集中控制集中电源型应急疏散指示系统设计

摘要

随着社会的进步，经济、科技的迅猛发展，现代建筑呈现出大型化、复合化、智能化、人性化等特征。同时，人们安全意识也进一步加强，这就对建筑物的消防安全系统提出了更高的要求。据英国对火灾中造成人员伤亡的原因统计表明，由于一氧化碳中毒窒息死亡或被其他有毒烟气熏死的人数一般占火灾总死亡人数的40％-50％。因此，对火灾发生时如何安全、准确及迅速疏散进行研究具有重要意义。
　　 目前国家现行的建筑设计防火规范对火灾探测报警系统和疏散指示的设置进行了严格的规定，但它们分别独立工作，彼此之间没有密切联系和科学合理的协同联动关系。同时，工程中普遍使用的疏散指示标志绝大部分是固定方向指示，存在着将人员引向危险区域隐患，国内生产厂商也开发了可变方向的疏散指示标志，但却只在硬件上实现了疏散方向的可变。考虑到现有应急疏散指示系统难以满足现代建筑消防需求的问题及智能疏散指示系统展现出的集中监控、协同联动和动态优化疏散等巨大优势和使用价值。本文设计了一套集中控制集中电源型应急疏散指示系统，并就其软件体系及硬件构成，特别是最优路径生成算法和上下位机通讯等关键性问题进行了研究。
　　 发生火灾等应急险情时，该套系统首先从集中监控系统获得火灾探测和疏散设施的状态信息，作为系统输入。其次，通过烟气态势分析与疏散路径初始状态识别，并运用蚁群优化算法生成建筑空间人员疏散路径。最后，按最优的疏散路径更新疏散标志指示，引导人员安全、就近、均衡的疏散。而在平常状况下，该套系统可以实时地对各疏散设备的运行状态进行动态监测，为建筑物应急疏散设备的管理和维护等提供决策支持。

目录

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摘要

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附表索引

第1章 绪论

1．1 论文研究背景及意义

1．2 应急疏散系统的发展现状

1．3 应急疏散系统的发展趋势

1．4 论文主要工作及文章结构

第2章 应急疏散指示系统的总体设计

2．1 相关标准规范介绍

2．2 系统的总体设计方案

2．2．1 系统的基本原理

2．2．2 系统的主要功能

2．2．3 系统的技术性能指标

2．2．4 系统的硬件设计方案

2．2．5 系统的软件设计方案

第3章 应急疏散指示系统硬件设计

3．1 应急照明控制器硬件设计

3．1．1 工业控制计算机系统的设计

3．1．2 手动操作盘的设计

3．1．3 控制器电源及汉字打印机的设计

3．2 应急照明集中电源的设计

3．2．1 集中电源主板

3．2．2 充电变压器

3．2．3 键盘显示电路

3．3 应急照明分配电装置的设计

3．3．1 中央数据处理单元(CPU)

3．3．2 数据存储单元电路

3．3．3 回路总线接口电路

3．3．4 总线回答及线路检测电路

3．3．6 电源线路检测电路

3．3．7 回路电源输出电路

3．3．8 显示控制电路

3．3．9 CAN通讯接口电路

3．3．10 供电单元

3．4 应急系统灯具的设计

3．4．1 与分配电进行通信的电路

3．4．2 控制灯具方向电路

第4章 基于自适应蚁群算法的最优路径设计

4．1 基本蚁群算法数学模型

4．2 自适应蚁群算法

4．2．1 基于Q-学习的自适应蚁群算法

4．2．2 信息素挥发因子自适应调整蚁群算法

4．2．3 信息素自适应调整蚁群算法

4．3 基于自适应蚁群算法的最优路径寻优建模

第5章 应急疏散指示系统软件设计

5．1 控制器软件设计

5．1．1 控制器前台运行软件设计

5．1．2 控制器编辑软件设计

5．2 集中电源的软件设计

5．3 应急照明分配电装置软件设计

5．4 灯具的软件设计

5．5 分配电与灯具间通讯协议的设计

第6章 应急疏散指示系统调试与验证

6．1 系统基本功能的调试

6．2 系统的模拟实验验证

结语

参考文献

致谢

附录