大空間移動式智慧消防報警滅火系統設計及應用研究

黎仲

摘要：隨著現代智能科技的發展，消防滅火系統也逐漸走向智能化，大空間移動式智慧消防報警滅火系統應用于消防救援中，依賴于各類機器人的高效、智能化運行，從而達到安全、及時滅火救援的目標。本文首先分析了傳統滅火系統的弊端，然后重點探究了智慧多功能綜合滅火機器人設計與應用。

關鍵詞：滅火機器人;獨立滅火系統;火災快速警報

傳統的滅火救援方式主要依賴自動報警系統、自動化噴淋系統等，然而，這兩種傳統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能夠輔助撲滅火災，當出現大范圍火災時可以充分依賴此系統來進行火災救援，從而減少火災損失，提高滅火救援工作效率。

一、傳統滅火系統的缺點分析

傳統滅火系統主要是指自動滅火系統與消火栓滅火系統。其中前者主要選擇自動噴淋滅火方式，后者則需要專業消防員的親手操作，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，最快召集消防人員、專業救火人員參照火災警報信號來及時抵達火災現場，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，從而導致火勢的蔓延，錯過了最佳撲救時間，當火勢發展到一定規模時則將無法徹底控制，會造成巨大的經濟損失與人身傷害。同時一些建筑物中雖然安裝了噴淋系統、消防管道等，然而由于長期未操作，內部很可能堆積臟污、管壁發生腐蝕等，從而導致發電機難以正常開啟，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，則將導致系統整體無法常規運轉，進一步延誤了滅火時間，對于一些年久失修的老建筑物，內部的消防系統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、各有優勢，而且每一類機器人都有著自己獨立的滅火系統，能夠自行設置自動智慧模式，按照消防控制中心的指揮與控制來同步協調滅火，而且各個機器人從內到外都采用了耐火性材質，這樣就能確保在安全滅火期間內，各個設備處于常規運行狀態，其中的主要元件為：

（一）全方位旋轉追蹤主元件結構

主要構件包括：紅外熱成像光電技術檢測傳感器、紅外線與紫外線復合探測器、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。與安全消防相關的其他傳感器，例如溫度探測器、煙霧探測儀等，人體感應探測儀與人臉辨認系統等。

（二）中央控制裝置與UPS電源

這兩大設備的主體元件主要由以下系統構成：中心計算機系統、自備電源系統、火警燈設備、液位傳感器、系統自動巡檢故障系統與無線信號接收系統等。

（三）消防滅火器構件

消防滅火器則是由以下幾大元件構成：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，例如商業建筑、地下車庫、寫字樓等大空間建筑物，其頂部均衡地設置網格軌道，而且要將平行天棚軌道、磁力軌道等設置于各個建筑物防火分區頂端，其中磁力軌道天棚主要采用鐵制板路網絡，智慧滅火機器人實際運行過程中勢必會產生電磁力，這些電磁力也對應吸在金屬天棚面，金屬天棚軌道通常要設置成60cm寬，具體則應根據燈具類型來設計，確保機器人能夠在金屬天棚路網中運行，平行軌道也應選擇魚骨式形狀，節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，火險出現后可參考編碼定位火災地點，并遙控機器人通過滅火軌道直抵著火點，達到智能化滅火。若建筑物內設置若干防火區，區域間有彼此聯通的軌道，從而確保機器人可以相互協助救火。各個防火分區中安裝了3～4個智能機器人，根據需要選擇機器人類型，例如軌道式、飛行式等，一切數據、視頻等都和消防中心連接。

配設微型水箱，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，配設了視頻監控、音頻等設備，實施火災現場全范圍監控，而且要將畫面、音頻等動態傳輸至消防中心，同時能收到優先指令信號。同時，機器人也安裝了熱源監控捕捉系統，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，例如泡沫滅火系統、干粉滅火系統等。具體結合現場工藝來安裝滅火系統。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，數據做出分析后，來決定滅火系統的選擇。

（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更大負荷，需配置大功率EPS電池，火警聯動能共同滅火。

（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，其內部的EPS電源與滅火設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的空中飛行，發揮巡航、檢查等作用，從而監察防火分區中火情，如果收到地址編碼火災探測器的相關火災信息，則能自動探測火災位置并滅火，免去了火災探測器的應用。可以將多臺無人機安裝于同一防火分區內，從而巡檢區域內有無火警信號，進而同消防中心即時通信，同步支持滅火救援。

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

現階段，建筑防火分區依然需要配設火災探測設備，主要負責對火災信號的探測與警報。傳統的火災探測器在實際應用中體現出某種落后性，對此可以選擇復合型火災探測器、無人機飛行式火災探測器、壁掛式負壓型搖頭火災探測器，這些探測器都具有一定的智能化功效，能夠針對火災提供智能化識別與救援，從而確保火災救援安全，提高火災救援工作質量。

四、結語

大空間移動式智慧型機器人滅火系統具有高度智能化、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，能夠安全地靠近火源，收到火災信號時能夠及時地抵達著火點，從而將火災控制在初始狀態，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。

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