用于高海拔长大隧道的紧急救援站疏散通道智能应急照明系统

本发明涉及轨道交通领域，具体为用于高海拔长大隧道的紧急救援站疏散通道智能应急照明系统。

背景技术：

1、随着我国铁路行业的发展，高原地区铁路线路逐渐开通，由于地势复杂、山脉众多，高原地区的铁路线路中存在较多的长大隧道，长大隧道通常指的是长度超过1km的隧道，部分长大隧道甚至可以达到数十公里，高原地区的长大隧道在线路中的占比可达70％以上。同时随着海拔的升高，气候条件逐渐严酷，低压、低温、低氧环境的出现降低了人的运动能力，在长大隧道中，由于长期的封闭环境，气候环境将更为恶劣，如果列车运行过程中出现了突发事故，疏散的难度显著增大，因此为了应对可能出现的及状况，在高原长大隧道中通常设置有紧急救援站，紧急救援站是隧道安全系统中的重要组成部分，指在隧道内预设的、具备一定救援功能的区域，用于在发生紧急情况时为乘客和工作人员提供避难所和救援服务。这些救援站通常配备有基本的医疗设备、通讯设备和其他救援工具，同时还设有疏散走道，以便在紧急情况下快速疏散人员。

2、现有技术中，在发生紧急事故时，由于车内乘员较多，疏散的区域较为狭长，且走道与列车存在一定的高度差，这就导致疏散效率较低，同时在乘员疏散至通道内时，在紧急事故中的路径决策容易受到周围人恐慌情绪以及环境因素的影响，当前紧急救援站内灯光设置较为统一，若发生紧急事故，乘员疏散过程中无参照，若引导不及时，将会造成巨大的生命财产安全损失。同时研究显示，在人员疏散的过程中，对于疏散的高亮区域有额外的关注，在低能见度的环境中，高亮区域通常被人们认为是疏散的安全区域或者安全出口的标志，会将其作为目标点，朝该区域进行移动。照明系统需要根据疏散过程的实际情况进行智能调整，以满足疏散的实际需求，提高疏散效率，确保乘员的安全疏散，目前的照明系统无法起到引导作用。

3、因此，需要设计一种可用于高原长大隧道的紧急救援站疏散通道的应急照明系统，用来解决现有目前的照明系统无法起到引导作用；可以根据疏散过程实施调控疏散策略，智能调节灯光与隧道内不同区域的照度，引导人员快速疏散。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供用于高海拔长大隧道的紧急救援站疏散通道智能应急照明系统，以解决上述背景技术中提出的现有目前的照明系统无法起到引导作用；可以根据疏散过程实施调控疏散策略，智能调节灯光与隧道内不同区域的照度，引导人员快速疏散。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：用于高海拔长大隧道的紧急救援站疏散通道智能应急照明系统，所述系统包括：

3、基于环境监测设备的危险因子预测模型，通过测试设备对疏散通道内的环境参数进行监测，监测分为不同区域，将不同区域的内的监测结果进行统一；

4、基于视频信号的区域乘员疏散效率预测模型，通过视频信号分析得到不同区域的乘员疏散趋势，并换算出实时的疏散速度，汇总为疏散效率，视频信号通过摄像头采集，摄像头安装在悬挂架中，悬挂架的内部插接有连接座，连接座的两侧均设有电动推杆，电动推杆的活塞杆牵引升降板，升降板的顶面固定有伺服马达一，伺服马达一驱动转动架转动，转动架的内部转动连接有摆动架，摆动架的内部插接有摄像头，悬挂架的底面插接有安装板，安装板的一侧安装有清理板，清理板对缩进悬挂架内部的摄像头的镜头清理，悬挂架的外壁固定有灯条，且悬挂架的底端套设有透明罩；

5、基于区域信号融合的智能应急照明系统，把输出结果融合至智能应急照明系统中，系统自动根据其实的拥堵水平、危险程度以及疏散效率的高低，调整此时通道内不同区域的照明程度。优选的，所述基于环境监测设备的危险因子预测模型通过环境参数检测模块在疏散通道内设置多种传感器来监测环境参数；通过温度参数检测系统，使用热电阻温度传感器对不同区域内的温度进行测试，同时测试不同区域内的热辐射强度结果，测试出每个区域内的表面热能量；通过空气流速检测系统，使用风速传感器得到区域内的实时空气流速，声音传感器将测量得到区域的噪声水平；

6、通过危险因子预测，对于火灾危险程度，结合温度和热辐射的监测结果，使用逻辑回归算法进行火灾危险程度的预测，输出为不同等级的火灾危险程度；对于拥堵危险程度，根据空气流速和噪声水平的监测结果，使用支持向量机机器学习算法进行拥堵程度的预测，输出为不同等级的拥堵危险度；

7、综合评估区域内的危险程度指数，将火灾危险程度和拥堵危险度进行加权融合，权重的确定通过模拟火灾实验中的数据结果进行优化，使用优化算法来找到最适合危险程度计算的参数，最终输出为一个综合的区域危险程度指数，为后续的区域参数融合提供基础。

8、优选的，所述基于视频信号的区域乘员疏散效率预测模型，通过视频数据收集在通道内隔固定距离布置摄像头，用于捕捉疏散过程的视频数据以进行后续处理；

9、进行乘员疏散特征提取，使用ffmpeg工具以30fps的速率从视频中提取关键帧，转换成图像格式，并应用背景减除算法如改进的高斯混合模型分离运动目标与背景，提取出人员运动信息；利用深度学习的对象检测算法，使用ssd网络对图像中的人员进行检测，并通过sort或deepsort算法对检测到的人员进行实时跟踪，确保在连续帧中的一致性标识，通过跟踪人员在连续帧中的位置变化，计算每个人员的平均移动速度，以及特定区域内的平均疏散速度，并利用跟踪数据分析区域内的疏散趋势；

10、进行疏散特征融合及疏散效率可视化，对提取的疏散速度、疏散趋势等特征进行量化和标准化处理，使得各特征具有相同的量度标准；将实时计算的疏散效率以热力图的形式可视化，使用python中的matplotlib库，将计算得到的疏散效率以热力图的形式展示；

11、进行区域疏散策略调整，根据实时的疏散效率可视化结果，动态调整疏散策略，同时实时监控疏散效率的变化。

12、优选的，所述基于区域信号融合的智能应急照明系统，通过智能照明系统，根据实时监测到的拥挤程度和危险程度动态调整照明强度和颜色，在保证通道内各个区域的照度满足基本要求的情况下，按照疏散效率高度进行调整。

13、优选的，所述悬挂架呈“t”字形圆筒结构，悬挂架的顶板底面居中固定有限位座，连接座呈倒置的“凸”字形柱体，连接座插接在限位座的内部，连接座的顶板两侧均开设有定位插槽，定位插槽的颞部插接有连接插板，连接插板插入定位插槽的一端底面设有斜面，连接插板贯穿穿口，穿口开设在限位座的侧板上，穿口的一端固定有拉环，拉环上栓接有牵引绳，牵引绳的一端贯穿线孔后固定在牵引柄的表面，线孔开设在悬挂架的侧板上，牵引柄插接在嵌装槽中，嵌装槽开设在悬挂架的外壁，嵌装槽和线孔连通，牵引柄呈半球形结构，牵引柄的圆面上开设有抓取槽，抓取槽的两个侧壁之间固定有拉杆，连接插板的另一端开设有缺槽，缺槽的内部插接有挡条，挡条固定在穿口的两个平行分布的侧壁上，挡条和缺槽之间固定有橡胶夹块，橡胶夹块的长边长度小于挡条的长边长度，挡条的表面开设有椭圆口，椭圆口的内部固定有两个弹性撑条，弹性撑条呈圆弧形条，两个弹性撑条关于椭圆口的圆心对称分布。

14、优选的，所述连接座的两侧均固定有承托架，电动推杆固定在承托架的内部，电动推杆的活塞杆贯穿承托架的底板后固定在拼装块的顶面，拼装块插接在拼装槽中，拼装槽开设在升降板的表面，拼装槽的内部固定有连接片，连接片的表面螺接有连接螺杆，连接螺杆贯穿连接片后螺接在拼装块的表面。

15、优选的，所述转动架呈“u”字形板状结构，转动架的顶面固定有转动座，转动座呈“t”字形圆环板，转动座的顶端转动连接在限位转槽中，限位转槽呈环形槽，转动座的管体上套设有防脱挡环，防脱挡环呈“凸”字形圆环板，防脱挡环的顶端插入限位转槽中，升降板的底面固定有围护环，围护环呈环形板状结构，围护环套设在防脱挡环的外侧，围护环的外环面螺接螺钉，用于连接围护环和防脱挡环，防脱挡环的内部设有储油腔，防脱挡环的顶面嵌装有吸油棉环，吸油棉环突出防脱挡环的顶面，吸油棉环的上方套设有橡胶套，橡胶套固定在防脱挡环的顶面，橡胶套的表面开设有多个渗油微孔，吸油棉环的底面固定有吸油棉芯，吸油棉芯贯穿防脱挡环的顶板后伸入储油腔中，吸油棉芯呈“凸”字形圆柱，吸油棉芯的阶梯面上开设有渗油槽，渗油槽呈环形槽，一个螺钉的表面开设有注油孔，注油孔贯穿防脱挡环的外环板，注油孔的内部固定有橡皮封块。

16、优选的，所述摆动架呈方形框体结构，摆动架的两侧均固定有悬挂轴，两个悬挂轴分别转动连接在转动架的两个平行分布的侧板上，一个悬挂轴传动连接伺服马达二的动力输出端，伺服马达二固定在转动架的表面，摆动架的顶板底面固定有橡胶塞条，橡胶塞条夹持在摄像头和摆动架之间，摆动架的底面开设有预留口，预留口设有两个，两个预留口贯穿摆动架的底面中心对称分布，预留口的内部插接有夹持块，夹持块的顶面固定有弹力带，弹力带的两端均固定在摆动架的底板顶面，夹持块的底端两侧均设有圆弧面，摆动架的底面居中固定有限位轴，限位轴呈“t”字形圆柱结构，限位轴贯穿挡板，挡板和摆动架之间夹持有橡胶垫片，橡胶垫片固定在摆动架的底面，且夹持块的底端固定有两个橡胶挡条一，挡板挤推夹持块夹持摄像头时，挡板处于两个橡胶挡条一之间，且橡胶塞条受压产生弹性形变。

17、优选的，所述悬挂架的底面开设有安装槽，安装槽的顶面固定有螺杆，螺杆和安装槽的高度相等，螺杆贯穿安装板，安装板的高度小于螺杆的高度，螺杆的底端螺接有螺母，用于夹持安装板，安装板呈“凹”字形板状结构，螺杆插接在安装板的槽体中，螺杆的一端固定有刷毛和擦拭棉板，螺杆的另一端开设有卡槽，卡槽呈圆弧形槽，卡槽的内部插接有导入板，导入板伸入卡槽的一端套设有橡胶套板，清理板的两侧均开设有翼槽，翼槽的内部滑动连接有卡条，卡条固定在安装板的槽体中。

18、优选的，所述悬挂架的底面开设有边槽，边槽呈倒置的“凸”字形圆槽，灯条围绕边槽的侧壁布设，透明罩的底部内环口设有内螺纹，边槽的底部侧壁设有外螺纹，外螺纹和内螺纹配合连接，透明罩的外环面对称开设有两个收纳槽，收纳槽的内部滑动连接有拨块，拨块的表面开设有预留孔，预留孔呈“t”字形圆孔，预留孔的内部插接有导杆，导杆的一端固定在收纳槽的表面，拨块的顶面和拨块的底面均开设有抠取槽，抠取槽呈“u”字形槽，收纳槽的两个平行分布的侧壁上均固定有橡胶挡条二。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

20、本发明提出的用于高海拔长大隧道的紧急救援站疏散通道智能应急照明系统，首先通过测试设备对疏散通道内的环境参数进行监测，监测分为不同区域，将不同区域的内的监测结果进行统一，这些环境参数不仅反映着火灾事故下危险的程度，同时也可以反映出在此区域内的乘员数量，即区域内的拥挤度；其次，通过视频信号分析得到不同区域的乘员疏散趋势，并换算出实时的疏散速度，最终汇总为疏散效率；最后把上述的输出结果融合至智能应急照明系统中，该系统将自动根据其实的拥堵水平、危险程度以及疏散效率的高低，调整此时通道内不同区域的照明程度，若有拥挤程度较大，且事故导致的危险程度编号，该系统将通过设置不同的高亮区域，改进人群行动的趋势，引导人员快速疏散到紧急救援站中；进一步解决了现有目前的照明系统无法起到引导作用；可以根据疏散过程实施调控疏散策略，智能调节灯光与隧道内不同区域的照度，引导人员快速疏散。