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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710529426.X (22)申请日 2017.07.02 (71)申请人 四川藏区高速公路有限责任公司 地址 610041 四川省成都市武侯区二环路 西一段90号12楼 申请人 四川高路建设咨询有限责任公司 (72)发明人 牟力 陈渤 黄兵 余宗琼 王兴平 周磊 孙家升 李铮 马松华 刘汝阳 (51)Int.Cl. A62C 31/03(2006.01) A62C 31/28(2006.01) A62C 37/40(2006.01) (54)发明名称 一种基于BIM技术。
2、的隧道移动式分区智慧消 防装置及方法 (57)摘要 本发明涉及隧道智慧消防领域， 提供一种基 于BIM技术的隧道移动式分区智慧消防装置及方 法， 包括移动控制模块， 以及与移动控制模块相 连的自动化喷头模块、 照明与监控探头模块、 烟 雾与火灾探测器模块； 还包括可伸缩管线、 加压 装置、 消防供水点、 无线通信模块、 BIM智慧消防 工作平台、 工作轨道、 检修轨道， 可伸缩管线分别 与自动化喷头模块和加压装置相连， 加压装置与 消防供水点连接， 移动控制模块运行于工作轨道 和检修轨道， 移动控制模块与无线通信模块采用 无线传输连接， 无线通信模块与BIM智慧消防工 作平台连接形成隧道移动式。
3、分区智慧消防工作 闭环； 本发明可及时发现隧道火情， 实时掌握火 灾动态信息， 自动进行灭火。 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 CN 107126656 A 2017.09.05 CN 107126656 A 1.一种基于BIM技术的隧道移动式分区智慧消防装置， 其特征在于， 包括设置于隧道内 的工作轨道， 所述工作轨道上设有两个以上的移动控制模块， 移动控制模块运行于所述工 作轨道， 所述移动控制模块上设有与移动控制模块连接的能自动控制开关、 自动调整角度、 自动监测水压以及根据烟雾与火灾探测器模块、 照明与监控探头模块所检测的火灾情况自 动调整角度进行灭火的自动化喷头模块， 以及用于。
4、对隧道进行巡查以及对火灾点进行实时 监控并将监测数据上传至移动控制模块和同时用于火灾发生时的临时照明的照明与监控 探头模块， 以及用于对隧道火情进行实施探测和定位并将探测数据上传至移动控制模块的 烟雾与火灾探测器模块； 还包括可伸缩管线、 加压装置、 消防供水点、 无线通信模块、 BIM智 慧消防工作平台， 所述可伸缩管线的进水口与加压装置连接后再连接消防供水点， 可伸缩 管线的出水口与自动化喷头模块的进水口连接， 所述移动控制模块与所述无线通信模块采 用无线传输连接， 所述无线通信模块接收所述移动控制模块所收集的监测监控数据， 并将 数据传输至BIM智慧消防工作平台。 2.根据权利要求1所述。
5、的基于BIM技术的隧道移动式分区智慧消防装置， 其特征在于： 所述工作轨道两侧垂直设有检修轨道， 移动控制模块运行于检修轨道。 3.根据权利要求1所述的基于BIM技术的隧道移动式分区智慧消防装置， 其特征在于： 所述BIM智慧消防工作平台集成有完整的隧道BIM模型， 显示隧道结构物及各种机电设备、 附属设施， BIM智慧消防工作平台接收火灾信息， 将火灾视频监控信息、 火灾探测器信息在 控制平台BIM模型中实时展示， 所述BIM智慧消防工作平台能对自动化喷头模块、 照明与监 控探头模块、 移动控制模块、 烟雾与火灾探测器模块进行实时控制、 实时交互、 发布诱导指 令， 同时所述BIM智慧消防工。
6、作平台内置多套应急预案， 根据火灾严重程度自动启动， 所述 BIM智慧消防工作平台自动记录应急预案执行过程、 自动灭火执行过程、 人工干预过程， 使 整个灭火过程具备可追溯性。 4.根据权利要求1所述的基于BIM技术的隧道移动式分区智慧消防装置， 其特征在于： 所述加压装置为可根据自动化喷头模块所监测的水压进行自动加压的消防增压泵。 5.一种如权利要求1-4任一所述的基于BIM技术的隧道移动式分区智慧消防方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 通过照明与监控探头模块对隧道进行巡查以及对火灾点进行实时监控， 通过烟雾 与火灾探测器模块对隧道火情进行实施探测和定位； S2、 基于S1所采集。
7、视频监控数据和火灾监测数据上传至移动控制模块； S3、 基于S2移动控制模块所接收的信息， 经无线通信模块将火灾数据上传至BIM智慧消 防工作平台， BIM智慧消防工作平台将火灾视频监控信息、 火灾探测器信息在控制平台BIM 模型中实时展示， 并启动相应应急预案； S4、 基于S2移动控制模块所接收的火灾信息， 根据烟雾与火灾探测器模块对火灾的实 时定位， 移动控制模块自动移动至适宜点位， 照明与监控探头模块对火灾进行实时监控及 照明， 自动化喷头模块调整喷射角度开启自动灭火； S5、 基于S4步骤， BIM智慧消防工作平台接收各模块对隧道火灾的响应状态， 控制平台 BIM模型将各模块工作状态。
8、实时展示、 交互控制、 发布诱导指令， 管理人员对灭火执行情况 进行实时检查、 实时人工干预控制； S6、 基于S5步骤， BIM智慧消防工作平台自动记录应急预案执行过程、 自动灭火执行过 权 利 要 求 书 1/2 页 2 CN 107126656 A 2 程、 人工干预过程， 使整个灭火过程具备可追溯性。 权 利 要 求 书 2/2 页 3 CN 107126656 A 3 一种基于BIM技术的隧道移动式分区智慧消防装置及方法 技术领域 0001 本发明涉及隧道智慧消防领域， 特别是一种基于BIM技术的隧道移动式分区智慧 消防装置及方法。 背景技术 0002 随着我国高速公路网的建设， 公。
9、路隧道的规模逐渐增大， 尤其是西部山区， 由于其 地形环境复杂， 山区长大隧道的行车安全问题、 应急救援问题等日益严峻。 随着交通流量的 增多， 运输物品的复杂程度不断增加， 使得公路隧道的火灾风险提高， 公路隧道的消防问题 已成为运营管理单位不可忽略的重要问题。 公路隧道火灾一般具有如下特点： 1） 公路隧道 火灾性质具有较高的不确定性； 2） 受公路隧道空间较为狭长、 较为封闭、 断面较小特点的影 响， 隧道发生火灾时通风条件差、 烟雾浓度大、 能见度低； 3） 隧道火灾产生的未完全燃烧的 气体四处扩散使隧道火灾蔓延具有跳跃性； 4） 应急救援难度大， 应急车辆到达现场的时间 长； 5） 。
10、公路隧道灭火救火的难度较大， 救援人员难以接近火源。 一般来说， 隧道发生火灾时， 报警设施响应后专业消防人员和救援人员需一定时间才能到达火灾现场， 而现场交通参与 者对火灾处治缺乏经验， 极易恐慌逃离现场， 造成灾情逐渐增大， 错过灭火的最佳时间点。 因此， 建设隧道移动式分区智慧消防系统， 对于提高隧道火灾的应急处治效率， 有效的控制 火灾的蔓延， 及时将火灾消灭在萌芽之中， 减少隧道火灾所造成的损失， 保障隧道内车辆及 人员的安全具有重要意义。 当下， BIM技术是智慧交通信息化建设的重要技术支撑， 构建一 种基于BIM技术的隧道移动式分区智慧消防装置， 将隧道建筑信息模型 （BIM） 。
11、引入隧道移动 式分区智慧消防装置， 能提高隧道消防可视化、 数字化、 智能化水平。 发明内容 0003 本发明的目的是要解决上述技术问题， 提供一种基于BIM技术的隧道移动式分区 智慧消防装置及方法， 该装置和移动式消防方法具有数字化、 可视化、 智能化的特点， 能在 隧道火灾初期对隧道内着火点进行定位， 实时掌握火灾动态信息， 进行自动分区灭火作业。 0004 为达到上述目的， 本发明是按照以下技术方案实施的： 一种基于BIM技术的隧道移动式分区智慧消防装置， 包括设置于隧道内的工作轨道， 所 述工作轨道上设有两个以上的移动控制模块， 移动控制模块运行于所述工作轨道， 所述移 动控制模块上设。
12、有与移动控制模块连接的能自动控制开关、 自动调整角度、 自动监测水压 以及根据烟雾与火灾探测器模块、 照明与监控探头模块所检测的火灾情况自动调整角度进 行灭火的自动化喷头模块， 以及用于对隧道进行巡查以及对火灾点进行实时监控并将监测 数据上传至移动控制模块和同时用于火灾发生时的临时照明的照明与监控探头模块， 以及 用于对隧道火情进行实施探测和定位并将探测数据上传至移动控制模块的烟雾与火灾探 测器模块； 还包括可伸缩管线、 加压装置、 消防供水点、 无线通信模块、 BIM智慧消防工作平 台， 所述可伸缩管线的进水口与加压装置连接后再连接消防供水点， 可伸缩管线的出水口 与自动化喷头模块的进水口连。
13、接， 所述移动控制模块与所述无线通信模块采用无线传输连 说 明 书 1/4 页 4 CN 107126656 A 4 接， 无线通信模块与BIM智慧消防工作平台连接形成隧道移动式分区智慧消防工作闭环， 所 述无线通信模块接收所述移动控制模块所收集的监测监控数据， 并将数据传输至BIM智慧 消防工作平台。 0005 进一步， 所述工作轨道两侧垂直设有检修轨道， 移动控制模块运行于检修轨道。 0006 其中， 所述BIM智慧消防工作平台集成有完整的隧道BIM模型， 显示隧道结构物及 各种机电设备、 附属设施， BIM智慧消防工作平台接收火灾信息， 将火灾视频监控信息、 火灾 探测器信息在控制平台B。
14、IM模型中实时展示， 所述BIM智慧消防工作平台能对自动化喷头模 块、 照明与监控探头模块、 移动控制模块、 烟雾与火灾探测器模块进行实时控制、 实时交互、 发布诱导指令， 同时所述BIM智慧消防工作平台内置多套应急预案， 根据火灾严重程度自动 启动， 所述BIM智慧消防工作平台自动记录应急预案执行过程、 自动灭火执行过程、 人工干 预过程， 使整个灭火过程具备可追溯性。 0007 优选地， 所述加压装置为可根据自动化喷头模块所监测的水压进行自动加压的消 防增压泵。 0008 基于上述一种基于BIM技术的隧道移动式分区智慧消防装置提供一种基于BIM技 术的隧道移动式分区智慧消防方法， 具体步骤。
15、如下： S1、 通过照明与监控探头模块对隧道进行巡查以及对火灾点进行实时监控， 通过烟雾 与火灾探测器模块对隧道火情进行实施探测和定位； S2、 基于S1所采集视频监控数据和火灾监测数据上传至移动控制模块； S3、 基于S2移动控制模块所接收的信息， 经无线通信模块将火灾数据上传至BIM智慧消 防工作平台， BIM智慧消防工作平台将火灾视频监控信息、 火灾探测器信息在控制平台BIM 模型中实时展示， 并启动相应应急预案； S4、 基于S2移动控制模块所接收的火灾信息， 根据烟雾与火灾探测器模块对火灾的实 时定位， 移动控制模块自动移动至适宜点位， 照明与监控探头模块对火灾进行实时监控及 照明，。
16、 自动化喷头模块调整喷射角度开启自动灭火； S5、 基于S4步骤， BIM智慧消防工作平台接收各模块对隧道火灾的响应状态， 控制平台 BIM模型将各模块工作状态实时展示、 交互控制、 发布诱导指令， 管理人员对灭火执行情况 进行实时检查、 实时人工干预控制； S6、 基于S5步骤， BIM智慧消防工作平台自动记录应急预案执行过程、 自动灭火执行过 程、 人工干预过程， 使整个灭火过程具备可追溯性。 0009 与现有技术相比， 本发明采用移动式分区消防的理念， 其逻辑清晰、 结构简单、 设 计合理、 运行高效； 本发明能够提高隧道火灾的应急处治效率， 能及时控制隧道火灾蔓延， 且不受隧道内通风条。
17、件、 烟雾浓度的影响； 本发明采用自动化控制， 能减少消防人员的投 入， 隧道消防响应时间短， 基于BIM技术构建的隧道智慧消防工作平台提高了隧道消防可视 化、 数字化、 智能化的水平。 附图说明 0010 图1为本发明的结构示意图。 0011 图2为本发明的移动式分区消防示意图。 说 明 书 2/4 页 5 CN 107126656 A 5 具体实施方式 0012 下面结合具体实施例对本发明作进一步描述， 在此发明的示意性实施例以及说明 用来解释本发明， 但并不作为对本发明的限定。 0013 如图1所示， 本实施例的一种基于BIM技术的隧道移动式分区智慧消防装置， 包括 设置于隧道内的工作轨。
18、道10， 所述工作轨道10上设有两个以上的移动控制模块1， 移动控制 模块1运行于所述工作轨道10， 该移动控制模块1可以采用现有技术中通常使用的消防用类 似于云梯的移动控制装置， 具有控制器 （现有技术中通常使用的单片机例如AT89S51单片） 和与控制器连接的电机以及与由电机驱动的驱动轮， 电机驱动驱动轮以便于在工作轨道10 上移动， 所述移动控制模块1上设有与移动控制模块1连接的自动化喷头模块2、 照明与监控 探头模块3、 烟雾与火灾探测器模块4， 当然自动化喷头模块2也可以采用现有技术中的消防 喷头， 它能由移动控制模块1自动控制开关、 自动调整角度、 自动监测水压以及根据烟雾与 火灾。
19、探测器模块4、 照明与监控探头模块3所检测的火灾情况自动调整角度进行灭火； 照明 与监控探头模块3也可以采用现有技术中的消防用照明设备和监控探头， 它能用于对隧道 进行巡查以及对火灾点进行实时监控并将监测数据上传至移动控制模块1， 同时用于火灾 发生时的临时照明； 烟雾与火灾探测器模块4也可以采用现有技术中的消防用的烟雾与火 灾探测器， 它能用于对隧道火情进行实施探测和定位并将探测数据上传至移动控制模块1； 还包括可伸缩管线5、 加压装置6、 消防供水点7、 无线通信模块8、 BIM智慧消防工作平台9， 所 述可伸缩管线5的进水口与加压装置6连接后再连接消防供水点7， 可伸缩管线5的出水口与 。
20、自动化喷头模块2的进水口连接， 其中加压装置6与移动控制模块1的控制器连接， 为现有技 术中消防所使用的可根据自动化喷头模块所监测的水压进行自动加压的消防增压泵， 所述 移动控制模块1与所述无线通信模块8采用无线传输连接， 所述无线通信模块8接收所述移 动控制模块1所收集的监测监控数据， 并将数据传输至BIM智慧消防工作平台9， 其中， 所述 BIM智慧消防工作平台9集成有完整的隧道BIM模型， 显示隧道结构物及各种机电设备、 附属 设施， BIM智慧消防工作平台接收火灾信息， 将火灾视频监控信息、 火灾探测器信息在控制 平台BIM模型中实时展示， 所述BIM智慧消防工作平台能对自动化喷头模块。
21、、 照明与监控探 头模块、 移动控制模块、 烟雾与火灾探测器模块进行实时控制、 实时交互、 发布诱导指令， 同 时所述BIM智慧消防工作平台内置多套应急预案， 根据火灾严重程度自动启动， 所述BIM智 慧消防工作平台自动记录应急预案执行过程、 自动灭火执行过程、 人工干预过程， 使整个灭 火过程具备可追溯性。 0014 另外本实施例中， 所述工作轨道10两侧垂直设有检修轨道11， 移动控制模块1运行 于检修轨道11， 检修轨道11用于移动控制模块1及其连接设备临时停放和检修； 其中， 工作 轨道10和所述检修轨道11都固定于隧道上部。 0015 基于上述一种基于BIM技术的隧道移动式分区智慧消。
22、防装置提供一种基于BIM技 术的隧道移动式分区智慧消防方法， 具体步骤如下： S1、 通过照明与监控探头模块对隧道进行巡查以及对火灾点进行实时监控， 通过烟雾 与火灾探测器模块对隧道火情进行实施探测和定位； S2、 基于S1所采集视频监控数据和火灾监测数据上传至移动控制模块； S3、 基于S2移动控制模块所接收的信息， 经无线通信模块将火灾数据上传至BIM智慧消 说 明 书 3/4 页 6 CN 107126656 A 6 防工作平台， BIM智慧消防工作平台将火灾视频监控信息、 火灾探测器信息在控制平台BIM 模型中实时展示， 并启动相应应急预案； S4、 基于S2移动控制模块所接收的火灾信。
23、息， 根据烟雾与火灾探测器模块对火灾的实 时定位， 移动控制模块自动移动至适宜点位， 照明与监控探头模块对火灾进行实时监控及 照明， 自动化喷头模块调整喷射角度开启自动灭火； S5、 基于S4步骤， BIM智慧消防工作平台接收各模块对隧道火灾的响应状态， 控制平台 BIM模型将各模块工作状态实时展示、 交互控制、 发布诱导指令， 管理人员对灭火执行情况 进行实时检查、 实时人工干预控制； S6、 基于S5步骤， BIM智慧消防工作平台自动记录应急预案执行过程、 自动灭火执行过 程、 人工干预过程， 使整个灭火过程具备可追溯性。 0016 使用本发明的基于BIM技术的隧道移动式分区智慧消防装置及。
24、方法进行移动消防 时， 可实现分区消防， 如图2所示， 在隧道内的工作轨道上设置三个移移动控制模块1， 将三 个移移动控制模块1分别记为X-1消防单元、 X-2消防单元和X-3消防单元， 同时将隧道内分 为A、 B、 C、 D四个消防执勤区域， 由图所示， 隧道内其分区消防功能实现如下： X-1消防单元的 消防执勤区域为A和B， X-2消防单元的消防执勤区域为B和C， X-3消防单元的消防执勤区域 为C和D； 一般当B区域出现火情时， X-1消防单元和X-2消防单元能同时响应， 到达火灾点附 近协同进行灭火作业； 同样的当C区域出现火情时， X-2消防单元和X-3消防单元能同时响 应， 到达火灾点附近协同进行灭火作业； 该隧道移动式分区智慧消防装置采用消防单元分 区执勤， 同一点位响应消防单元至少为两个。 0017 本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制， 凡是根据本发明的技术方案做 出的技术变形， 均落入本发明的保护范围之内。 说 明 书 4/4 页 7 CN 107126656 A 7 图1 说 明 书 附 图 1/2 页 8 CN 107126656 A 8 图2 说 明 书 附 图 2/2 页 9 CN 107126656 A 9 。