本發(fā)明屬于消防設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于分布式供水系統(tǒng)的高可靠性消火栓管網(wǎng)控制系統(tǒng)，以及一種基于上述分布式供水系統(tǒng)的消火栓管網(wǎng)控制方法。

背景技術(shù)：

消防技術(shù)作為公共安全的重要保障技術(shù)之一，正越來越被重視。隨之而來的是消防技術(shù)面臨的市場(chǎng)多樣化以及各場(chǎng)景適用等問題。

比如，對(duì)于文物古建筑而言，隨著旅游開發(fā)以及對(duì)文物古建筑安全的重視，引入消防系統(tǒng)顯得尤為必要。但是文物古建筑等消防場(chǎng)景受其自身特殊性的限制，消防系統(tǒng)一方面外觀上不能與環(huán)境有過大突兀感，另一方面，不能像大多數(shù)場(chǎng)景一樣采用常規(guī)消火栓噴射滅火，通常采用水霧滅火的方式取代傳統(tǒng)消火栓。

但是由于消防系統(tǒng)(包括消火栓)的搭建通常會(huì)破壞建筑物主體結(jié)構(gòu)，因此對(duì)于類似文物古建筑的場(chǎng)合并非優(yōu)選。因此獨(dú)立式水霧滅火設(shè)備被研發(fā)應(yīng)用，此類設(shè)備自帶一定容量的水箱和噴射裝置，被放置在火災(zāi)易發(fā)點(diǎn)位附近待命。也有不少消防環(huán)境由于缺少足夠的水源建設(shè)常規(guī)消火栓，這種情況下考慮所述獨(dú)立式水霧滅火設(shè)備也是不錯(cuò)的選擇。

獨(dú)立式水霧滅火設(shè)備雖然相比于傳統(tǒng)消火栓能夠節(jié)約不少水源，但是其缺陷任然是其水箱容量有限，如果火源較大或難以撲滅，將會(huì)在建設(shè)之初考慮采用大容量水箱以解決水源不足的問題。但是隨之帶來的問題是，大容量水箱成本更高，以及大容量水箱的工程安裝體積大，安裝位置受限，甚至很多環(huán)境無法使用。

采用分布式供水的管網(wǎng)式消火栓系統(tǒng)是本申請(qǐng)人提出過的一種解決方案，其引進(jìn)的管網(wǎng)結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)管網(wǎng)更加復(fù)雜，且對(duì)過程控制要求較高，如果提供一種高效可靠的控制系統(tǒng)和方法，對(duì)于上述解決方案而言將是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的獨(dú)立式水霧滅火設(shè)備水箱容量有限等不足以及分布式供水的管網(wǎng)式消火栓系統(tǒng)控制問題，提出了一種分布式供水消火栓管網(wǎng)控制系統(tǒng)，以及基于所述系統(tǒng)的消火栓管網(wǎng)控制方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案：一種分布式供水消火栓管網(wǎng)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括連接至消火栓管網(wǎng)的控制閥、控制單元和信號(hào)檢測(cè)單元，所述控制閥用于控制消火栓管網(wǎng)重構(gòu)，以在分布式供水單元和消火栓之間形成不同的供水路徑；所述分布式供水單元有多個(gè)分布設(shè)置的供水單元組成；所述控制單元包括控制策略，用于根據(jù)信號(hào)檢測(cè)單元獲取的信號(hào)改變控制閥狀態(tài)以獲取所述供水路徑。

優(yōu)選方案，所述信號(hào)檢測(cè)單元包括用于檢測(cè)消火栓的啟用狀態(tài)，所述控制策略包括第一控制策略，所述第一控制策略判定消火栓啟用時(shí)，控制器輸出控制信號(hào)啟用與當(dāng)前啟用的消火栓供水路徑最短的供水單元，并控制供水管網(wǎng)重構(gòu)形成最短供水路徑。

優(yōu)選方案，所述控制策略包括第二控制策略，所述第二控制策略在判定同一時(shí)刻存在多處火災(zāi)和/或同時(shí)啟用多個(gè)消火栓時(shí)，控制器輸出控制信號(hào)控制多個(gè)供水單元以分別向所啟用的多個(gè)消火栓供水。

優(yōu)選方案，所述同時(shí)使用的不同的消火栓的供水路徑之間相互隔離。

優(yōu)選方案，所述信號(hào)檢測(cè)單元包括供水單元狀態(tài)檢測(cè)組件，所述供水單元狀態(tài)檢測(cè)組件用于檢測(cè)供水單元的當(dāng)前水量和/或故障狀態(tài)信號(hào)，控制策略根據(jù)檢測(cè)到的信號(hào)判斷是否啟用備用供水單元和/或備用供水路徑用作當(dāng)前消火栓供水。

優(yōu)選方案，所述控制策略包括第三控制策略，所述第三控制策略根據(jù)管道及控制閥安裝情況計(jì)算供水路徑；路徑計(jì)算目標(biāo)包括任一消火栓距離各供水單元的距離最短路徑，和/或第一備用路徑，和/或第一備用供水單元最短路徑。

優(yōu)選方案，所述控制系統(tǒng)包括單向止回閥，所述單向止回閥設(shè)置于供水管網(wǎng)只有單向水流流動(dòng)的管道。

一種分布式供水消火栓管網(wǎng)控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、預(yù)設(shè)系統(tǒng)參數(shù)和控制策略；

S2、啟動(dòng)信號(hào)檢測(cè)單元掃描程序，獲取信號(hào)檢測(cè)單元狀態(tài)；

S3、根據(jù)信號(hào)檢測(cè)單元信號(hào)和控制策略輸出控制信號(hào)。

根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種分布式供水消火栓管網(wǎng)控制方法，其特征在于，所述步驟S1包括以下步驟：

S11、根據(jù)管網(wǎng)布置計(jì)算出各消火栓相對(duì)于各供水單元的所有供水路徑；

S12、根據(jù)供水路徑計(jì)算出生成所述路徑的控制策略；

S13、設(shè)置供水路徑選擇策略，并生成相對(duì)于特定消火栓的距離最短供水路徑、和/或默認(rèn)備選供水路徑；

S14、設(shè)置供水單元選擇策略，并生成相對(duì)于特定消火栓的默認(rèn)供水單元，和/或備用供水單元。

優(yōu)選方案，所述供水單元選擇策略包括比較全部路徑后將最短路徑對(duì)應(yīng)的供水單元作為第一供水單元，將相鄰的供水單元作為備用供水單元；所述最短路徑作為默認(rèn)供水路徑。

本發(fā)明的有益效果在于，通過消防管網(wǎng)將多個(gè)供水單元(水霧滅火水箱)連接到一起，并采用消火栓滅火的方式，相比于對(duì)水霧滅火水箱的獨(dú)立使用具有有點(diǎn)如下：1、就同樣的滅火需求而言，減少了水箱的使用量，降低了成本，應(yīng)為更多的點(diǎn)位可以通過管道引水并采用消火栓滅火；2、同一滅火需求點(diǎn)保障力度更大，獨(dú)立式水箱僅能為單個(gè)滅火需求點(diǎn)提供單獨(dú)的滅火需求，能提供的水量有限，本發(fā)明的系統(tǒng)可以為同一滅火需求點(diǎn)提供全系統(tǒng)所有的水箱水源支持，可以隨時(shí)搭建起供水通道；3、多個(gè)火源可同時(shí)撲滅，通過系統(tǒng)控制，可靈活為各火源調(diào)配資源，并可將調(diào)配向各個(gè)火源的水源通過管網(wǎng)進(jìn)行物理隔離等。本發(fā)明的控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)上述功能的關(guān)鍵因素之一，為系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行、系統(tǒng)優(yōu)化及成本降低提供了可執(zhí)行方案。

附圖說明

圖1所示為本發(fā)明實(shí)施例的一種分布式供水消火栓管網(wǎng)控制系統(tǒng)原理圖示；

圖2所示為本發(fā)明實(shí)施例的一種分布式供水消火栓管網(wǎng)控制系統(tǒng)所控制的消火栓管網(wǎng)系統(tǒng)原理圖示；

圖3所示為本發(fā)明實(shí)施例的一種分布式供水消火栓管網(wǎng)控制系統(tǒng)中在特定消火栓和供水單元之間建立供水路徑的控制原理圖示；

圖4所示為本發(fā)明實(shí)施例的一種分布式供水消火栓管網(wǎng)控制系統(tǒng)中對(duì)特定消火栓建立兩組供水單元及多條供水路徑的控制原理圖示。

具體實(shí)施例

本發(fā)明的實(shí)施例是依據(jù)本發(fā)明的原理而設(shè)計(jì)，下面結(jié)合附圖和以下具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述。

如圖1、圖2、圖3及圖4所示，本實(shí)施例的一種分布式供水消火栓管網(wǎng)控制系統(tǒng)，包括連接至消火栓管網(wǎng)的控制閥、控制單元和信號(hào)檢測(cè)單元，所述控制閥用于控制消火栓管網(wǎng)3重構(gòu)，以在分布式供水單元和消火栓2之間形成不同的供水路徑4；所述分布式供水單元有多個(gè)分布設(shè)置的供水單元1組成；所述控制單元包括控制策略，用于根據(jù)信號(hào)檢測(cè)單元獲取的信號(hào)改變控制閥狀態(tài)以獲取所述供水路徑。本實(shí)施例提供了一種對(duì)供水管網(wǎng)根據(jù)使用需求進(jìn)行實(shí)時(shí)重構(gòu)的控制策略，增加了系統(tǒng)的靈活性，提高了系統(tǒng)的相應(yīng)速度，增加了滅火效率。對(duì)于火災(zāi)搶救，響應(yīng)速度的提升顯得尤為重要。消火栓管網(wǎng)可以設(shè)置為縱橫交叉的棋盤結(jié)構(gòu)，并在交叉點(diǎn)位設(shè)置控制閥，控制單元控制控制閥端口的開啟和關(guān)閉以改變水流通過控制閥節(jié)點(diǎn)的流向，達(dá)到供水路徑重構(gòu)的目的。顯然，不管是對(duì)于特定的消火栓與特定的供水單元之間還是任意兩兩節(jié)點(diǎn)之間，都可通過改變控制閥的狀態(tài)實(shí)現(xiàn)多條供水路徑的重構(gòu)。圖2示出了從供水單元1到消火栓2的三條供水路徑4。圖3所示為消火栓A處發(fā)出請(qǐng)求時(shí)，分別從供水單元C和供水單元D處建立的三條供水路徑B。

需要說明的是，本實(shí)施例的棋盤式管網(wǎng)結(jié)構(gòu)(平面拓?fù)浣Y(jié)構(gòu))僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而例舉的實(shí)施例，不因理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。作為所述實(shí)施例的替換，本實(shí)施例還可以將供水管網(wǎng)設(shè)置為立體結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)多層(如多樓層結(jié)構(gòu))分布式供水的管網(wǎng)式消火栓系統(tǒng)。

優(yōu)選實(shí)施例方案，所述信號(hào)檢測(cè)單元包括用于檢測(cè)消火栓的啟用狀態(tài)，所述控制策略包括第一控制策略，所述第一控制策略判定消火栓啟用時(shí)，控制器輸出控制信號(hào)啟用與當(dāng)前啟用的消火栓供水路徑最短的供水單元，并控制供水管網(wǎng)重構(gòu)形成最短供水路徑。最短供水路徑有利于水壓保持、系統(tǒng)穩(wěn)定，并能提高系統(tǒng)的相應(yīng)速度。

優(yōu)選實(shí)施例方案，所述控制策略包括第二控制策略，所述第二控制策略在判定同一時(shí)刻存在多處火災(zāi)和/或同時(shí)啟用多個(gè)消火栓時(shí)，控制器輸出控制信號(hào)控制多個(gè)供水單元以分別向所啟用的多個(gè)消火栓供水。所述同時(shí)使用的不同的消火栓的供水路徑之間相互隔離。根據(jù)需要啟用不同的供水單元在保證輸出效果的同時(shí)降低了系統(tǒng)資源浪費(fèi)，隔離式控制避免了同時(shí)使用時(shí)對(duì)管網(wǎng)壓力等參數(shù)的不利影響，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

優(yōu)選實(shí)施例方案，所述信號(hào)檢測(cè)單元包括供水單元狀態(tài)檢測(cè)組件，所述供水單元狀態(tài)檢測(cè)組件用于檢測(cè)供水單元的當(dāng)前水量和/或故障狀態(tài)信號(hào)，控制策略根據(jù)檢測(cè)到的信號(hào)判斷是否啟用備用供水單元和/或備用供水路徑用作當(dāng)前消火栓供水。所述組件的設(shè)立為系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)高效供水提供了技術(shù)支撐，是分布式供水的管網(wǎng)式消火栓系統(tǒng)的重要技術(shù)之一。

優(yōu)選實(shí)施例方案，所述控制策略包括第三控制策略，所述第三控制策略根據(jù)管道及控制閥安裝情況計(jì)算供水路徑；路徑計(jì)算目標(biāo)包括任一消火栓距離各供水單元的距離最短路徑，和/或第一備用路徑，和/或第一備用供水單元最短路徑。通過優(yōu)化技術(shù)，提供資源得以優(yōu)化，成本得以降低。

優(yōu)選實(shí)施例方案，所述控制系統(tǒng)包括單向止回閥，所述單向止回閥設(shè)置于供水管網(wǎng)只有單向水流流動(dòng)的管道。所述單向供水管是通過系統(tǒng)優(yōu)化分析得出的，當(dāng)然也可以將單向供水管道的數(shù)量作為管網(wǎng)優(yōu)化的條件之一。單向供水管設(shè)置止回閥后就會(huì)簡(jiǎn)化控制閥的控制策略和硬件使用，有利于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性并降低系統(tǒng)成本。

本實(shí)施例的一種分布式供水消火栓管網(wǎng)控制方法，包括以下步驟：

S1、預(yù)設(shè)系統(tǒng)參數(shù)和控制策略；

S2、啟動(dòng)信號(hào)檢測(cè)單元掃描程序，獲取信號(hào)檢測(cè)單元狀態(tài)；

S3、根據(jù)信號(hào)檢測(cè)單元信號(hào)和控制策略輸出控制信號(hào)。

優(yōu)選實(shí)施例方案，所述步驟S1包括以下步驟：

S11、根據(jù)管網(wǎng)布置計(jì)算出各消火栓相對(duì)于各供水單元的所有供水路徑；

S12、根據(jù)供水路徑計(jì)算出生成所述路徑的控制策略；

S13、設(shè)置供水路徑選擇策略，并生成相對(duì)于特定消火栓的距離最短供水路徑、和/或默認(rèn)備選供水路徑；

S14、設(shè)置供水單元選擇策略，并生成相對(duì)于特定消火栓的默認(rèn)供水單元，和/或備用供水單元。

優(yōu)選實(shí)施例方案，所述供水單元選擇策略包括比較全部路徑后將最短路徑對(duì)應(yīng)的供水單元作為第一供水單元，將相鄰的供水單元作為備用供水單元；所述最短路徑作為默認(rèn)供水路徑。

本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到，這里所述的實(shí)施例是為了幫助讀者理解本發(fā)明的原理，應(yīng)被理解為本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于這樣的特別陳述和實(shí)施例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明公開的這些技術(shù)啟示做出各種不脫離本發(fā)明實(shí)質(zhì)的其它各種具體變形和組合，這些變形和組合仍然在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。