一种消火栓箱智能监控系统的制作方法

本发明涉及消防安全监控，尤其涉及一种消火栓箱智能监控系统。

背景技术：

1、隧道作为一种狭长且封闭的地下交通设施，其消防安全至关重要。根据相关设计规范，隧道内需沿线密集布设消火栓箱，例如，一条10公里的特长隧道，单侧布设的消火栓箱数量可达数百个。这些消防设施的完好性和可用性，直接关系到火灾发生时人员的生命安全与消防救援的效率。传统的依赖人工定期巡检的方式，存在巡检周期长、无法实时发现故障、维护成本高等诸多弊端。

2、随着物联网技术的发展，针对消火栓箱的智能监控系统应运而生。现有的一些方案，例如采用星型网络通信架构，将各个消火栓箱终端的数据直接发送至洞口的基站。此类方案在开阔场景下或可适用，但在隧道这种特殊环境中，由于隧道自身的弯曲结构、通行车辆的信号屏蔽以及钢筋混凝土衬砌对无线信号的严重衰减，导致隧道深处的终端设备常常无法与洞口基站建立稳定可靠的通信连接，造成数据传输中断，形成监控盲区。

3、此外，现有系统在异常判断逻辑上也存在局限性。它们大多采用简单的阈值触发式报警机制，即一旦传感器采集的数值超出预设阈值便立即上报报警。然而，在隧道实际运营环境中，车辆正常通行引起的箱体震动、运维人员例行检修时开启箱门等行为，均会触发此类报警，导致系统产生大量误报。这种报警疲劳现象会使管理人员对系统的信任度下降，反而可能忽略真正紧急的火灾报警。

4、当隧道内不幸发生火灾时，现场往往伴随着断电、浓烟弥漫等恶劣情况，能见度极低。现有系统在发现异常后，通常仅以被动通知的方式，向管理中心推送一条位置信息。救援人员即便接收到通知，也难以在浓烟中快速、准确地定位到可用的消火栓箱，面临知道位置却找不到设备的实战困境。综上所述，现有技术在隧道这一特定场景下，仍存在通信可靠性低、误报率高、应急响应手段被动等技术问题亟待解决。

5、中国专利申请公开号：cn108153203a，公开了一种lora星型网络结构的消火栓箱异动实时监控系统，属于物联网领域。本发明包括基于lora的智能消火栓箱锁，lora基站，云端服务器，终端系统。所述基于lora的智能消火栓箱锁用于监测消火栓箱异动情况，当检测到异动时，将消火栓的位置信息通过lora通信模块发送到附近基站。所述lora基站基于sx1301芯片模块，能够接收附近5km范围内的lora终端发来的数据，并将数据通过mqtt协议将数据上传至云端服务器；所述云端服务器和可以将数据传送到消防分区或者小区物业等终端设备，告知管理者消火栓箱被打开，管理者可以根据消火栓锁的唯一标识id识别异动的消火栓箱。由此可见，上述现有技术存在无法解决隧道狭长环境下消火栓箱状态数据传输不可靠、常规干扰导致的误报率高、以及火灾时缺乏主动引导手段等技术问题。

技术实现思路

1、为此，本发明提供一种消火栓箱智能监控系统，用以克服现有技术中隧道狭长环境下消火栓箱状态数据传输不可靠、常规干扰导致的误报率高、以及火灾时缺乏主动引导手段等问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种消火栓箱智能监控系统，包括：

3、数据采集与传输单元，其用以获取沿隧道纵向分布的各消火栓箱的运行状态参数，包括箱门开闭状态、消防水枪在位状态、消防水带在位状态、管道水压、环境温度和箱体震动；

4、报文数据获取单元，其用以获取隧道运营相关的上下文数据，包括运维检修计划数据和交通流量监测数据；

5、异常甄别单元，用以基于所述运行状态参数以及与隧道运营相关的上下文数据，对所述各消火栓箱的异常状态进行甄别，并生成高可信度异常事件；

6、风险评估单元，用以基于若干所述高可信度异常事件的空间分布确定异常事件组，并基于若干所述高可信度异常事件的内部特征确定异常事件组的风险等级；

7、响应控制单元，用以响应于所述异常事件组判定为最高风险等级，向所述异常事件组所在地理范围内的各消火栓箱发送物理引导信号，以及基于各消火栓箱的反馈信号验证所述物理引导动作的执行状态；

8、消火栓箱引导单元，其设置在各消火栓箱上，用以基于所述物理引导信号控制所述消火栓箱执行对应的物理引导动作。

9、进一步地，所述异常甄别单元用以根据与所述异常状态相关的上下文数据，剔除由计划内作业或常规交通干扰引起的非真实异常事件。

10、进一步地，所述异常甄别单元剔除非真实异常事件包括：

11、当异常事件为箱门开启异常，调用该消火栓箱编号所对应的运维检修计划数据，若该箱在检修计划内，则判定为非真实异常事件并剔除；

12、当异常事件为震动异常，调用该消火栓箱所在区段的当前交通流量监测数据，若该区段存在车辆通行记录且震动持续时间与车辆通行时间窗口重合，则判定为非真实异常事件并剔除。

13、进一步地，所述风险评估单元基于所述高可信度异常事件确定对应的地理范围，以确定对应的各消火栓箱在隧道内的纵向位置坐标，将纵向间距小于预设间距阈值的各所述高可信度异常事件归并为同一异常事件组。

14、进一步地，所述风险评估单元还用以根据所述异常组的内部特征确定对应的风险等级；

15、其中，所述内部特征包括所述异常组内包含的所述高可信度异常事件的数量和所述高可信度异常事件的类型种类。

16、进一步地，所述消火栓箱引导单元控制所述消火栓箱执行对应的物理引导动作包括：

17、基于判定为最高风险等级的所述异常事件组，确定对应异常事件组的中心位置的预设空间范围内的各消火栓箱，并触发对应消火栓箱的声光报警装置的声光引导启动。

18、进一步地，所述响应控制单元基于各消火栓箱的反馈信号验证所述物理引导动作的执行状态包括：

19、接收响应于所述声光引导启动指令的启动确认信号；

20、根据所述启动确认信号的接收时间，确定失效的消火栓箱。

21、进一步地，所述数据采集与传输单元用以通过沿隧道纵向布设的各中继节点，将所述各消火栓箱采集的所述运行状态参数以多跳中继方式汇聚至一中心处理模块。

22、进一步地，所述异常甄别单元还用以：

23、当异常事件为水压异常，调用该消火栓箱沿隧道纵向相邻的前后各至少一个消火栓箱的管道水压，若相邻消火栓箱的水压数据与各自预设水压阈值的差值均不超过设定偏差范围，则判定为非真实异常事件并剔除。

24、进一步地，所述响应控制单元还用以：

25、响应于判定结果为非最高风险等级的所述异常事件组，向所述异常事件组对应的各消火栓箱发送状态自检指令；

26、接收响应于所述状态自检指令重新上报的运行状态参数，验证所述异常事件组中异常的持续性。

27、与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过采用链式多跳中继的通信架构，数据沿隧道纵向逐级接力传输，能够有效克服隧道狭长空间对无线信号的屏蔽和衰减，从而解决隧道深处设备的通信盲区问题，进而显著提升数据采集的可靠性和完整性。

28、进一步地，本发明通过引入并关联外部上下文数据，如运维检修计划和实时交通流量数据，建立异常甄别机制，从而能够有效过滤掉因计划内检修作业、车辆正常通行等常规活动引发的非真实报警，进而从源头上大幅降低系统的误报率，使管理人员聚焦于真正需要关注的异常事件。

29、进一步地，本发明通过对高可信度的异常事件进行空间聚类和风险等级评估，实现了从孤立告警点到结构化风险事件组的认知升级。当判定为最高风险等级时，系统不再仅被动地推送一条文本信息，而是主动触发事发地附近各消火栓箱的声光报警装置，形成一个物理引导区域。这种从被动通知到主动引导的形式转变，能够在火灾、断电、浓烟等恶劣环境下，为现场救援人员提供清晰、有效的物理定位指引，从而能够极大地提升应急响应的效率和效果。

30、进一步地，本发明通过构建响应与验证的闭环控制逻辑，无论是对最高风险事件的物理引导动作执行状态的确认，还是对中低风险事件的自检复核，都设计了反馈验证环节。不仅能确保应急指令被有效执行，及时发现失效设备，还能使系统具备自我修正能力，从而避免因瞬时错误导致的持续误判，进而能够保证整个监控系统长期运行的稳定性和可靠性。