适用于高层和超高层建筑火灾扑救消防车的控制系统技术方案

本申请公开了一种适用于高层和超高层建筑火灾扑救消防车的控制系统，包括：指控设备(2)、发控设备(3)、转塔控制装置(8)、光电探测设备(9)，其中，光电探测设备(9)包括：安装壳体、电源、变焦白光摄像头、红外摄像头、激光测距机、综合处理单元，变焦白光摄像头通过螺钉与安装壳体连接，红外摄像头通过螺钉与安装壳体连接，激光测距机通过螺钉与安装壳体连接，变焦白光摄像头的供电接口通过导线与电源连接，红外摄像头的供电接口通过导线与电源连接，激光测距机的供电接口通过导线与电源连接，变焦白光摄像头的数据接口通过导线与综合处理单元连接，红外摄像头的数据接口通过导线与综合处理单元连接，激光测距机的数据接口通过导线与综合处理单元连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】适用于高层和超高层建筑火灾扑救消防车的控制系统
本专利技术涉及消防领域，具体涉及一种适用于高层和超高层建筑火灾扑救消防车的控制系统。
技术介绍
高度大于10层或者大于24米的建筑被称为高层建筑，高度大于100米的建筑称之为超高层建筑，高层和超高层建筑火灾扑救一直是消防领域的难题。国内外现有的消防装备由于灭火高度有限、机动部署困难、价格昂贵，难以满足高层尤其是超高层建筑消防灭火的需求。高层、超高层建筑火灾扑救一般采用举高消防车和云梯消防车，目前，世界最高的消防车是芬兰的博浪涛消防车，包括:载车底盘、举升装置、电气系统。该消防车举升高度为101米，分低、中、高区接力送水，送水高度最高仅160米左右。该消防车工作展开状态宽约8米，车长17.13米，行车高度4米，总质量60.2吨，在很多楼宇密集区域和街道稍窄的地方无法快速部署。另外，该消防车进口价格高达2200万元，国内多数城市消防部门无法承受，目前只有北京、上海、杭州等少数城市装备。高层楼宇灭火系统是针对我国城市环境下高层、超高层建筑物消防灭火的严峻形势研制的一种可在城市环境普通路面快速机动部署，具备高效率、大面积扑灭或压制高层、超高层建筑火灾的特种消防灭火系统，其采用向火源目标投放灭火弹的方式。灭火弹的投放精度决定着高层楼宇灭火系统整体灭火效率。现有的灭火弹弹道解算方法并未使用精确的弹道解算方式，消防队员根据现场火情的目测判断和实战经验实现，向特定区域“盲发”，存在命中精度不高的问题。在高层、超高层建筑火灾扑救时，为了完成全天候近距离目标探测，部分消防车配置有目标(火源)探测装置，由于该装置采用定焦摄像头作为瞄准镜，该装置存在视场选择数目少、不能根据目标的大小调节放大比例、且不能完成红外和白光的图像融合的缺点。此外，在采用灭火弹方式进行火灾扑救的现有技术中，灭火弹一般采用中心爆管的方式，喷洒灭火剂的同时会产生大量的杀伤破片，带有一定的破坏性，这类灭火弹适用于森林、油罐等远离人口密集的区域，不适用于城市环境条件下高层、超高层建筑灭火。
技术实现思路
本申请的专利技术人考虑到现有技术的上述情况而作出了本专利技术。本专利技术的主要目的在于，提供一种适用于高层和超高层建筑火灾扑救消防车的控制系统，解决现有消防装备灭火高度有限、机动部署困难、难以满足高层和超高层建筑火灾扑救需求的问题。根据本专利技术的实施例，提供了一种适用于高层和超高层建筑火灾扑救消防车的控制系统，包括:指控设备(2)、发控设备(3)、转塔控制装置(8)、光电探测设备(9)，其中，光电探测设备(9)包括:安装壳体、电源、变焦白光摄像头、红外摄像头、激光测距机、综合处理单元，变焦白光摄像头通过螺钉与安装壳体连接，红外摄像头通过螺钉与安装壳体连接，激光测距机通过螺钉与安装壳体连接，变焦白光摄像头的供电接口通过导线与电源连接，红外摄像头的供电接口通过导线与电源连接，激光测距机的供电接口通过导线与电源连接，变焦白光摄像头的数据接口通过导线与综合处理单元连接，红外摄像头的数据接口通过导线与综合处理单元连接，激光测距机的数据接口通过导线与综合处理单元连接，其中，综合处理单元包括综合调度模块、数据存储模块、变焦控制模块、数据补偿模块，其中，在火灾扑救之前，光电探测设备(9)进行火源探测，包括以下步骤:利用变焦白光摄像头，将光电探测设备(9)瞄准作为目标的火源，其中，利用转塔转动光电探测设备(9)，使目标出现在变焦白光摄像头的视野中并显示在显示屏上，变焦控制模块控制变焦白光摄像头的放大倍率，将被瞄准目标在显示屏上居中，并完整显示；数据补偿模块根据变焦白光摄像头的当前放大倍率，读取在数据存储模块中存储的光轴偏差量，进行数据补偿，其中，根据当前放大倍率下的光轴偏差量，微调光电探测设备(9)的角度，使当前放大倍率下的白光光轴与基准光轴相符；激光测距机连续多次进行激光测距，综合调度模块将多次测量的距离进行平均，并将该平均值作为目标斜距，从而完成探测装置对目标的搜索和测量，并将测距结果提供给发控设备(3)和转塔控制装置(8)，发控设备(3)和转塔控制装置(8)根据测距结果共同控制灭火弹的发射。本专利技术的实施例具有以下主要优点:通过调节灭火弹发射俯仰角度和发射速度，并结合上升段弹道数据进行射击诸元解算(灭火弹发射角度计算)扑救高层和超高层建筑火灾，具有灭火高度高，精度高，成本低，反应时间短的优点，同时采用通用汽车底盘，具有机动部署快的特点，适合在城市环境高层和超高层建筑消防灭火使用，解决了现阶段不能根据目标的大小调节放大比例，且不能完成红外和白光的图像融合的问题。【附图说明】图1是根据本专利技术的实施例的适用于高层和超高层建筑火灾扑救的消防车的结构示意图；图2是根据本专利技术的实施例的适用于高层和超高层建筑火灾扑救的消防车的驾驶室的结构示意图；图3是根据本专利技术的实施例的适用于高层和超高层建筑火灾扑救的消防车的设备舱的结构不意图；图4是根据本专利技术的实施例的适用于高层和超高层建筑火灾扑救的消防车的发控装置的结构示意图；图5是根据本专利技术的实施例的适用于高层和超高层建筑火灾扑救的消防车的抛射装置的结构示意图；图6是根据本专利技术的实施例的适用于高层和超高层建筑火灾扑救的消防车的灭火弹的结构示意图；图7是根据本专利技术的实施例的适用于高层和超高层建筑火灾扑救的消防车的伺服控制装置的结构示意图；图8是根据本专利技术的实施例的适用于高层和超高层建筑火灾扑救的消防车的光电探测设备的结构示意图；图9是根据本专利技术的实施例的适用于高层和超高层建筑火灾扑救的消防车的光电探测设备的综合处理单元的功能模块的示意图；图10是根据本专利技术的实施例的适用于高层和超高层建筑火灾扑救的消防车的光电探测设备的目标探测(位置探测)的工作流程图；图11是根据本专利技术的实施例的适用于高层和超高层建筑火灾扑救的消防车的灭火弹组装架及转塔系统的示意图；图12是根据本专利技术的实施例的适用于高层和超高层建筑火灾扑救的消防车的光电探测设备的工作流程图。附图标记说明1:载车底盘；2:指控设备；3:发控设备；4:设备舱；5:发射装置；6:抛射装置；7:灭火弹；8:转塔控制装置；9:光电探测设备；2-1:显控台；2_2:信息处理机；2_3:通信设备；3_1:发控执行组件；3_2:灭火弹模拟器；4-1:发电机组；4_2:供配电柜；4_3:伺服控制装置；5-1:发射转塔；5_2:发射托架；5_3:模块组装架7-1:尾翼减速段；7_2:挡药板；7_3:点火器；7_4:壳体；7_5:整流罩；7-6:引信；7-7:活塞;7_8:燃烧室;7_9:灭火剂;7_10:主装药【具体实施方式】下面参照附图来说明本专利技术的【具体实施方式】。图1是根据本专利技术的实施例的适用于高层和超高层建筑火灾扑救的消防车的示意图。如图1所示，一种适用于高层和超高层建筑火灾扑救的消防车，包括:载车底盘1、设备舱4、发射装置5、抛射装置6、灭火弹7。所述消防车的控制系统包括:指控(指挥控制)设备2、发控(发射控制)设备3、转塔控制装置8、光电探测设备9。其中，指控设备2、发控设备3置于载车底盘I的驾驶室的副驾驶位置；设备舱4置于驾驶室后并用螺栓固定于载车底盘I上；发射装置5置于载车底盘I上并用螺钉固定；抛射装置6置于发射装置5上并固定；灭火弹7置于抛射装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于高层和超高层建筑火灾扑救消防车的控制系统，包括：发控设备(3)、转塔控制装置(8)、光电探测设备(9)，其中，光电探测设备(9)包括：安装壳体、电源、变焦白光摄像头、红外摄像头、激光测距机、综合处理单元，变焦白光摄像头通过螺钉与安装壳体连接，红外摄像头通过螺钉与安装壳体连接，激光测距机通过螺钉与安装壳体连接，变焦白光摄像头的供电接口通过导线与电源连接，红外摄像头的供电接口通过导线与电源连接，激光测距机的供电接口通过导线与电源连接，变焦白光摄像头的数据接口通过导线与综合处理单元连接，红外摄像头的数据接口通过导线与综合处理单元连接，激光测距机的数据接口通过导线与综合处理单元连接，其中，综合处理单元包括综合调度模块、数据存储模块、变焦控制模块、数据补偿模块，在火灾扑救之前，光电探测设备(9)用来如下进行火源探测：利用变焦白光摄像头，将光电探测设备(9)瞄准作为目标的火源，其中，利用转塔转动光电探测设备(9)，使目标出现在变焦白光摄像头的视野中并显示在显示屏上，变焦控制模块控制变焦白光摄像头的放大倍率，将被瞄准目标在显示屏上居中，并完整显示；数据补偿模块根据变焦白光摄像头的当前放大倍率，读取在数据存储模块中存储的光轴偏差量，进行数据补偿，其中，根据当前放大倍率下的光轴偏差量，微调光电探测设备(9)的角度，使当前放大倍率下的白光光轴与基准光轴相符；激光测距机连续多次进行激光测距，综合调度模块将多次测量的距离进行平均，并将该平均值作为目标斜距，从而完成探测装置对目标的搜索和测量,并将测距结果提供给发控设备(3)和转塔控制装置(8)，发控设备(3)和转塔控制装置(8)根据测距结果共同控制灭火弹的发射。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种适用于高层和超高层建筑火灾扑救消防车的控制系统，包括:发控设备(3)、转塔控制装置(8)、光电探测设备(9)， 其中，光电探测设备(9)包括:安装壳体、电源、变焦白光摄像头、红外摄像头、激光测距机、综合处理单元， 变焦白光摄像头通过螺钉与安装壳体连接，红外摄像头通过螺钉与安装壳体连接，激光测距机通过螺钉与安装壳体连接，变焦白光摄像头的供电接口通过导线与电源连接，红外摄像头的供电接口通过导线与电源连接，激光测距机的供电接口通过导线与电源连接，变焦白光摄像头的数据接口通过导线与综合处理单元连接，红外摄像头的数据接口通过导线与综合处理单元连接，激光测距机的数据接口通过导线与综合处理单元连接， 其中，综合处理单元包括综合调度模块、数据存储模块、变焦控制模块、数据补偿模块，在火灾扑救之前，光电探测设备(9)用来如下进行火源探测: 利用变焦白光摄像头，将光电探测设备(9)瞄准作为目标的火源，其中，利用转塔转动光电探测设备(9)，使目标出现在变焦白光摄像头的视野中并显示在显示屏上，变焦控制模块控制变焦白光摄像头的放大倍率，将被瞄准目标在显示屏上居中，并完整显示； 数据补偿模块根据变焦白光摄像头的当前放大倍率，读取在数据存储模块中存储的光轴偏差量，进行数据补偿，其中，根据当前放大倍率下的光轴偏差量，微调光电探测设备(9)的角度，使当前放大倍率下的白光光轴与基准光轴相符； 激光测距机连续多次进行激光测距，综合调度模块将多次测量的距离进行平均，并将该平均值作为目标斜距，从而完成探测装置对目标的搜索和测量，并将测距结果提供给发控设备(3)和转塔控制装置(8)，发控设备(3)和转塔控制装置(8)根据测距结果共同控制灭火弹的发射。2.根据权利要求1所述的适用于高层和超高层建筑火灾扑救消防车的控制系统，其中，所述光电探测设备(9)进行火源探测之前，还用来进行以下步骤: 在当前基准光轴与上述三个光轴不一致的情况下，进行变焦白光摄像头的光轴、红外摄像头的光轴和激光测距机的光轴标校，将红外摄像头的光轴、激光测距机的光轴和最大放大倍率下的变焦白光摄像头的光轴的调节一致，其相互一致的光轴作为调校后的基准光轴。3.根据权利要求2所述的适用于高层和超高层建筑火灾扑救消防车的控制系统，其中，所述光电探测设备(9)进行火源探测之前，还用来进行以下步骤: 进行白光变焦光轴偏差检测，其中，依次从最低放大倍率到最高放大倍率进行变焦调节，检测变焦白光摄像头在不同放大倍率下的白光光轴相对于基准光轴的光轴偏差量，并将所述光轴偏差量保存在数据存储模块中。4.根据权利要求3所述的适用于高层和超高层建筑火灾扑救消防车的控制系统，其中，所述综合处理单元还包括功能自检模块，在进行火源探测之前，所述光电探测设备(9)还用来进行以下步骤: 启动电源，给设备加电，变焦白光摄像头、红外摄像头、激光测距机、综合处理单元同时加电，功能自检模块对变焦白光摄像头、红外摄像头、激光测距机及综合处理模块进行自检与初始化，初始化完毕后进行端口通信状态配置。5.根据权利要求2所述的适用于高层和超高层建筑火灾扑救消防车的控制系统，其中，所述光电探测设备(9)还包括图像融合模块，所述光电探测设备(9)进行火源探测还包括以下步骤: 在通过红外摄像头取得目标图像的情况下，综合调度模块读取变焦白光摄像头的瞄准及变焦控制后的图像、以及红外摄像头的图像， 然后，图像融合模块进行图像融合处理，其中，将红外摄像头的图像放大或缩小至与变焦白光摄像头的瞄准及变焦控制后的图像相对应的放大倍率、并通过图像剪裁的方式使要融合的两个图像的横纵像素数一致，并将两个图像融合，得到融合后的图像， 其中，所述光电探测设备(9)还包括图像对比模块，所述光电探测设备(9)进行火源探测还包括以下步骤: 图像对比模块对白光摄像头的图像、红外摄像头的图像、和/或上述融合后的图像的锐度进行对比，确定锐度最高的图像，作为目标测距所需要的图像。6.根据权利要求1所述的适用于高层和超高层建筑火灾扑救消防车的控制系统，其中，所述消防车包括载车底盘(1)、设备舱(4)、发射装置(5)、抛射装置(6)、灭火弹(7)，其中，载车底盘(1)由通用改装底盘和副车架组成， 所述消防车还...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛晓飞，李佳辉，王涛，丁旭昶，邱旭阳，李正新，田超，
申请(专利权)人：北京机械设备研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11