基于激光导航的应急疏散与救援指挥系统申报书.doc

序号： 编码：2011300103610Ba20001第十二届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛作品申报书作品名称： 基于激光导航的应急疏散与救援指挥系统 学校全称： 安徽理工大学 申报者姓名（集体名称）： 杨骏 类别：自然科学类学术论文 哲学社会科学类社会调查报告和学术论文 科技发明制作A类 科技发明制作B类 报送方式：省级报送作品高校直送作品A1申报者情况（个人项目）姓 名杨骏性别男出生年月1991-02-02申报者情况学校全称安徽理工大学专 业安全工程现学历本科年级二年级学制 4年入学时间2009作品全称基于激光导航的应急疏散与救援指挥系统毕业论文题目无通讯地址安徽省淮南市舜耕中路168号邮政编码232001单位电住地通讯地址安徽省淮南市舜耕中路168号邮政编码232001住宅电作者情况姓 名性别年龄学历所在单位石晓露女21本科安徽理工大学电气与信息工程学院张箫剑男21本科安徽理工大学能源与安全学院资 格 认定学校学籍管理部门意见是否为2011年7月1日前正式注册在校的全日制非成人教育、非在职的各类高等院校学生（含专科生、本科生和研究生）。是 否若是，其学号为： （签章） 年 月 日院系负责人或导师意见本作品是否为课外学术科技或社会实践活动成果是 否 负责人签名： 年 月 日B3申报作品情况（科技发明制作）作品全称基于激光导航的应急疏散与救援指挥系统作品分类（A） A机械与控制（包括机械、仪器仪表、自动化控 制、工程、交通、建筑等） B信息技术（包括计算机、电信、通讯、电子等） C数理（包括数学、物理、地球与空间科学等） D生命科学（包括生物、农学、药学、医学、健 康、卫生、食品等） E能源化工（包括能源、材料、石油、化学、化 工、生态、环保等）作品设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标一、作品设计发明的目的在各种灾害中，火灾是最经常、最普遍地威胁公众安全和社会发展的灾害之一，也是造成群死群伤事故的最主要灾害之一。本作品有效的解决了楼宇、隧道及公共场所火灾时期被困人员疏散和应急救援的难题：实现了对建筑物的实时动态监控，根据烟感、温感等反馈的数据，结合内置电子地图等信息自动计算出最佳疏散、救援路线并控制激光引导设备工作，安全迅速引导人员疏散，最大程度降低人员伤亡。二、创新点实现了对建筑物的实时动态监控，结合内置的建筑物电子地图、引导策略等信息自动计算出最佳的疏散、救援路线并控制激光引导设备工作，安全迅速的引导人员疏散撤离，最大程度上降低人员的伤亡。系统具备救援指挥功能，在引导被困人员疏散的同时引导外部救援人员进入，通过系统动态监控平台将实时火情、被困人员位置等信息及时传递至救援指挥人员，及时有效的引导救援人员解救被困者。利用激光亮度高、穿透性强、易于识别的特点，在烟雾中形成多条醒目的动态光通路，易于识别，解决了当前使用的引导设备无法在烟雾环境中有效引导的缺陷。基于多层控制网络的实时监控平台将引导设备、传感器、供电设备有效连接起来，保障了恶劣条件下信息的有效传输及处理。系统可以接入其它外部系统。三、主要技术指标激光波长为532nm；功率35100mW；步进电机式扫描振镜，采用42BYGH34两相步进电机，步距角1.8，相电压12v；高速扫描振镜：扫描范围水平20，垂直20，25KHz。作品的科学性先进性（必须说明与现有技术相比，该作品是否具有突出的实质性技术特点和显著进步。请提供技术性分析说明和参考文献资料）本作品实现了对建筑物的实时监控，通过探测器采集火场动态信息，并针对其生成安全、迅速的引导路线，解决了当前消防系统疏散标志设置混乱、易被误识别、引导效率低的缺陷。传统的LED及气体灯产生的光线对烟雾穿透力差。少数采用了激光作为光源的设备，通过全息镜片投射出的图案使激光束发散，丧失了激光束聚集的特性，适应性差，降低了对烟雾的穿透性。本作品利用激光高聚集、亮度高、易于识别的特性，将其根据丁达尔效应在烟雾中形成的醒目的光通路作为引导信号，符合人趋光性的本能。通过振镜扫描系统的高速偏转形成数量和方向可控的放射状引导光束，有较强的适应性，并可针对实际情况实时调整。本系统可联动建筑物内的其它安全系统，接收其传递的警报、被困人员位置等信息。外部人员根据实时监控平台了解火情，指挥疏散与救援工作的进行。科技查新结果表明，本项目系统根据火场信息，结合内置的电子地图，生成控制激光引导设备的疏散路线与救援路线，并实时调整疏散路线与救援路线设计，所检文献中未见有报道。作品在何时、何地、何种机构举行的评审、鉴定、评比、展示等活动中获奖及鉴定结果1.本作品的核心技术于2011年1月5日获得国家知识产权局专利授权；2.本作品于2011年5月获得第X届“挑战杯”XX省大学生课外学术科技作品竞赛特等奖；3.本作品于2011年6月在XX省科学技术情报研究所进行科技查新，本项目系统根据火场信息，结合内置的电子地图，生成控制激光引导设备的疏散路线与救援路线，并实时调整疏散路线与救援路线设计，所检文献中未见有报道。作品所处阶段（B） A实验室阶段 B中试阶段 C生产阶段 D （自填）技术转让方式本项目已申请国家专利，可以通过专利进行技术转让。作品可展示的形式实物、产品 模型 图纸 磁盘 现场演示图片 录像 样品使用说明及该作品的技术特点和优势，提供该作品适用范围及推广前景的技术性说明及市场分析和经济效益预测1.本作品的技术特点和优势基于激光导航的应急疏散与救援指挥系统是目前唯一采用扫描激光作为引导信号，具备最佳疏散路线动态规划与救援指挥功能的消防联动系统，兼备火灾报警、火场实时信息采集处理、外部信息交换控制等功能。其有效解决了传统设备在烟雾环境下无法有效引导疏散与救援指挥的问题，通过实时监控平台可生成最佳疏散和救援路线，同时具备的扩展接口可以整合多套外部消防系统实现联动控制。2.本作品的适应范围及推广前景该技术已获得国家专利。本系统将提高现有消防引导疏散系统的水平，进一步降低火灾事故中人员的伤亡率，因而对于消防安全技术领域有较大的促进和提高作用。从投入上看，一栋高层建筑，其消防设备、产品的投入约占总投资的3%-5%，2010年仅XX省消防市场规模就超过10亿元。目前，针对烟雾环境下的应急疏散与救援指挥系统市场处于空白。本系统主要应用在人员密集的大型公共建筑场所，例如：体育场馆、会展中心、地铁站及火车站。具有广阔的推广应用前景。专利申报情况提出专利申报 申报号 申报日期 年 月 日已获专利权批准 批准号ZL201020155507.1 批准日期 2011年 1 月 5 日 未提出专利申请科研管理部门签章（签章） 年 月 日C当前国内外同类课题研究水平概述基于激光导航的应急疏散与救援指挥系统是目前唯一采用激光生成引导信号的消防疏散引导系统，兼具有救援指挥、火灾报警、火场实时信息采集处理、外部信息交换控制等一体化的消防系统。目前广泛应用的应急灯、安全出口标示牌等疏散引导设备，采用照明标志作为引导信号。其产生的发光文字、标志或照明光线存在烟雾等环境下照度低、穿透力差、可识别性差的问题。针对此缺陷，现有研究方向仍是以更换光源（例如LED光源），提高照度为主。其在疏散引导中使用发光文字等引导标志，火场中的被困人员在心理极度恐慌中容易对文字等信息产生误读，无法正确迅速的撤离，不利于疏散逃生。少数使用激光作为照射光源的引导设备，其主要工作方式为激光束通过照射全息镜片，将引导图形或文字等信息投影至墙壁或地面上，在一定程度上提高了引导标志的可视度。但其投影使激光发散，降低了能量密度，在烟雾环境中不能达到预期的工作效果。同时使用的全息镜片不易更换，引导标志单一，应用有着一定的局限性。目前的消防疏散引导系统功能较单一，现有的消防系统将探测器报警系统与疏散引导系统分开设置，一般只能控制引导设备的开启与保障供电。实际环境中，引导设备安装、使用混乱，没有对引导设备形成统一的监控控制，亦不能针对实际火情生成安全、迅速的疏散路线，同时未针对消防救援工作做出统一指挥。本作品中具有自主知识产权的“可编程性激光引导应急疏散装置”，利用双轴激光扫描振镜生成方向、数量可控的多束激光，将其在空气中形成的光通路作为引导信号，人员由于趋光性本能引导向光源处移动。本技术可以针对疏散、救援路线设计的需要，调整引导光束的方向、数量，避开通道内的火源等危险区域。科技查新表明，本项目系统根据火场信息，结合内置的电子地图，生成控制激光引导设备的疏散路线与救援路线，并实时调整疏散路线与救援路线的设计，所检文献中未见有报道该技术将有助于火灾等事故中的人员疏散逃生、救援指挥和环境监测，对降低火灾事故中人员的伤亡率有较大的促进作用。专利检索结果表明，该技术具有创新性、新颖性，同时该技术将有助于火灾等事故中的人员疏散逃生、救援指挥和环境监测，对降低火灾事故中人员的伤亡率有较大的促进作用。D推荐者情况及对作品的说明推荐者情况姓 名张永明性别男年龄 50职称教授工作单位中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室通讯地址安徽省合肥中国科学技术大学火灾科学国家重点实验实邮政编码230026单位电宅电荐者所在单位签章（签章） 年 月 日请对申报者申报情况真实性做出阐述该作品属作者独立研究成果，申报者申报情况真实。请对作品的意义、技术水平、适用范围及推广前景做出您的评价作品针对火灾事故中由于烟雾中毒窒息造成人员群死群伤的实际问题，研制出基于激光扫描的火灾人员疏散与应急救援联动系统，整体技术在国内属于领先水平。适用于大型公共建筑火灾条件下人员疏散与应急救援，为降低财产损失和人员伤亡提供保障，具有很好的推广前景。其它说明张永明，中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室教授，博士生导师。推荐者情况姓 名刘泽功性别男年龄50职称教授工作单位安徽理工大学通讯地址安徽省淮南市舜耕中路168号邮编232001单位电宅电荐者所在单位签章（签章） 年 月 日请对申报者申报情况的真实性做出阐述该作品属作者独立研究成果，申报者申报情况真实。请对作品的意义、技术水平、适用范围及推广前景做出评价目前，国家对消防安全越来越重视，该技术成果有助于火灾事故时期的人员疏散和救援指挥，降低人员的伤亡率，因而对于安全技术领域有较大的促进和提高作用。其它说明刘泽功，教授，博士生导师，安徽理工大学副校长。学校组织协调机构确认并签章（签章） 年 月 日校主管领导或校主管部门确认并签章我单位经自查，承诺该作品符合挑战杯申报作品的要求，接受竞赛组委会抽查。（签章）年 月 日各省（区、市）评审委员会初评意见（签章）年 月 日各省（区、市）组织协调委员会审定意见 团 委 科 协 教 育 厅 学 联（签章） （签章） （签章） （签章）年 月 日E全国组织委员会秘书处资格和形式审查意见