大空間移動式智慧消防報警滅火系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用研究

■ 黎仲 佛山市禪城區(qū)消防救援大隊

傳統(tǒng)的滅火救援方式主要依賴自動報警系統(tǒng)、自動化噴淋系統(tǒng)等，然而，這兩種傳統(tǒng)的滅火救援方式在實際使用過程中具有一定的弱點和缺陷，無法達到安全救援、高效滅火的目標。智慧型消防報警滅火系統(tǒng)能夠輔助撲滅火災(zāi)，當(dāng)出現(xiàn)大范圍火災(zāi)時可以充分依賴此系統(tǒng)來進行火災(zāi)救援，從而減少火災(zāi)損失，提高滅火救援工作效率。

一、傳統(tǒng)滅火系統(tǒng)的缺點分析

傳統(tǒng)滅火系統(tǒng)主要是指自動滅火系統(tǒng)與消火栓滅火系統(tǒng)。其中前者主要選擇自動噴淋滅火方式，后者則需要專業(yè)消防員的親手操作，滅火方式具有一定的被動性、局限性。通常意義上的大范圍火災(zāi)都傾向于選擇自動噴淋方式，燃燒處溫度高達68℃時，來自自動噴淋系統(tǒng)的水體朝向著火位置噴射達到滅火的目標。消防指揮中心收到火警信號后，則將第一時間開啟警報系統(tǒng)，最快召集消防人員、專業(yè)救火人員參照火災(zāi)警報信號來及時抵達火災(zāi)現(xiàn)場，從而開啟消火栓與消火栓泵，然而這一過程中需要耗費一定時間，從而導(dǎo)致火勢的蔓延，錯過了最佳撲救時間，當(dāng)火勢發(fā)展到一定規(guī)模時則將無法徹底控制，會造成巨大的經(jīng)濟損失與人身傷害。同時一些建筑物中雖然安裝了噴淋系統(tǒng)、消防管道等，然而由于長期未操作，內(nèi)部很可能堆積臟污、管壁發(fā)生腐蝕等，從而導(dǎo)致發(fā)電機難以正常開啟，很容易延誤救援、如果水泵受損、纜線頭受損、控制屏線受損等，則將導(dǎo)致系統(tǒng)整體無法常規(guī)運轉(zhuǎn)，進一步延誤了滅火時間，對于一些年久失修的老建筑物，內(nèi)部的消防系統(tǒng)還可能因為維修不及時而無法正常使用，從而影響正常救火。

二、智慧多功能綜合滅火機器人元件構(gòu)成

此類機器人主要包括幾大類型：空中軌道式機器人、地面行走式機器人、無人機值守機器人。它們各具特色、各有優(yōu)勢，而且每一類機器人都有著自己獨立的滅火系統(tǒng)，能夠自行設(shè)置自動智慧模式，按照消防控制中心的指揮與控制來同步協(xié)調(diào)滅火，而且各個機器人從內(nèi)到外都采用了耐火性材質(zhì)，這樣就能確保在安全滅火期間內(nèi)，各個設(shè)備處于常規(guī)運行狀態(tài)，其中的主要元件為：

（一）全方位旋轉(zhuǎn)追蹤主元件結(jié)構(gòu)

主要構(gòu)件包括：紅外熱成像光電技術(shù)檢測傳感器、紅外線與紫外線復(fù)合探測器、小水柱霧化噴頭、消防泡沫噴頭、高清攝像頭附上LED高光束燈。與安全消防相關(guān)的其他傳感器，例如溫度探測器、煙霧探測儀等，人體感應(yīng)探測儀與人臉辨認系統(tǒng)等。

（二）中央控制裝置與UPS電源

這兩大設(shè)備的主體元件主要由以下系統(tǒng)構(gòu)成：中心計算機系統(tǒng)、自備電源系統(tǒng)、火警燈設(shè)備、液位傳感器、系統(tǒng)自動巡檢故障系統(tǒng)與無線信號接收系統(tǒng)等。

（三）消防滅火器構(gòu)件

消防滅火器則是由以下幾大元件構(gòu)成：小型加壓泵、微型消防水箱、超細干粉、泡沫消防元件等。

三、智慧型多功能綜合滅火機器人

（一）軌道式智慧滅火機器人

一些大型公共場所，例如商業(yè)建筑、地下車庫、寫字樓等大空間建筑物，其頂部均衡地設(shè)置網(wǎng)格軌道，而且要將平行天棚軌道、磁力軌道等設(shè)置于各個建筑物防火分區(qū)頂端，其中磁力軌道天棚主要采用鐵制板路網(wǎng)絡(luò)，智慧滅火機器人實際運行過程中勢必會產(chǎn)生電磁力，這些電磁力也對應(yīng)吸在金屬天棚面，金屬天棚軌道通常要設(shè)置成60cm寬，具體則應(yīng)根據(jù)燈具類型來設(shè)計，確保機器人能夠在金屬天棚路網(wǎng)中運行，平行軌道也應(yīng)選擇魚骨式形狀，節(jié)點位置則要選擇上下移動接通式，通常機器人運行于高速主通道，火險出現(xiàn)后可參考編碼定位火災(zāi)地點，并遙控機器人通過滅火軌道直抵著火點，達到智能化滅火。若建筑物內(nèi)設(shè)置若干防火區(qū)，區(qū)域間有彼此聯(lián)通的軌道，從而確保機器人可以相互協(xié)助救火。各個防火分區(qū)中安裝了3～4個智能機器人，根據(jù)需要選擇機器人類型，例如軌道式、飛行式等，一切數(shù)據(jù)、視頻等都和消防中心連接。

配設(shè)微型水箱，其存水量一般為20～30千克，一般采用細水柱加顆粒霧噴射模式，并輔助抖動掃描式噴水柱霧，集中圍繞著火處進行近距離噴灑顆粒霧。同時，配設(shè)了視頻監(jiān)控、音頻等設(shè)備，實施火災(zāi)現(xiàn)場全范圍監(jiān)控，而且要將畫面、音頻等動態(tài)傳輸至消防中心，同時能收到優(yōu)先指令信號。同時，機器人也安裝了熱源監(jiān)控捕捉系統(tǒng)，靠近著火點時能準確地捕捉著火位置，達到及時滅火的目標。同時，各個機器人也都安裝了自己的EPS電源，收到火災(zāi)警報后，電源及時開啟，滅火時長通常在30—100s，從而決策EPS容量與水箱容量，水箱選擇雙泵加壓，功率最高達200瓦，各個機器人都安裝各類滅火系統(tǒng)，例如泡沫滅火系統(tǒng)、干粉滅火系統(tǒng)等。具體結(jié)合現(xiàn)場工藝來安裝滅火系統(tǒng)。機器人還安裝了若干分析傳感器，靠近火源時不同傳感器能智能化分析火場，數(shù)據(jù)做出分析后，來決定滅火系統(tǒng)的選擇。

（二）地面式智慧滅火機器人

機器人運行于天棚軌道，儲存有限的水量，水柱顆粒滅火時間較短，地面機器人儲存水量更大，能更長時間噴水。此機器人能高效、高速行駛，而且機器人選擇輪胎運行模式，具有超強的機動性，便于運行、更為安全。因為此類機器人承擔(dān)更大負荷，需配置大功率EPS電池，火警聯(lián)動能共同滅火。

（三）無人機智慧滅火機器人

此類機器人主要通過飛行方式滅火，所以要控制飛行重量，其內(nèi)部的EPS電源與滅火設(shè)備都要以較短滅火時間來計算，收到滅火命令后，就能在幾秒內(nèi)飛至火源上空，以此來準確地鎖定著火點位置，如果無法及時撲滅火勢，則由地面機器人來輔助。無人機機器人能夠防火分區(qū)的空中飛行，發(fā)揮巡航、檢查等作用，從而監(jiān)察防火分區(qū)中火情，如果收到地址編碼火災(zāi)探測器的相關(guān)火災(zāi)信息，則能自動探測火災(zāi)位置并滅火，免去了火災(zāi)探測器的應(yīng)用。可以將多臺無人機安裝于同一防火分區(qū)內(nèi)，從而巡檢區(qū)域內(nèi)有無火警信號，進而同消防中心即時通信，同步支持滅火救援。

此外，各類防火分區(qū)機器人并非彼此孤立的，而是彼此協(xié)助、相互支援，其中一個防火區(qū)發(fā)生火災(zāi)，其他分區(qū)機器人則將進入待命模式，完成輔助消防、支援救人的任務(wù)，各個分區(qū)不同類型的機器人都可以受到消防控制中心的調(diào)控，對著火點進行滅火救援，以此來確保滅火救援效率。

現(xiàn)階段，建筑防火分區(qū)依然需要配設(shè)火災(zāi)探測設(shè)備，主要負責(zé)對火災(zāi)信號的探測與警報。傳統(tǒng)的火災(zāi)探測器在實際應(yīng)用中體現(xiàn)出某種落后性，對此可以選擇復(fù)合型火災(zāi)探測器、無人機飛行式火災(zāi)探測器、壁掛式負壓型搖頭火災(zāi)探測器，這些探測器都具有一定的智能化功效，能夠針對火災(zāi)提供智能化識別與救援，從而確保火災(zāi)救援安全，提高火災(zāi)救援工作質(zhì)量。

四、結(jié)語

大空間移動式智慧型機器人滅火系統(tǒng)具有高度智能化、自動化的特點，而且機器人本身都選擇了防火、耐火度強的材質(zhì)，能夠安全地靠近火源，收到火災(zāi)信號時能夠及時地抵達著火點，從而將火災(zāi)控制在初始狀態(tài)，這樣一方面維護了消防員的安全，另一方面也確保了消防救援工作效率，提高了消防救援的工作水平。