1.本发明涉及铁路防火监测技术领域，具体为一种铁路机车防火监测系统及其监测方法。
背景技术：
2.铁路火灾自动报警系统(firealarmsystem，简称fas)是铁路自动化系统的一个重要组成部分，监控对象为铁路环境中的火灾情况，利用电子技术、检测技术和计算机通信技术，根据防火规范要求及现场特点而设计。铁路自动化系统中的火灾自动报警系统可以及时探测到火灾发生情况，自动确认并报警，并且可以探测到火灾发生的具体位置，输出联动控制信号，启动相应的消防设施进行灭火。
3.fas系统通过设置在保护现场的感烟探测器、感温电缆、对射式探头、火焰式探测器等感应设备，感知火灾发生时燃烧所产生的火焰、热量和烟雾等特性，实现火灾早期预警和通报，可以将处于萌发状态中的火灾及时消灭，降低火灾带来的危害。但目前的fas报警显示采用二维平面图形展示，设备展示、报警信息和疏散路线均不直观，不利于人员的安全疏散和消防扑救。
技术实现要素：
4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种铁路机车防火监测系统及其监测方法。
6.(二)技术方案
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种铁路机车防火监测系统，包括：计算机、数据服务器、无线接收模块、无线发送模块、dsp处理器、监控摄像头、录音模块、酒精检测模块、烟雾传感器、红外传感器、行车导航模块、声光报警模块以及信号采集器以及若干个置于不同防火区域内的火灾探测子系统，所述火灾探测子系统依据所在防火区域所对应的探测需求设置多个不同类型的火灾探测传感器；
8.所述酒精检测模块电性连接于信号采集器，用于监测驾驶人员是否处在酒驾状态，并将采集到的信息传输至信号采集器；
9.所述烟雾传感器安装于机车驾驶室和车厢内部，所述烟雾传感器电性连接于信号采集器，用于监测机车驾驶室和车厢内部是否有烟雾产生，并将信息传输至信号采集器；
10.所述红外传感器安装于机车驾驶室和车厢内部，所述红外传感器电性连接于信号采集器，用于监测机车驱动系统中是否有异常高温产生，并将信息传输至信号采集器；
11.所述录音模块电性连接于信号采集器，用于监测机车内部的声音，并将监测信息传输至信号采集器；
12.所述行车导航模块电性连接于信号采集器，用于定位机车的位置以及机车的行驶路线，并将位置信息和行驶路线信息传输至信号采集器；
13.所述信号采集模块电性连接于dsp处理器，用于将接收到的模拟信号转换为数字
信号传输至dsp处理器；
14.所述声光报警模块电性连接于dsp处理器，用于dsp处理器处理信息后发出报警信号；
15.所述无线发送模块电性连接于dsp处理器，用于把采集处理后数字信号传输至所述无线接收模块；
16.所述无线接收模块电性连接于数据服务器，用于接收无线发送模块传输的数字信号，并将信息传输至数据服务器；
17.所述计算机与服务器相连接，所述计算机用于读取数据服务器内部信息以及对获取数据进行操作；
18.控制子系统，所述控制子系统分别与火灾探测子系统、机车微机网络控制系统、机车车载防护系统以及地面机车远程诊断系统进行通信，该控制子系统能够分别基于每一火灾探测子系统采集的探测数据实时对各火灾探测子系统所在防火区域的火情状态进行逻辑判断，并依据相应的判断结果执行相应的处理动作并显示，所述的处理动作包括向机车微机网络控制系统发送各个火灾防控系统整体状态数据即火灾探测子系统采集的探测数据并获取机车火灾安全的关键信息、获取机车运行安全的关键信息、下发灭火执行命令、火情报警动作、机车联动动作以及向地面机车远程诊断系统传输火灾探测子系统采集的探测数据中的一种或者多种组合，所述控制子系统由控制器构成，其中，所述机车火灾安全的关键信息即烟感温感探测器报警信息，灭火的钢瓶的压力信息，灭火的时间用时信息，控制器里面的记录的报警和故障的状态信息，所述机车运行安全的关键信息即机车的车速，海拔，运行的环境温度，制动状态和牵引状态。
19.优选的，所述数据服务器与一gprs模块相连，所述gprs模块通过信号连接一智能手机，所述智能手机用于读取数据服务器内部信息以及对获取数据进行操作。
20.优选的，所述无线接收模块与无线发送模块之间通过无线smartair技术传输。
21.优选的，所述dsp处理器电性连接一usb读写模块，用于u盘插入usb读写模块后存储信号采集器采集的监控图像信息和录音信息。
22.优选的，所述烟雾传感器预设有烟雾浓度最低值，用于烟雾浓度信息检测，并将检测信息传输至信号采集器。
23.优选的，还包括：灭火执行子系统；
24.所述灭火执行子系统分别布设于各防火区域，能够基于所述控制子系统下发灭火执行命令进行灭火工作；其中，所述控制器包含主处理单元、探测通信接口模块、机车网络通信模块、机车车载防护系统通信模块、灭火执行接口模块、报警模块和数据远程通信模块；其中，所述主处理单元分别与控制器内的其他模块进行通信，用于协调各个模块间的通信调度工作，同时基于预设的火情判断机制对火情进行逻辑判断，并下达相应的控制指令；所述探测通信接口模块分别与各个所述防火区域所对应的火灾探测传感器通信，用于实时采集每一采样间隔下的探测数据；所述网络通信模块与机车微机网络控制系统进行数据交互，用于向机车微机网络控制系统发送各个火灾防控系统整体状态数据即火灾探测子系统采集的探测数据并获取机车火灾安全的关键信息；所述机车车载防护系统通信模块与机车车载防护系统进行数据交互，以获取机车运行安全的关键信息；所述灭火执行接口模块与所述灭火执行子系统通信，用于下发主处理单元的灭火执行命令；所述报警模块用于向司
乘人员进行火情报警；以及数据远程通信模块，所述数据远程通信模块能够与地面机车远程诊断系统进行数据交互，用于向地面机车远程诊断系统传输火灾探测子系统采集的探测数据，以便于本系统完成火灾防控系统数据的发送、存储、诊断分析，完成系统的自升级。
25.优选的，所述火情判断机制包括：k1、预先为不同的防火区域设置不同的火情判断子策略；k2、识别当前探测数据所对应的防火区域并基于当前防火区域所对应的火情判断子策略下达相应的控制指令；其中，所述火情判断子策略包括机车柴油机间火灾防控策略和机车电气间火灾防控策略，所述机车柴油机间火灾防控策略应用于防火区域属性为机车柴油机间的火灾防控处理过程，其包括若红外紫外火焰探测器探测到符合预设的火焰特征波长报警阈值的探测数据时，直接向司乘人员进行火情报警；若在红外紫外火焰探测器未探测到符合预设的火焰特征波长报警阈值的探测数据的同时烟感火灾探测器、温感火灾探测器的探测数据同时达到报警阈值时，主处理单元确认第一次达到报警阈值时的探测数据为干扰信号，并在下一采样时判断本次的探测数据是否同时达到报警阈值且处于上升趋势，是则向司乘人员进行火情报警的同时进入倒计时模式，在所述倒计时模式计时时间内，实时判断是否有误报取消信号，所述误报取消信号是指司乘人员目视或通过机车车载防护系统人工确认火灾未发生时手动取消报警的操作信号，同时系统记录为误报并重置；若无误报取消信号则进一步判断是否存在司乘人员确认火情时所按下紧急启动开关进行灭火的操作信号，无所述操作信号则在系统倒计时结束时，主处理单元通过机车微机网络系统控制柴油机间的风机停止，同时将机车内的柴油机转至惰转并切除动力后控制灭火执行子系统喷射灭火剂。
26.8.一种铁路机车防火监测方法，包括以下步骤：
27.s1：根据铁路房建专业施工图纸绘制铁路机车整体的建筑bim模型；
28.s2：以建筑bim模型为基础，根据铁路fas专业设计图纸，绘制fas系统bim模型；
29.s3：建立数据存储结构，建立数据表、数据库；
30.s4：根据铁路fas专业设计图纸，将fas前端设备数据化；
31.s5：根据铁路fas专业设计图纸，将每个防火分区数据化；
32.s6：根据铁路fas专业设计图纸，将每个防火分区火灾疏散路线图数据化；
33.s7：根据铁路fas工程竣工信息，将fas系统设备数据化，并建立设备、防火分区、火灾疏散路线的关联关系；
34.s8：火灾监控软件加载以上步骤建立的bim模型和数据，并读取火灾监控主机的实时数据。
35.(三)有益效果
36.与现有技术相比，本发明提供了一种铁路机车防火监测系统及其监测方法，具备以下有益效果：
37.1、该一种铁路机车防火监测系统及其监测方法，能够保留常规的监控摄像头和录音的监测方式外还增加了对机车内部防火的监测，机车驱动系统温度监测，行车导航路线监测以及驾驶人员是否存在酒驾状况。
38.2、该一种铁路机车防火监测系统及其监测方法，能够依据不同的防火区域防火需求设置不同的探测器组合形式，即通过烟感火灾探测器、温感火灾探测器、红外紫外火焰探测器、特征气体火灾探测器、探火管等探测设备，对机车司机室、电气间、柴油机间、动力电
池柜等几乎所有具有火灾隐患的区域实现了全方位的火灾探测覆盖，实现了多参数、多区位的火情探测功能。
具体实施方式
39.下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
40.一种铁路机车防火监测系统，包括：计算机、数据服务器、无线接收模块、无线发送模块、dsp处理器、监控摄像头、录音模块、酒精检测模块、烟雾传感器、红外传感器、行车导航模块、声光报警模块以及信号采集器以及若干个置于不同防火区域内的火灾探测子系统，火灾探测子系统依据所在防火区域所对应的探测需求设置多个不同类型的火灾探测传感器；
41.酒精检测模块电性连接于信号采集器，用于监测驾驶人员是否处在酒驾状态，并将采集到的信息传输至信号采集器；
42.烟雾传感器安装于机车驾驶室和车厢内部，烟雾传感器电性连接于信号采集器，用于监测机车驾驶室和车厢内部是否有烟雾产生，并将信息传输至信号采集器；
43.红外传感器安装于机车驾驶室和车厢内部，红外传感器电性连接于信号采集器，用于监测机车驱动系统中是否有异常高温产生，并将信息传输至信号采集器；
44.录音模块电性连接于信号采集器，用于监测机车内部的声音，并将监测信息传输至信号采集器；
45.行车导航模块电性连接于信号采集器，用于定位机车的位置以及机车的行驶路线，并将位置信息和行驶路线信息传输至信号采集器；
46.信号采集模块电性连接于dsp处理器，用于将接收到的模拟信号转换为数字信号传输至dsp处理器；
47.声光报警模块电性连接于dsp处理器，用于dsp处理器处理信息后发出报警信号；
48.无线发送模块电性连接于dsp处理器，用于把采集处理后数字信号传输至无线接收模块；
49.无线接收模块电性连接于数据服务器，用于接收无线发送模块传输的数字信号，并将信息传输至数据服务器；
50.计算机与服务器相连接，计算机用于读取数据服务器内部信息以及对获取数据进行操作；
51.控制子系统，控制子系统分别与火灾探测子系统、机车微机网络控制系统、机车车载防护系统以及地面机车远程诊断系统进行通信，该控制子系统能够分别基于每一火灾探测子系统采集的探测数据实时对各火灾探测子系统所在防火区域的火情状态进行逻辑判断，并依据相应的判断结果执行相应的处理动作并显示，的处理动作包括向机车微机网络控制系统发送各个火灾防控系统整体状态数据即火灾探测子系统采集的探测数据并获取机车火灾安全的关键信息、获取机车运行安全的关键信息、下发灭火执行命令、火情报警动作、机车联动动作以及向地面机车远程诊断系统传输火灾探测子系统采集的探测数据中的
一种或者多种组合，控制子系统由控制器构成，其中，机车火灾安全的关键信息即烟感温感探测器报警信息，灭火的钢瓶的压力信息，灭火的时间用时信息，控制器里面的记录的报警和故障的状态信息，机车运行安全的关键信息即机车的车速，海拔，运行的环境温度，制动状态和牵引状态。
52.优选的，数据服务器与一gprs模块相连，gprs模块通过信号连接一智能手机，智能手机用于读取数据服务器内部信息以及对获取数据进行操作。
53.优选的，无线接收模块与无线发送模块之间通过无线smartair技术传输。
54.优选的，dsp处理器电性连接一usb读写模块，用于u盘插入usb读写模块后存储信号采集器采集的监控图像信息和录音信息。
55.优选的，烟雾传感器预设有烟雾浓度最低值，用于烟雾浓度信息检测，并将检测信息传输至信号采集器。
56.优选的，还包括：灭火执行子系统；
57.灭火执行子系统分别布设于各防火区域，能够基于控制子系统下发灭火执行命令进行灭火工作；其中，控制器包含主处理单元、探测通信接口模块、机车网络通信模块、机车车载防护系统通信模块、灭火执行接口模块、报警模块和数据远程通信模块；其中，主处理单元分别与控制器内的其他模块进行通信，用于协调各个模块间的通信调度工作，同时基于预设的火情判断机制对火情进行逻辑判断，并下达相应的控制指令；探测通信接口模块分别与各个防火区域所对应的火灾探测传感器通信，用于实时采集每一采样间隔下的探测数据；网络通信模块与机车微机网络控制系统进行数据交互，用于向机车微机网络控制系统发送各个火灾防控系统整体状态数据即火灾探测子系统采集的探测数据并获取机车火灾安全的关键信息；机车车载防护系统通信模块与机车车载防护系统进行数据交互，以获取机车运行安全的关键信息；灭火执行接口模块与灭火执行子系统通信，用于下发主处理单元的灭火执行命令；报警模块用于向司乘人员进行火情报警；以及数据远程通信模块，数据远程通信模块能够与地面机车远程诊断系统进行数据交互，用于向地面机车远程诊断系统传输火灾探测子系统采集的探测数据，以便于本系统完成火灾防控系统数据的发送、存储、诊断分析，完成系统的自升级。
58.优选的，火情判断机制包括：k1、预先为不同的防火区域设置不同的火情判断子策略；k2、识别当前探测数据所对应的防火区域并基于当前防火区域所对应的火情判断子策略下达相应的控制指令；其中，火情判断子策略包括机车柴油机间火灾防控策略和机车电气间火灾防控策略，机车柴油机间火灾防控策略应用于防火区域属性为机车柴油机间的火灾防控处理过程，其包括若红外紫外火焰探测器探测到符合预设的火焰特征波长报警阈值的探测数据时，直接向司乘人员进行火情报警；若在红外紫外火焰探测器未探测到符合预设的火焰特征波长报警阈值的探测数据的同时烟感火灾探测器、温感火灾探测器的探测数据同时达到报警阈值时，主处理单元确认第一次达到报警阈值时的探测数据为干扰信号，并在下一采样时判断本次的探测数据是否同时达到报警阈值且处于上升趋势，是则向司乘人员进行火情报警的同时进入倒计时模式，在倒计时模式计时时间内，实时判断是否有误报取消信号，误报取消信号是指司乘人员目视或通过机车车载防护系统人工确认火灾未发生时手动取消报警的操作信号，同时系统记录为误报并重置；若无误报取消信号则进一步判断是否存在司乘人员确认火情时所按下紧急启动开关进行灭火的操作信号，无操作信号
则在系统倒计时结束时，主处理单元通过机车微机网络系统控制柴油机间的风机停止，同时将机车内的柴油机转至惰转并切除动力后控制灭火执行子系统喷射灭火剂。
59.进一步的，监控摄像头和录音模块保留了原有对机车内部的图像和声音的监测，同时还增加了酒精检测模块、行车导航模块、烟雾传感器和红外传感器，分别对驾驶人员进行酒精监测，行车路线安全监测，机车内部防火监测以及驱动系统异常监测，监测后的数据通过信号采集器进行数据采集，将采集到的模拟信号传输至dsp处理器处理为数字信号，其中如果机车内部出现异常，声光报警模块则会发出声光报警提醒机车内部的工作人员，同时usb读写模块中插入的u盘也会记录机车行车异常的数据，dsp处理器处理后的数据通过无线发送模块和无线接收模块之间的无线信号接收传输，经过数据服务器处理后可从计算机上进行查看机车内部的状况，进行实时监测，同时智能手机通过gprs模块的连接也能够对机车内部进行实时监测，有效保证机车内部工作人员和机车的安全。
60.进一步的，火情判断子策略还包括机车司机室操纵台及小型弱电封闭机柜火灾防控策略，火灾防控策略应用于防火区域属性为机车司机室操纵台及小型弱电封闭机柜的火灾防控处理过程，防火区域内布设有直接式和或间接式两种火探管探测设备，该火灾防控策略包括：若存在直接式火探管探测设备，则使得其在所处环境温度超过火探管预设温度时，直接释放进行灭火处理；若存在间接式火探管探测设备，则其在所处环境温度超过火探管预设温度时，使得间接式火探管探测设备通过熔融处的压力下降反馈信号打开灭火设备进行灭火动作，同时在实施灭火动作的同时将压力下降反馈信号发送至主处理单元以便于主处理单元将火情通知给司机室。
61.进一步的，火情判断子策略还包括机车动力电池柜火灾防控策略，火灾防控策略应用于防火区域属性为机车动力电池柜的火灾防控处理过程，防火区域内布设有烟感探测器、温感探测器、特征气体探测器、火探管式探测设备，该火灾防控策略包括：(1)、若特征气体探测器监测到特征气体的含量超过预设限值时，将报警信号发送至主处理单元以便于主处理单元将预警信息通知给司机室，并在发送报警信号的同时采集机车动力电池柜的电池管理系统所采集到的电池温度信息，进一步判断是否存在至少一个电池温度测点超过预设值，是则并在发送报警信号的同时通过温度测点锁定热失控电池所在区域，使得主处理单元控制灭火执行子系统进行灭火动作同时持续监控电池温度信息；、若特征气体探测器监测到特征气体的含量未超过预设限值时，判断电池管理系统所采集到的电池温度信息是否在超过预设值的同时烟感探测器也超过预设值，是则主处理单元控制灭火执行子系统进行灭火动作；(3)、若电池管理系统所采集到的电池温度信息未超过预设值，但烟感探测器与温感探测器同时超过预设值，是则主处理单元确定首次报警为干扰信号，不作报警处理直至下一采样时间时烟感探测器与温感探测器所探测到的温度值与烟雾值均处于上升趋势时进行报警，并控制灭火执行子系统进行灭火动作；(4)、在步骤(3)中进行报警处理时，进一步判断所处环境温度是否超过火探管预设温度时，是则使得间接式火探管探测设备通过熔融处的压力下降反馈信号打开灭火设备进行灭火动作，同时在实施灭火动作的同时将压力下降反馈信号发送至主处理单元以便于主处理单元将火情通知给司机室。
62.8.一种铁路机车防火监测方法，包括以下步骤：
63.s1：根据铁路房建专业施工图纸绘制铁路机车整体的建筑bim模型；
64.s2：以建筑bim模型为基础，根据铁路fas专业设计图纸，绘制fas系统bim模型；
65.s3：建立数据存储结构，建立数据表、数据库；
66.s4：根据铁路fas专业设计图纸，将fas前端设备数据化；
67.s5：根据铁路fas专业设计图纸，将每个防火分区数据化；
68.s6：根据铁路fas专业设计图纸，将每个防火分区火灾疏散路线图数据化；
69.s7：根据铁路fas工程竣工信息，将fas系统设备数据化，并建立设备、防火分区、火灾疏散路线的关联关系；
70.s8：火灾监控软件加载以上步骤建立的bim模型和数据，并读取火灾监控主机的实时数据。
71.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。