大空间移动式智慧消防报警灭火系统设计及应用研究

黎仲

摘要：随着现代智能科技的发展，消防灭火系统也逐渐走向智能化，大空间移动式智慧消防报警灭火系统应用于消防救援中，依赖于各类机器人的高效、智能化运行，从而达到安全、及时灭火救援的目标。本文首先分析了传统灭火系统的弊端，然后重点探究了智慧多功能综合灭火机器人设计与应用。

关键词：灭火机器人;独立灭火系统;火灾快速警报

传统的灭火救援方式主要依赖自动报警系统、自动化喷淋系统等，然而，这两种传统的灭火救援方式在实际使用过程中具有一定的弱点和缺陷，无法达到安全救援、高效灭火的目标。智慧型消防报警灭火系统能够辅助扑灭火灾，当出现大范围火灾时可以充分依赖此系统来进行火灾救援，从而减少火灾损失，提高灭火救援工作效率。

一、传统灭火系统的缺点分析

传统灭火系统主要是指自动灭火系统与消火栓灭火系统。其中前者主要选择自动喷淋灭火方式，后者则需要专业消防员的亲手操作，灭火方式具有一定的被动性、局限性。通常意义上的大范围火灾都倾向于选择自动喷淋方式，燃烧处温度高达68℃时，来自自动喷淋系统的水体朝向着火位置喷射达到灭火的目标。消防指挥中心收到火警信号后，则将第一时间开启警报系统，最快召集消防人员、专业救火人员参照火灾警报信号来及时抵达火灾现场，从而开启消火栓与消火栓泵，然而这一过程中需要耗费一定时间，从而导致火势的蔓延，错过了最佳扑救时间，当火势发展到一定规模时则将无法彻底控制，会造成巨大的经济损失与人身伤害。同时一些建筑物中虽然安装了喷淋系统、消防管道等，然而由于长期未操作，内部很可能堆积脏污、管壁发生腐蚀等，从而导致发电机难以正常开启，很容易延误救援、如果水泵受损、缆线头受损、控制屏线受损等，则将导致系统整体无法常规运转，进一步延误了灭火时间，对于一些年久失修的老建筑物，内部的消防系统还可能因为维修不及时而无法正常使用，从而影响正常救火。

二、智慧多功能综合灭火机器人元件构成

此类机器人主要包括几大类型：空中轨道式机器人、地面行走式机器人、无人机值守机器人。它们各具特色、各有优势，而且每一类机器人都有着自己独立的灭火系统，能够自行设置自动智慧模式，按照消防控制中心的指挥与控制来同步协调灭火，而且各个机器人从内到外都采用了耐火性材质，这样就能确保在安全灭火期间内，各个设备处于常规运行状态，其中的主要元件为：

（一）全方位旋转追踪主元件结构

主要构件包括：红外热成像光电技术检测传感器、红外线与紫外线复合探测器、小水柱雾化喷头、消防泡沫喷头、高清摄像头附上LED高光束灯。与安全消防相关的其他传感器，例如温度探测器、烟雾探测仪等，人体感应探测仪与人脸辨认系统等。

（二）中央控制装置与UPS电源

这两大设备的主体元件主要由以下系统构成：中心计算机系统、自备电源系统、火警灯设备、液位传感器、系统自动巡检故障系统与无线信号接收系统等。

（三）消防灭火器构件

消防灭火器则是由以下几大元件构成：小型加压泵、微型消防水箱、超细干粉、泡沫消防元件等。

三、智慧型多功能综合灭火机器人

（一）轨道式智慧灭火机器人

一些大型公共场所，例如商业建筑、地下车库、写字楼等大空间建筑物，其顶部均衡地设置网格轨道，而且要将平行天棚轨道、磁力轨道等设置于各个建筑物防火分区顶端，其中磁力轨道天棚主要采用铁制板路网络，智慧灭火机器人实际运行过程中势必会产生电磁力，这些电磁力也对应吸在金属天棚面，金属天棚轨道通常要设置成60cm宽，具体则应根据灯具类型来设计，确保机器人能够在金属天棚路网中运行，平行轨道也应选择鱼骨式形状，节点位置则要选择上下移动接通式，通常机器人运行于高速主通道，火险出现后可参考编码定位火灾地点，并遥控机器人通过灭火轨道直抵着火点，达到智能化灭火。若建筑物内设置若干防火区，区域间有彼此联通的轨道，从而确保机器人可以相互协助救火。各个防火分区中安装了3～4个智能机器人，根据需要选择机器人类型，例如轨道式、飞行式等，一切数据、视频等都和消防中心连接。

配设微型水箱，其存水量一般為20～30千克，一般采用细水柱加颗粒雾喷射模式，并辅助抖动扫描式喷水柱雾，集中围绕着火处进行近距离喷洒颗粒雾。同时，配设了视频监控、音频等设备，实施火灾现场全范围监控，而且要将画面、音频等动态传输至消防中心，同时能收到优先指令信号。同时，机器人也安装了热源监控捕捉系统，靠近着火点时能准确地捕捉着火位置，达到及时灭火的目标。同时，各个机器人也都安装了自己的EPS电源，收到火灾警报后，电源及时开启，灭火时长通常在30—100s，从而决策EPS容量与水箱容量，水箱选择双泵加压，功率最高达200瓦，各个机器人都安装各类灭火系统，例如泡沫灭火系统、干粉灭火系统等。具体结合现场工艺来安装灭火系统。机器人还安装了若干分析传感器，靠近火源时不同传感器能智能化分析火场，数据做出分析后，来决定灭火系统的选择。

（二）地面式智慧灭火机器人

机器人运行于天棚轨道，储存有限的水量，水柱颗粒灭火时间较短，地面机器人储存水量更大，能更长时间喷水。此机器人能高效、高速行驶，而且机器人选择轮胎运行模式，具有超强的机动性，便于运行、更为安全。因为此类机器人承担更大负荷，需配置大功率EPS电池，火警联动能共同灭火。

（三）无人机智慧灭火机器人

此类机器人主要通过飞行方式灭火，所以要控制飞行重量，其内部的EPS电源与灭火设备都要以较短灭火时间来计算，收到灭火命令后，就能在几秒内飞至火源上空，以此来准确地锁定着火点位置，如果无法及时扑灭火势，则由地面机器人来辅助。无人机机器人能够防火分区的空中飞行，发挥巡航、检查等作用，从而监察防火分区中火情，如果收到地址编码火灾探测器的相关火灾信息，则能自动探测火灾位置并灭火，免去了火灾探测器的应用。可以将多台无人机安装于同一防火分区内，从而巡检区域内有无火警信号，进而同消防中心即时通信，同步支持灭火救援。

此外，各类防火分区机器人并非彼此孤立的，而是彼此协助、相互支援，其中一个防火区发生火灾，其他分区机器人则将进入待命模式，完成辅助消防、支援救人的任务，各个分区不同类型的机器人都可以受到消防控制中心的调控，对着火点进行灭火救援，以此来确保灭火救援效率。

现阶段，建筑防火分区依然需要配设火灾探测设备，主要负责对火灾信号的探测与警报。传统的火灾探测器在实际应用中体现出某种落后性，对此可以选择复合型火灾探测器、无人机飞行式火灾探测器、壁挂式负压型摇头火灾探测器，这些探测器都具有一定的智能化功效，能够针对火灾提供智能化识别与救援，从而确保火灾救援安全，提高火灾救援工作质量。

四、结语

大空间移动式智慧型机器人灭火系统具有高度智能化、自动化的特点，而且机器人本身都选择了防火、耐火度强的材质，能够安全地靠近火源，收到火灾信号时能够及时地抵达着火点，从而将火灾控制在初始状态，这样一方面维护了消防员的安全，另一方面也确保了消防救援工作效率，提高了消防救援的工作水平。

参考文献：

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