一种智能隧道防火系统及控制方法

技术领域

本申请涉及隧道防火设备的技术领域，尤其是涉及一种智能隧道防火系统及控制方法。

背景技术

由于隧道是一种埋置于地层内的工程建筑物，因此隧道内部空间较为密闭，进而需要按照防火要求在隧道内部配置灭火器，并在隧道内部设置相应的防火通道，以减少隧道内部起火时火势蔓延或者人员损伤的情况。

针对上述中的相关技术，发明人认为当隧道内部出现浓烟或者起火时，通过设置在隧道内的灭火器进行灭火，火源处理不及时，容易导致火势进一步扩大。

发明内容

为了改善隧道内火源处理不及时会导致火势蔓延的问题，本申请提供一种智能隧道防火系统及控制方法。

第一方面，本申请提供一种智能隧道防火系统，采用如下的技术方案：

一种智能隧道防火系统，包括：

储存箱，滑动设置于隧道地表之下，所述储存箱内盛装有阻燃胶囊，所述储存箱顶部还开设有通孔；

加热板，安装于所述储存箱内；

图像采集终端，安装于隧道内；

无线控制终端，与所述加热板和图像采集终端均通讯连接，所述无线控制终端响应于所述图像采集终端输出的采集图像，并控制所述加热板升温，以使所述阻燃胶囊受热后通过所述通孔向隧道内释放阻燃气体。

通过采用上述技术方案，图像采集终端向无线控制终端发送采集图像，当无线控制终端识别到采集图像中存在有烟雾或者火焰时，控制加热板升温，使得储存箱中的阻燃胶囊受热后释放阻燃气体，阻燃气体透过隧道地表限制火源的蔓延，进而实现对隧道内火源的快速熄灭，进一步降低了人员损伤的可能性，提高了隧道内部的安全系数。

优选的，所述储存箱侧壁上开设有通槽，所述通槽内滑动设有过滤板，所述过滤板上开设有过滤孔，所述储存箱顶部开设有用于与过滤孔连通的通孔，所述储存箱上设有用于控制过滤板与储存箱相对滑动的控制机构，所述储存箱上还设有用于限制过滤板与储存箱相对位置的限位机构。

通过采用上述技术方案，可通过调节限位机构，使得过滤板可以在储存箱上滑动，再调节控制机构，使得过滤板滑动，进而可以控制向隧道内部释放的阻燃气体的输出量。在对储存箱内部的阻燃胶囊进行补充时，可通过调节限位机构，使得过滤板与储存箱相对固定，再调节控制机构，使得储存箱整体晃动，以实现补充的阻燃胶囊均匀分布在储存箱内，从而阻燃胶囊和加热板充分接触后更易挥发。

优选的，所述限位机构包括穿设于储存箱上的齿条，所述储存箱上转动连接有连接杆，所述连接杆上同轴固定有与齿条啮合的直齿轮，所述隧道地表上开设有供齿条插接的限位槽，所述过滤板上也开设有供齿条插接的定位槽。

通过采用上述技术方案，转动连接杆，由于直齿轮和齿条啮合，因此连接杆转动带动齿条在储存箱上滑动，即可实现齿条插接到限位槽或者定位槽中，即可实现过滤板可以在储存箱内滑动，过滤板也可以与储存箱相对固定。

优选的，所述控制机构包括转动连接于隧道地表内的转盘，所述转盘上转动连接有连杆，所述过滤板侧壁上固定有与连杆转动连接的限位板。

通过采用上述技术方案，转动转盘，转盘转动带动连杆移动，连杆移动带动过滤板滑动或者储存箱整体滑动，即可实现对阻燃气体输出量的调节以及将补充的阻燃胶囊均匀分布在储存箱内。

优选的，所述隧道地表内开设有安装槽，所述安装槽内安装有驱动电机，所述驱动电机上设有连接组件，所述连接组件用于控制连接杆或者转盘转动。

通过采用上述技术方案，通过设置连接组件，可以通过同一驱动源控制过滤板滑动或者储存箱整体滑动，有效提高驱动电机的利用率。

优选的，所述连接组件包括转动连接于隧道地表内的限位套管，所述限位套管内壁开设有第一键槽，所述连接杆上固定有与第一键槽配合的第一连接键，所述限位套管远离连接杆的一端同轴固定有第一锥齿轮，所述驱动电机的输出轴上套设有滑动套管，所述滑动套管内壁开设有第二键槽，所述驱动电机的输出轴上固定有与第二键槽配合的第二连接键，所述滑动套管上固定有用于与第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮，所述转盘上同轴固定有第一带轮，所述安装槽槽壁上转动连接有第二带轮，所述第一带轮和第二带轮通过同步带连接，所述第二带轮同轴固定有第三锥齿轮，所述滑动套管上固定有用于与第三锥齿轮啮合的第四锥齿轮，所述隧道地表内还安装有驱动气缸，所述驱动气缸的活塞杆穿入安装槽内的一端与滑动套管转动连接。

通过采用上述技术方案，可通过调节气缸，使得第一锥齿轮和第二锥齿轮啮合，再调节驱动电机，驱动电机的输出轴转动带动滑动套管转动，滑动套管转动带动第二锥齿轮转动，第二锥齿轮转动带动连接杆转动，即可实现调节齿条滑动。可通过再调节气缸，使得第三锥齿轮和第四锥齿轮啮合，再调节驱动电机，驱动电机的输出轴转动带动滑动套管转动，滑动套管转动带动第四锥齿轮转动，第四锥齿轮转动带动第二带轮转动，由于第一带轮和第二带轮通过同步带连接，因此第二带轮转动即可实现转盘转动。

优选的，所述齿条两端固定有第一磁片，所述限位槽槽底固定有用于与第一磁片吸合的第二磁片，所述定位槽槽底固定有用于与第一磁片吸合的第三磁片。

通过采用上述技术方案，第一磁片和第二磁片配合，减少齿条滑动到限位槽后齿条与限位槽分离的情况，降低过滤板滑动时储存箱晃动的可能性。第一磁片和第三磁片配合，减少齿条滑动到定位槽后齿条与定位槽分离的情况，降低储存箱滑动时过滤板与储存箱相对滑动的可能性。

优选的，所述储存箱上安装有进料管，所述进料管远离储存箱的一端固定有波纹管，所述波纹管远离储存箱的一端与隧道地表固定。

通过采用上述技术方案，通过设置波纹管，减少储存箱在滑动时进料管被拉扯的情况，降低储存箱和进料管分离的可能性，提高储存箱的稳定性。

第二方面，本申请提供一种控制方法，采用如下的技术方案：

一种控制方法，所述方法基于第一方面所述的智能隧道防火系统，包括：

所述无线控制终端获取所述图像采集终端上传的采集图像，所述采集图像由所述图像采集终端定期对隧道进行拍摄得到；

所述无线控制终端根据预设的烟雾模型，提取所述采集图像中的烟雾特征；

所述无线控制终端根据所述烟雾特征，生成烟雾覆盖范围；

所述无线控制终端若识别到所述烟雾覆盖范围超过预设的浓烟覆盖阈值，则向所述加热板发送预存储的控制指令，以使所述加热板升温。

通过采用上述技术方案，无线控制终端可以根据烟雾模型，提取采集图像中的烟雾特征，当烟雾覆盖的范围超过预设的浓烟覆盖阈值时，可以对加热板发送控制指令，以实现对隧道内出现浓烟的区域进行阻燃。

优选的，所述采集图像携带有获取时间；

在所述无线控制终端判断所述烟雾覆盖范围是否超过预设的浓烟覆盖阈值之前，还包括：

所述无线控制终端确定获取时间中的各时间节点所对应的目标烟雾覆盖范围；

所述无线控制终端根据所述目标烟雾覆盖范围，获取相邻所述时间节点的范围变化量；

所述无线控制终端若识别到所述范围变化量超过预设的变化趋势阈值，则向所述加热板发送预存储的控制指令，以使所述加热板升温。

通过采用上述技术方案，无线控制终端基于烟雾特征获取到的时间，确定烟雾的变化量，并通过变化趋势阈值，确定距离图像采集终端较远的且位于隧道内的烟雾，从而实现对隧道内烟雾的识别，以提高控制加热板的准确性。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.图像采集终端向无线控制终端发送采集图像，当无线控制终端识别到采集图像中存在有烟雾或者火焰时，控制加热板升温，使得储存箱中的阻燃胶囊受热后释放阻燃气体，阻燃气体透过隧道地表限制火源的蔓延，进而实现对隧道内火源的快速熄灭，进一步降低了人员损伤的可能性，提高了隧道内部的安全系数；

2.可通过调节限位机构，使得过滤板可以在储存箱上滑动，再调节控制机构，使得过滤板滑动，进而可以控制向隧道内部释放的阻燃气体的输出量。在对储存箱内部的阻燃胶囊进行补充时，可通过调节限位机构，使得过滤板与储存箱相对固定，再调节控制机构，使得储存箱整体晃动，以实现补充的阻燃胶囊均匀分布在储存箱内，从而阻燃胶囊和加热板充分接触后更易挥发。

附图说明

图1是本申请实施例一种智能隧道防火系统的整体结构示意图。

图2是本申请实施例一种智能隧道防火系统的整体流程框图。

图3是本申请实施例一种智能隧道防火系统体现储存箱的结构示意图。

图4是本申请实施例一种智能隧道防火系统体现储存箱内部结构的示意图。

图5是本申请实施例一种智能隧道防火系统体现连接组件的示意图。

附图标记说明：1、图像采集终端；2、无线控制终端；3、隧道地表；31、放置槽；32、限位槽；33、第二磁片；34、安装槽；4、储存箱；41、加热板；42、通槽；43、过滤板；44、定位槽；5、控制机构；51、支撑板；52、转盘；53、连杆；54、限位板；6、限位机构；61、连接杆；611、第一连接键；62、直齿轮；63、齿条；64、第一磁片；7、驱动电机；71、第二连接键；8、连接组件；81、滑动套管；811、第二键槽；82、驱动气缸；83、第一锥齿轮；84、第二锥齿轮；85、限位套管；851、第一键槽；86、第三锥齿轮；87、第四锥齿轮；88、第一带轮；881、同步带；9、进料管；91、波纹管。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。

实施例一：

本申请实施例公开一种智能隧道防火系统。参照图1以及图2，一种智能隧道防火系统包括安装于隧道内壁顶部的图像采集终端1和无线控制终端2，图像采集终端1可以是摄像头，无线控制终端2可以是服务器。隧道地表3内开设有多个放置槽31，每一个放置槽31槽底均安装有储存箱4，储存箱4内部固定有加热板41，加热板41和无线控制终端2通讯连接，使得加热板41可以接收无线控制终端2发送的控制指令，加热板41可以在接收到控制指令后升温。储存箱4内盛装有阻燃胶囊，阻燃胶囊加热后可以释放阻燃气体并透过隧道地表3释放到隧道内，以实现快速熄灭火源。

参照图3，储存箱4侧壁上开设有通槽42，储存箱4上且位于通槽42内滑动设有过滤板43，过滤板43上开设有过滤孔，储存箱4顶部开设有用于与过滤孔连通的通孔。储存箱4上设有控制机构5，控制机构5用于控制过滤板43与储存箱4相对滑动。储存箱4上还设有限位机构6，限位机构6用于限制过滤板43与储存箱4相对位置。

参照图3和图4，限位机构6包括转动连接于储存箱4侧壁上的连接杆61，连接杆61的转动轴线沿储存箱4的长度方向设置。连接杆61位于储存箱4内的一端固定有直齿轮62，储存箱4顶部穿设有与直齿轮62啮合的齿条63。隧道地表3上开设有供齿条63插接的限位槽32，过滤板43上也开设有供齿条63插接的定位槽44，齿条63的两端还固定有第一磁片64，限位槽32槽底固定有用于与第一磁片64吸合的第二磁片33，定位槽44槽底固定有用于与第一磁片64吸合的第三磁片。

参照图3，控制机构5包括固定于放置槽31槽壁上的支撑板51，支撑板51侧壁转动连接有转盘52，转盘52的转动轴线沿储存箱4的宽度方向设置。转盘52远离支撑板51的一侧转动连接有连杆53，过滤板43侧壁上固定有限位板54，连杆53远离转盘52的一端与限位板54转动连接。

参照图3以及图4，隧道地表3上还开设有与放置槽31连通的安装槽34，安装槽34槽底固定有驱动电机7，驱动电机7也与无线控制终端2通讯连接。驱动电机7可以是伺服电机，且内置有相应的程序以执行无线控制终端2发送的控制指令。驱动电机7上设有连接组件8，连接组件8用于控制驱动电机7以驱动连接杆61或者转盘52转动。

参照图4以及图5，为了控制连接杆61转动，连接组件8包括套设于驱动电机7的输出轴上的滑动套管81，滑动套管81内壁开设有第二键槽811，驱动电机7的输出轴上固定有与第二键槽811配合的第二连接键71。隧道地表3内还固定安装有驱动气缸82，驱动气缸82的活塞杆穿入安装槽34内的一端与滑动套管81转动连接，驱动气缸82也与无线控制终端2通讯连接，且内置有相应的程序以执行无线控制终端2发送的控制指令。滑动套管81的外周面上固定有第二锥齿轮84，放置槽31槽壁上转动连接有限位套管85，限位套管85内壁开设有第一键槽851，连接杆61上固定有与第一键槽851配合的第一连接键611，限位套管85远离连接杆61的一端同轴固定有用于与第二锥齿轮84啮合的第一锥齿轮83。

工作时，可通过调节驱动气缸82，使得滑动套管81在驱动电机7的输出轴上滑动，使得第一锥齿轮83和第二锥齿轮84啮合，再调节驱动电机7，驱动电机7的输出轴转动带动滑动套管81转动，由于第一锥齿轮83和第二锥齿轮84啮合，因此第一锥齿轮83转动带动限位套管85转动，限位套管85转动带动连接杆61转动。连接杆61转动直齿轮62转动，在直齿轮62和齿条63啮合的作用下，齿条63可以在储存箱4上滑动。当齿条63向上滑动时，齿条63顶端的第一磁片64与限位槽32内的第二磁片33吸合且齿条63底端的第一磁片64不处于过滤板43内，即可限制储存箱4和隧道地表3之间的相对位置，以便于过滤板43在储存箱4内滑动；当齿条63向下滑动时，齿条63底端的第一磁片64与定位槽44内的第三磁片吸合且齿条63顶端的第一磁片64不处于隧道地表3内，即可限制储存箱4和过滤板43之间的相对位置，以便于通过调节过滤板43以驱使储存箱4整体晃动。

参照图3以及图5，为了控制转盘52转动，连接组件8还包括固定于滑动套管81上的第四锥齿轮87，安装槽34槽壁上转动连接有第二带轮，第二带轮同轴固定有与第四锥齿轮87啮合的第三锥齿轮86。转盘52同轴固定有第一带轮88，第一带轮88和第二带轮通过同步带881连接。

工作时，可通过调节驱动气缸82，使得滑动套管81在驱动电机7的输出轴上滑动，使得第三锥齿轮86和第四锥齿轮87啮合，再调节驱动电机7，驱动电机7的输出轴转动带动滑动套管81转动，由于第三锥齿轮86和第四锥齿轮87啮合，因此第三锥齿轮86转动带动第二带轮转动，第二带轮带动第一带轮88转动，进而转盘52转动，转盘52转动驱使连杆53移动，以实现储存箱4整体或者过滤板43往复滑动。

参照图2以及图3，无线控制终端2可以预先在采集图像中针对各储存箱4所在位置划分隧道地表，并得到相应的划分区域，可以根据图像采集终端1发送的采集图像中烟雾所对应的划分区域，向对应划分区域的加热板41、驱动电机7及驱动气缸82发送控制指令。

参照图3，为了减少储存箱4移动导致波纹管91扯断的情况，储存箱4侧壁上安装有进料管9，进料管9远离储存箱4的一端固定有波纹管91，波纹管91远离储存箱4的一端与隧道地表3固定。

本申请实施例一种智能隧道防火系统的实施原理为：图像采集终端1将采集图像发送给无线控制终端2，当无线控制终端2识别到隧道内存在有烟雾或者火焰时，向加热板41发送控制指令，使得加热板41对储存箱4内的阻燃胶囊进行加热，与此同时，无线控制终端2向驱动电机7及驱动气缸82发送控制指令，驱动气缸82驱使滑动套管81上移，使得第一锥齿轮83和第二锥齿轮84啮合，再调节驱动电机7，驱动电机7的输出轴转动带动滑动套管81转动，由于第一锥齿轮83和第二锥齿轮84啮合，因此第一锥齿轮83转动带动限位套管85转动，限位套管85转动带动连接杆61转动。连接杆61转动直齿轮62转动，在直齿轮62和齿条63啮合的作用下，齿条63向上滑动，齿条63顶端的第一磁片64与限位槽32内的第二磁片33吸合。随后，再调节驱动气缸82，使得第三锥齿轮86和第四锥齿轮87啮合，第三锥齿轮86转动带动第二带轮转动，第二带轮带动第一带轮88转动，进而转盘52转动，转盘52转动驱使连杆53移动，使得过滤板43可以在储存箱4中滑动，使得通孔和过滤孔连通，阻燃气体可以从储存箱4中释放到隧道内，以实现对隧道内火源的快速熄灭。

实施例二：

一种控制方法，包括以下步骤：

步骤100，图像采集终端1定期对隧道进行拍摄，得到采集图像，并向无线控制终端2发送采集图像；

实施中，图像采集终端1定期对隧道进行拍摄录像，得到采集图像，定期可以是10分钟，可以是1小时，也可以是3小时。图像采集终端1将采集图像发送给无线控制终端2。

步骤200，无线控制终端2获取图像采集终端1上传的采集图像。

实施中，无线控制终端2获取图像采集终端1上传的采集图像。

步骤300，无线控制终端2根据预设的烟雾模型，提取采集图像中的烟雾特征。

其中，无线控制终端2预先设定有烟雾模型，无线控制终端2根据训练样本，训练样本可以是各式烟雾的图片，进行模拟训练，得到相应的烟雾模型。

实施中，无线控制终端2根据烟雾模型，提取采集图像中的烟雾特征，烟雾特征可以是烟雾在图像中的边缘轮廓、烟雾的数量、烟雾的颜色等等。

步骤400，无线控制终端2根据烟雾特征，生成烟雾覆盖范围；

实施中，无线控制终端2根据烟雾特征的边缘轮廓，生成烟雾覆盖范围。

步骤500，无线控制终端2判断烟雾覆盖范围是否超过预设的浓烟覆盖阈值。

其中，无线控制终端2还预先设定有浓烟覆盖阈值，浓烟覆盖阈值是烟雾所占采集图像中的比例，具体比例可以是10%，可以是20%，可以是30%。

实施中，无线控制终端2判断烟雾覆盖范围是否超过浓烟覆盖阈值。

步骤600，无线控制终端2若识别到超过，则向加热板41发送预存储的控制指令，以使加热板41升温。

其中，无线控制终端2还预先存储有控制指令，控制指令用于控制加热板41、驱动电机7及驱动气缸82执行相应的动作。

实施中，无线控制终端2若识别到烟雾覆盖范围超过预设的浓烟覆盖阈值，则向加热板41、驱动电机7及驱动气缸82发送预存储的控制指令，以使加热板41升温并且阻燃气体从储存箱4中释放。

可选的，为了提高对距离图像采集终端1较远的区域进行监测，无线控制中段获取到的采集图像还携带有获取时间，在步骤500之前，还包括以下内容：

其中，无线控制终端2预先设定有变化趋势阈值，变化趋势阈值可以是5%，可以是10%，也可以是15%。

实施中，无线控制终端2确定获取时间中的各时间节点所对应的烟雾覆盖范围（即目标烟雾覆盖范围），根据目标烟雾覆盖范围，获取相邻时间节点的烟雾面积的范围变化量。无线控制终端2若识别到范围变化量超过预设的变化趋势阈值，则向加热板41、驱动电机7及驱动气缸82发送预存储的控制指令，以使加热板41升温并且阻燃气体从储存箱4中释放。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。