讨论智能楼宇消防系统自动控制系统设计.doc

1、讨论智能楼宇消防系统自动控制系统设计摘要：随着楼宇建筑的规模越来越庞大，楼宇内部的结构也越来越复杂，在智能楼宇设计系统中，消防自动控制系统不仅仅需要具备火警的检测识别和报警功能，更重要的是需要根据智能楼宇中的火警和火情的情况，对火警和火情进行综合分析，制定出科学合理的智能楼宇自动消防控制流程。 本文对智能楼宇消防系统自动控制系统提出了设计方案。关键词：智能楼宇 消防系统 自动控制 系统设计 中图分类号：D035.36 文献标识码： A 正文： 智能楼宇消防自动控制系统既需要包括对火警的报警，更重要的是能够自动的实现火警的扑灭，并能够通过控制智能楼宇的相关设施和安防设备，有效地控制火势的蔓延，将

2、智能楼宇中的火灾危害控制在最小，同时有效地对智能楼宇中的人员进行疏导，对智能楼宇中的财产进行科学合理的保护，充分体现智能楼宇中的自动化控制效能。 1 智能楼宇消防系统的组成 为了满足智能楼宇的消防应用需求，本文研究的智能楼宇消防系统组成结构比传统的消防组成结构要复杂，其除了包括对火警的检测和报警之外，还包含了其他消防管制火灾扑灭安全逃生等多种辅助的子系统。智能楼宇的消防系统组成结构如图一所示。 图 1 智能楼宇消防系统组成结构 从图一可以看出，组成智能楼宇消防系统的上层的核心为控制计算机，由控制计算机连接了若干台监控终端，用户可以通过监控终端对整个智能楼宇中的消防系统进行巡视，这也是智能楼宇消

3、防系统日常运行过程中，用户与智能楼宇的消防系统进行交互的环境。 并通过监控终端让用户及时的了解和掌握智能楼宇中的消防系统运行状况。 通过控制计算机连接的各应用子系统是智能楼宇消防系统的核心部分。 如图一所示，智能楼宇的各功能子系统主要包括传感器探头系统、自动喷水系统、门禁系统、水源供应系统、视频监控系统、语音监控系统、电力控制系统和生命探测系统。 其中传感器探测系统主要是探测智能楼宇中各种火情火警信息，是整个智能楼宇消防系统的最基础的部分，在本文设计的智能楼宇消防系统中，能够支持的火情探测类型主要包括烟雾探测、温度探测、火焰探测和可燃气体探测。 在具体实施的时候，这些探测器将采用分布式的方式部

4、署在整个智能楼宇中的各个角落，实施地监控智能楼宇中的各种火情信息。自动喷水系统是对整个智能楼宇消防灭火的一个关键子系统。 也是一旦在智能楼宇中发生火灾之后，及时控制和扑灭火灾的重要系统。 整个自动喷水子系统通过大量的喷水终端部署在智能楼宇的各个消防位置，一旦智能楼宇中发生火灾之后，自动喷水系统将在控制计算机的控制下，自动喷射水源，扑灭火灾。 门禁系统是智能楼宇消防系统中的一个重要的辅助部分，一旦发生火灾之后，智能楼宇中的火势很容易在各个房间各个楼层之间迅速蔓延，为了提高智能楼宇的防火安全性，在楼宇建设过程中设置了一定数量的安全防火门，一旦出现火情，智能楼宇的消防系统将根据对火情的监控情况制定防

5、火的隔离措施，并关闭相应的防火隔离门，使得火情能够被控制在有限的范围之内。 除此之外，门禁系统还控制着另外一个通道，即安全逃生通道，一旦发生火灾之后，控制计算机将根据发生火灾的位置及蔓延的区域，及时地打开相应的安全通道，使得智能楼宇中的人员能够进行逃生。 水源供应系统是对智能楼宇中的消防用水进行监测，在平时运转过程中，主要监测智能楼宇中的消防用水供应是否正常，一旦出现火灾，水源供应系统将在计算机的控制下对供应的水源进行合理地调配，使得发生火灾的区域的供水能够得到最大化的满足。 视频监控系统和语音监控系统则是用于人们在智能楼宇出现火情火警的时候能够更好地掌握智能楼宇中的实时状况，通过视频监测能够

6、实时地看到楼宇内部的场景，同时也能够通过与语音系统向智能楼宇内部的人员进行通话、引导楼宇内部的人员选择正确的方式和路径进行逃生。电力控制系统也是配合消防系统进行对智能楼宇中的用电安全情况进行监测，即负责管理智能楼宇内部的用电安全，同时当出现火灾之后，有选择性的切断相应的危险电源。 而对于消防系统必须依赖的电源系统，则给予足够的保障，维护其正常运行。 生命探测系统则是智能楼宇消防系统中的另一个重要补充，一旦在智能楼宇中发生火灾，现场往往十分混乱，这给消防救援带来很大的困难，通过智能楼宇内部的生命探测系统可以实时地掌握智能楼宇中哪些区域哪些位置还有没有及时逃生的人员，有助于引导消防人员对智能楼宇中

7、的被困人员开展施救。 2 自动控制系统设计方案 通过分析智能楼宇中的消防系统的组成结构，可以知道在智能楼宇中消防系统事实上并不是一个单纯的独立系统，而是一个由多个子系统所组成的综合应用系统。 而且在该系统中，有些子系统具有相对明确的规则，可以通过预先制定决策规则进行管理，比如对水源的控制，对门禁系统的控制，其控制规则相对明确，然而有些问题则难以用比较明确的规则进行控制，比如在智能楼宇中一旦出现火灾，多种探测器都将探测到各种不同的火情信息，那么此时智能楼宇中的消防系统如何对这些信息进行处理，究竟应该将哪些区域判定为更严重的火情，则并没有十分明确地规则。 而且在形成消防灭火方案的时候，如何对智能楼

8、宇中发生的多种火情进行科学的调度，如何控制智能楼宇消防系统中的电力控制系统、水源供应系统以及生命探测系统等多种辅助子系统的功能，使得智能楼宇在发生火灾的情况下能够采用最科学最合理的方式对火情进行处理。 为了解决这些问题，本文通过深入研究智能楼宇中的消防系统，根据该消防系统中的组成部分以及各子系统所具备的功能，研究设计了如图二所示的智能楼宇消防自动控制系统组成结构图。 图 2 智能楼宇消防自动控制系统 从该图中可以看出，在智能楼宇消防系统设计的时候，根据智能楼宇消防子系统所具备的功能，将智能楼宇消防控制系统分为两部分所组成，一部分是基于模糊 PID 的智能楼宇消防前端控制系统，另一部分是基于决策

9、树的智能楼宇后端控制系统。 其中，基于模糊 PID 的前端消防子系统，主要通过对智能楼宇中各传感器采集的参数进行模糊处理，判别当前在智能楼宇中是否存在火情和火警，而后端的基于决策树的后端消防处理系统，则主要通过对智能楼宇中的楼层信息、房间分布、水管布线图、电力的布线图以及各种通道的分布图进行综合分析，在智能楼宇发生火灾的时候，制定出科学合理的消防救灾方案，及时地将火情控制在有限的范围之内，并及时地将其扑灭。由于在智能楼宇中，对火灾的处理更多的工作是集中在对火情的监测与预警，因此基于模糊 PID 的前端火情预警系统，是整个智能楼宇消防系统的核心部分，通过前端的预警系统能够准确的掌握智能楼宇中当前

10、是否存在火警，然而，对智能楼宇各种火情预警传感器所得到的数据进行判别时，往往不能够采用简单地规则进行判断，比如智能楼宇中的温度传感器，一旦探测到高于可燃点的温度，则可能会发出火情的预警。 然而，如果仅仅以此作为预警的条件，则在火情预警的过程中，很容易出现误报，因为在智能楼宇中哪怕是正常的超出可燃点的温度时，都有可能会触发整个智能楼宇的预警动作。 而且如果在前端产生虚假的预警信息，则可能会导致消防系统的后端处理系统做出进一步的错误的动作，如自动打开喷水系统、自动启动消防系统的应急预案等。 因此针对本文设计的智能楼宇消防系统自动控制设计方案中，对基于模糊 PID 的前端消防控制系统是关键。 3 总

11、结 消防系统是智能楼宇中的非常重要的安防系统，提高智能楼宇中消防系统智能化程度，能够有效地提高智能楼宇的安全性。 目前智能楼宇中安防系统的研究和实现还更多地是集中在传统的监测及响应的阶段，即通过监测智能楼宇中存在的火情火险，然后再按照预先设定的规则，启动相应的消防措施。 这种简单地监测与响应的规则，智能化程度不高，在实际应用过程中，往往不能够最科学合理地制定火情控制方案，也不能够最有效地对智能楼宇中的人员和财产进行保护。 本文通过研究和实现基于模糊 PID 的智能楼宇的智能消防系统，具有控制效率高，响应速度快的优点，对提高智能楼宇的安全程度和自动化程度，都有着十分重要的意义。 这也是未来智能楼宇研究和建设的一个重要发展方向。 参 考 文 献 1高晓峰。 AV 系统在智能化楼宇中的应用J 。 智能建筑与城市信息，2010( 4) : 20 22。 2廉小亲，等。 基于 WebAccess 的智能楼宇监控系统J 。 计算机工程与设计，2008，29( 24) : 6382 6385。 3周洪煜，陈小健，陈孜虎。 变水量与变风量的中央空调节能控制策略J 。 控制工程，2011，18( 3) : 474 478。