi)發(fā)生時火場人員的應(yīng)對能力,減少直接財產(chǎn)損失,降低不必要的心理恐慌而設(shè)計的.人員響應(yīng)裝置就是判斷起火宿舍的學(xué)生以及值班人員是否發(fā)現(xiàn)火情而設(shè)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(guān)閉報警裝置,在每個宿舍的固定位置都安裝一個響應(yīng)裝置,走道報警裝置不需要安裝響應(yīng)裝置,可以直接在值班室關(guān)閉系統(tǒng).火場人員在發(fā)現(xiàn)火情的第一時間關(guān)閉報警裝置,說明火情已經(jīng)被發(fā)現(xiàn),如果長時間沒有關(guān)閉報警系統(tǒng)則說明沒有人發(fā)現(xiàn)火情,及時提升火險等級.這種設(shè)計既不會造成學(xué)生的恐慌,而且起火點(diǎn)周圍的人員又可以自行應(yīng)對事件,判斷火情,提高火場人員的現(xiàn)場應(yīng)對能力.

學(xué)生宿舍是一個比較特殊的群居環(huán)境,居住人群都是學(xué)生,缺少自我保護(hù)的能力,需要管理人員的統(tǒng)一管理,所以每棟學(xué)生宿舍樓都設(shè)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(fù)著保證學(xué)生生命財產(chǎn)安全的責(zé)任,所以在值班室設(shè)置一個人員響應(yīng)裝置是必要的,既能保證在火災(zāi)發(fā)生時候,值班人員能夠最快發(fā)現(xiàn)火情,前往現(xiàn)場進(jìn)行查看,又能給學(xué)生較強(qiáng)的心理安慰,讓他們知道在發(fā)生火災(zāi)的時候,宿管老師能在最短的時間內(nèi)來幫助他們.宿舍管理人員生活經(jīng)驗較為豐富,遇到突發(fā)事件時的應(yīng)對能力也相對來說更強(qiáng),所以在宿舍管理人員的指揮下進(jìn)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(yīng)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(xiàn)場查看報警原因,如果是線路等問題引起的自然火災(zāi),可以馬上通知維修部門進(jìn)行維修,避免其他意外災(zāi)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(nèi)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(xué)生進(jìn)行教育及相應(yīng)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(xué)生宿舍違禁行為的發(fā)生,在火災(zāi)發(fā)生的時候盡可能地降低學(xué)生的恐慌心理,最大程度地保證學(xué)生的生命財產(chǎn)安全.

結(jié)束語

近年來我國火災(zāi)頻繁發(fā)生,造成了很大的人員傷亡和財產(chǎn)損失,這些事故的發(fā)生給學(xué)生宿舍的管理敲響了警鐘.水火無情,當(dāng)災(zāi)難發(fā)生時,只有具有完備的逃生知識和應(yīng)急設(shè)備才能在無情的火災(zāi)中幸存下來.智能火災(zāi)逃生指揮系統(tǒng)根據(jù)學(xué)生宿舍的特殊性來進(jìn)行設(shè)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(yīng)的方式和分級自動報警的模式對火災(zāi)進(jìn)行預(yù)警,為今后逃生指揮系統(tǒng)的設(shè)計做好準(zhǔn)備.逃生指揮系統(tǒng)將以顏色、方向和語音對逃生路線進(jìn)行指示,考慮通道安全和人流量的問題,分析多方面的參數(shù)和信息,為火場逃生提供參考數(shù)據(jù),也為將來多元化火場逃生系統(tǒng)的硬件實現(xiàn)提供參考.

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

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

[3]姜久超.單片機(jī)在火災(zāi)自動報警控制器中的應(yīng)用[J].河北工程技術(shù)高等?？茖W(xué)校學(xué)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(xué)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(jī)應(yīng)用.

[責(zé)任編輯 張燦邦]