一种实验室火灾爆炸预警方法及其系统技术方案

一种实验室火灾爆炸预警方法及其系统，该方法包括步骤：采集危险因素核心数据上传到运营控制中心；将危险因素分成五大类核心数据并赋值构建核心数据矢量图；根据核心数据“人”对其他核心数据的影响程度构建影响系数矢量图；根据影响系数矢量图与核心数据矢量图形成指纹图谱并判断出环境所处安全等级；根据环境所处安全等级发出安全警示系统，该系统包括安情采集系统、危情传达与识别系统、危情隔离系统、运营控制中心及智能终端，运营控制中心根据安情采集系统采集的数据进行分析、处理后将应对措施传送至危情传达与识别系统、危情隔离系统，并向智能终端发出安全警示信号。本发明专利技术相较于现有的通风智能化管理，还能将其他安全因素关联起来起到即时预警作用。

A Laboratory Fire and Explosion Early Warning Method and System

【技术实现步骤摘要】
一种实验室火灾爆炸预警方法及其系统
本专利技术涉及火灾爆炸预警
，尤其涉及一种实验室火灾爆炸预警方法及其系统。
技术介绍
实验室安全一直是各国政府高度重视的课题，尤其在中国，近些年随着各大高校、科研机构的火灾、爆炸事故频发，集中暴露出我国实验室普遍存在重大安全隐患。当前我国实验室存在的安全隐患主要表现以下几个方面：(1)通风设备老旧，缺少维护与实时监测，导致通风不达标甚至没有通风，结果实验室产生的危险气体及危险粉尘得不到及时排放，不仅影响实验人员健康，还容易发生安全事故；(2)实验室电路系统设置不专业及老化，缺少专业维护及实时监测，导致超负荷、漏电触电、火灾时有发生，既危害仪器设备同时也危及人身安全；(3)实验室危险化学品存放管理混乱，易燃、易爆化学品存放不规范，使用得不到实时监管，安全防护意识依然薄弱，因危化品产生的事故最为频繁，包括但不限于环境污染、设备腐蚀、人员侵害、爆炸、火灾等；(4)实验室仪器管理维护不当，没有形成常态化维护制度，长期的“重采购、轻运维”现象依然严重，导致大量仪器带病工作，特别是高温、高压等危险级别高的仪器，容易引起爆炸和火灾，例如分析实验室常用的微波消解仪，容易产生爆炸；(5)实验室人员培训没有形成体系，特别是实验室安全培训在国内依然处于起始阶段、不规范阶段，大量的实验室根本就没有安全培训，安全防范与管理意识差，尤其对实验室新手特别是学生，缺乏必要的、基础的实验室安全培训，导致仪器操作不当、危化品使用不当、实验设计存隐患、最终产生事故的案例中很多都有新手的存在，典型的案例是2018年12月北京交通大学3名学生因设计不当造成实验中发生爆炸当场死亡的惨剧。上述的五个方面因素已构成我国实验室安全的严重威胁，科研人员工作环境存在重大挑战，从国家长远战略出发，改善实验室工作环境、提供最基本的安全工作空间，已刻不容缓。针对上述存在的安全隐患，目前行业提供的解决方案主要是从通风上来解决，出现了众多所谓的“智慧实验室管理系统”，侧重于通风的智能化管理，在通风的在线精准监控方面提供了出色的解决方案，可以精确到每个实验室、每个通风口的风速、风量的调控和实时监测而防范安全事故的发生。但是现有方案并未将通风与实验室其他安全因素关联起来，因此即使出现危险状况，现有技术并不能起到即时预警和防范作用。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术所解决的技术问题是现有技术如何结合实验室其他安全因素防范火灾爆炸事故的发生。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是一种实验室火灾爆炸预警方法，包括以下具体步骤：(一)数据采集系统采集实验室的危险因素核心数据并上传到运营控制中心；(二)运营控制中心将采集的危险因素分成五大类核心数据并赋值计分构建核心数据矢量图，具体分步骤如下：(1)将危险因素按照属性分为“空”、“电”、“化”、“仪”、“人”五大类核心数据，其中：所述“空”指室内空气状态，包括室内易燃易爆气体浓度、室内温度、室内湿度、粉尘浓度；通过在线气体传感器监测室内易燃易爆气体浓度、通过在线温度传感器监测室内温度、通过在线湿度传感器监测室内湿度、通过在线尘埃粒子传感器监测粉尘浓度；所述“电”指实验室各种用电设备及线路，包括电流负荷点分布及其温度，通过仪器猫在线电流监测装置监测电流状况，通过在线温度传感器监测插座、线路温度变化情况；所述“化”指实验室中的危化品，包括试剂柜及危险化学品柜中的试剂及气瓶柜中的危险气体，通过在线温度传感器、在线气体传感器、网络摄像头和试剂耗品管理系统来实时监测柜中的环境和存放领用情况；所述“仪”指有火灾、爆炸潜在可能的仪器，包括热源性仪器和危险仪器，所述热源性仪器是指直接用于加热或者温控的设备，包括开放式的热源设备和封闭式热源设备，其中所述开放式的热源设备在失去监控的情况下容易因开放加热过度产生干烧、溢出、过温情况引起火灾，所述封闭式热源设备容易在仪器老化的情况下，温控系统故障导致加热过度引发火灾；所述危险仪器是接直接产生危险因素的仪器，包括直接产生氢气的气体发生器，其在连接故障的情况下极易发生气体泄漏；所述“人”包括安全考核或专业考核不过关、陌生人闯入，对“空”、“电”、“化”、“仪”四大核心数据产生影响，可增加或降低低核心数据数值，具体影响指标包括专业背景、仪器操作、同类实验室工作年限、当日实验室工作时长、实验室工作所处时间段、当日实验室进出次数、当日身体状态、本实验室考核成绩、过往事故记录及实验室进入总人数；(2)对危险因素赋值并计算分值，构建危险因素影响系数矢量图；“空”、“电”、“化”、“仪”核心数据的矢量其包含的影响因子不同，所以最大矢量数值不同，每个影响因子代表一个安全点，每一个安全点都有可能导致最终的火灾或爆炸，必须得到及时有效的监控；核心数据中每个因子分值10分，报警即产生10分；核心数据没有上限，因子越多分值就可能越高，每个用户单位可以根据自己单位的实际情况选择影响因子；“人”对“空”、“电”、“化”、“仪”核心数据的影响系数最大值为100分，为单个核心数据的最大值即该超标预警或安全事故产生完全由人影响的，最小值为零；其中，考核未通过、陌生闯入，影响系数瞬间达到最大值100分，并发出警示；将四个核数形成的四维矢量图用于计算四个方向的核心数据矢量，每个矢量之间的角度相同，即矢量间互为垂直，每个核数中的具体项目称为因子，某个核数的因子数量越大其矢量越大，四维矢量图可以整体反应影响实验室安全的构成要素，且形象直观，便于判断；(三)运营控制中心根据“人”对“空”、“电”、“化”、“仪”核心数据的影响系数构建影响系数矢量图，具体分步骤如下：(1)将“人”对“空”、“电”、“化”、“仪”核心数据的影响系数赋值计分，具体过程如下：“人"对“空”、“电”、“化”、“仪”核心数据的影响系数分为通用系数和对应系数，所述通用系数指的是该影响系数若产生则对每个核心数据都产生矢量，所述对应系数指系数产生时只对对应的核心数据产生矢量，分值产生标准如下：通用系数：同类实验室满3年工作经验，低于加10分；当日实验室工作时长小于等于8小时，高于加10分；实验室所处时间段为非下半夜即0点-6点，下半夜加10分；当日门禁记录进出次数小于等于10次，大于加10分；当日身体发烧加10分；实验室进入总人数密度超过10人/百平米加10分；有事故经历的加10分，无论几人所有影响因子直接加10分；对应系数：物理、电子、精密仪器即机械、化学分别对应气、电、仪、化四核心数据，不对应的加10分；熟悉10种以上仪器，低于加10分；本实验室考核对应科目扣分超3分的相应核心数据加10分；每个单项加分总和除以人数为该单项最后加分；对实验室安全评价系数计算公式如下：物环安全危害系数W＝(W1+W3)(W2+W4)/10(N1-3+N2-4)；实验人员安全危害系数R＝(R1+R3)(R2+R4)/(W1+W3)(W2+W4)；则实验室安全危害系数S＝W+R；上述式中，W为物环安全危害系数，R为实验人员安全危害系数，W1为核心数据“空”的值，W2为核心数据“电”的值，W3为核心数据“仪”的值，W4为核心数据“化”的值，N1-3为“空”核心数据与“仪”核心数据因子总数，N2-4为“电”核心数据与“化”核心数据因子总数，R1为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实验室火灾爆炸预警方法，其特征在于，包括以下具体步骤：(一)数据采集系统采集实验室的危险因素核心数据并上传到运营控制中心；(二)运营控制中心将采集的危险因素分成五大类核心数据并赋值计分构建核心数据矢量图；(三)运营控制中心根据“人”对“空”、“电”、“化”、“仪”核心数据的影响系数构建影响系数矢量图；(四)运营控制中心根据影响系数矢量图与核心数据矢量图共同形成指纹图谱并判断出实验室环境所处安全等级；(五)由运营控制中心根据实验室环境所处安全等级向智能终端发出安全警示。

【技术特征摘要】
1.一种实验室火灾爆炸预警方法，其特征在于，包括以下具体步骤：(一)数据采集系统采集实验室的危险因素核心数据并上传到运营控制中心；(二)运营控制中心将采集的危险因素分成五大类核心数据并赋值计分构建核心数据矢量图；(三)运营控制中心根据“人”对“空”、“电”、“化”、“仪”核心数据的影响系数构建影响系数矢量图；(四)运营控制中心根据影响系数矢量图与核心数据矢量图共同形成指纹图谱并判断出实验室环境所处安全等级；(五)由运营控制中心根据实验室环境所处安全等级向智能终端发出安全警示。2.根据权利要求1所述的实验室火灾爆炸预警方法，其特征在于，步骤(二)具体分步骤如下：(1)将危险因素按照属性分为“空”、“电”、“化”、“仪”、“人”五大类核心数据，其中：所述“空”指室内空气状态，包括室内易燃易爆气体浓度、室内温度、室内湿度、粉尘浓度；通过在线气体传感器监测室内易燃易爆气体浓度、通过在线温度传感器监测室内温度、通过在线湿度传感器监测室内湿度、通过在线尘埃粒子传感器监测粉尘浓度；所述“电”指实验室各种用电设备及线路，包括电流负荷点分布及其温度，通过仪器猫在线电流监测装置监测电流状况，通过在线温度传感器监测插座、线路温度变化情况；所述“化”指实验室中的危化品，包括试剂柜及危险化学品柜中的试剂及气瓶柜中的危险气体，通过在线温度传感器、在线气体传感器、网络摄像头和试剂耗品管理系统来实时监测柜中的环境和存放领用情况；所述“仪”指有火灾、爆炸潜在可能的仪器，包括热源性仪器和危险仪器，所述热源性仪器是指直接用于加热或者温控的设备，包括开放式的热源设备和封闭式热源设备，其中所述开放式的热源设备在失去监控的情况下容易因开放加热过度产生干烧、溢出、过温情况引起火灾，所述封闭式热源设备容易在仪器老化的情况下，温控系统故障导致加热过度引发火灾；所述危险仪器是接直接产生危险因素的仪器，包括直接产生氢气的气体发生器，其在连接故障的情况下极易发生气体泄漏；所述“人”包括安全考核或专业考核不过关、陌生人闯入，对“空”、“电”、“化”、“仪”四大核心数据产生影响，可增加或降低低核心数据数值，具体影响指标包括专业背景、仪器操作、同类实验室工作年限、当日实验室工作时长、实验室工作所处时间段、当日实验室进出次数、当日身体状态、本实验室考核成绩、过往事故记录及实验室进入总人数；(2)对危险因素赋值并计算分值，构建危险因素影响系数矢量图；“空”、“电”、“化”、“仪”核心数据的矢量其包含的影响因子不同，所以最大矢量数值不同，每个影响因子代表一个安全点，每一个安全点都有可能导致最终的火灾或爆炸，必须得到及时有效的监控；核心数据中每个因子分值10分，报警即产生10分；核心数据没有上限，因子越多分值就可能越高，每个用户单位可以根据自己单位的实际情况选择影响因子；“人”对“空”、“电”、“化”、“仪”核心数据的影响系数最大值为100分，为单个核心数据的最大值即该超标预警或安全事故产生完全由人影响的，最小值为零；其中，考核未通过、陌生闯入，影响系数瞬间达到最大值100分，并发出警示；将四个核数形成的四维矢量图用于计算四个方向的核心数据矢量，每个矢量之间的角度相同，即矢量间互为垂直，每个核数中的具体项目称为因子，某个核数的因子数量越大其矢量越大，四维矢量图可以整体反应影响实验室安全的构成要素，且形象直观，便于判断。3.根据权利要求1所述的实验室火灾爆炸预警方法，其特征在于，步骤(三)具体分步骤如下：(1)将“人”对“空”、“电”、“化”、“仪”核心数据的影响系数赋值计分，具体过程如下：“人"对“空”、“电”、“化”、“仪”核心数据的影响系数分为通用系数和对应系数，所述通用系数指的是该影响系数若产生则对每个核心数据都产生矢量，所述对应系数指系数产生时只对对应的核心数据产生矢量，分值产生标准如下：通用系数：同类实验室满3年工作经验，低于加10分；当日实验室工作时长小于等于8小时，高于加10分；实验室所处时间段为非下半夜即0点-6点，下半夜加10分；当日门禁记录进出次数小于等于10次，大于加10分；当日身体发烧加10分；实验室进入总人数密度超过10人/百平米加10分；有事故经历的加10分，无论几人所有影响因子直接加10分；对应系数：物理、电子、精密仪器即机械、化学分别对应气、电、仪、化四核心数据，不对应的加10分；熟悉10种以上仪器，低于加10分；本实验室考核对应科目扣分超3分的相应核心数据加10分；每个单项加分总和除以人数为该单项最后加分；对实验室安全评价系数计算公式如下：物...

【专利技术属性】
技术研发人员：李桂平，张奕伦，
申请(专利权)人：广州仪速安电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44