大型场馆公共安全风险无线监测系统研究

作     者：吴扬帆 

作者单位：浙江大学 

学位级别：硕士

导师姓名：罗尧治

授予年度：2022年

学科分类：081405[工学-防灾减灾工程及防护工程] 08[工学] 0837[工学-安全科学与工程] 0814[工学-土木工程] 

主      题：大型场馆 公共安全 无线监测系统 火灾监测 空气质量监测 人群数量监测 

摘      要：大型场馆作为承担大型体育比赛和大规模群众活动的主要场所,一旦发生公共安全问题,容易造成大量人员伤亡和经济财产损失。因此,对大型场馆公共安全进行实时监测,对保证场馆正常运行、活动参与者财务安全和身心健康有着重要意义。本文针对火灾风险、空气质量风险以及人员聚集风险三种重要公共安全风险源,开展了大型场馆公共安全无线监测系统的研究,主要研究内容如下:(1)针对三种重要风险源,结合大型场馆内部空间大、参与人数多、可靠性要求高的特点,研究适用于大型场馆的公共安全风险监测方法。研究基于三波段红外的火焰识别方法用于场馆火灾风险监测,包括火焰监测波段、干扰监测波段的选择和火焰的判别逻辑。研究确定大型场馆内关键空气污染物参数,采用高效便捷的传感器识别方法进行空气质量监测。研究基于卷积神经网络的人群数量识别方法,结合高分辨率网络结构和聚焦距离变换图,提高识别精度和定位能力。(2)基于公共安全风险监测方法,结合无线传感技术,建立大型场馆公共安全风险无线监测系统。开发无线火灾监测传感器和无线空气质量监测传感器,摆脱了在大型场馆监测中需要大量布线的局限性。研究采用基于4G+Lo Ra组合的新型无线通讯网络,实现对现场传感器的远距离控制和大面积覆盖。建立人群数量传感系统,所有现场图像的传输、保存、识别和展示均可在远程服务器中完成,有效保障了图像数据的安全。创建了具有设备管理、数据采集、可视化展示以及安全预警等功能的一体化公共安全监测平台,提高数据管理效率。(3)将大型场馆公共安全风险无线监测系统应用于杭州亚运会场馆,以杭州奥体中心体育馆为例,对相关公共安全风险进行实时监测,验证系统的有效性。空气监测方面,利用CFD模拟研究场馆内污染物日常散发和突发涌入时的分布规律,确定空气质量传感器布设区域,成功监测一次晚会筹办过程中场馆内污染物的变化过程。人群数量监测方面,成功将识别系统应用于现场一次工作会议参与人数的监测中。