无人一体化消防平台
发布时间：2020-09-02
摘要：在高层灭火战斗中，消防员的设备问题异常突出。当楼房发生火灾时，失火地点较高时云台无法抵达，不能及时的控制火灾情况。消防人员未了解失火具体情况时无法对火灾做出预判断，就不能够对火灾做出最正确的判断和决策，不能采取正确的采取正确的战术措施，从而不能很好的避免人员伤亡和减少经济损失。若消防员直接冒险进入，不但无法及时进入灭火，而且会对消防员造成不必要的伤害。
关键词：火情侦查，消防灭火，物资运输
引言
公安部消防局最近通报了中国高层建筑的数据。数据显示，全国拥有8层以上、超过24米的高层建筑34.7万幢，百米以上超高层6000多幢，数量均居世界第一。但多数消防用举高车以及消防水枪喷射高度，最多只能达到50米高。
正文
从我国目前的消防设备的配备来看,在扑救高层建筑火灾的过程中,能使用的高科技消防设备还比较少,比如,消防直升飞机、空中救护设施等。在50米以上的部位发生火灾,消防人员就只能全副武装从室内楼梯间登上楼层进行灭火，常常高负重和浓烟会耽误了灭火救援的时机。当前我们部分地区现有的消防车辆装备很难满足高层建筑灭火救援任务的需要,云梯消防等特殊消防车辆也只能接近相应高度的火灾区域进行灭火。另外,在建高层建筑施工现场通道狭窄,甚至有些材料堆堵塞了消防通道,消防车难于接近起火点。缺少消防电梯及其他辅助登高设备,消防人员不能及时到达着火层展开扑救,消防器材也不能得到及时补充,且内部情况复杂,战斗展开困难,如果遇到夜间起火缺少必要的应急照明设施也增加了灭火救援的难度。现代无人机的运用中，依 托了直升机的升降原理，可以实现在固定的区域内完成升空 和降落的要求[1]。本无人机系统主要由三大部分构成。1，消防无人机2，无人车平台3，消防火箭弹。消防无人机用于前期火场勘测，实时数据检测，火场灭火，高层破窗，夜间提供高空照明。无人车用于无人机的起降、运输、存储和供电 ，无人车设有升降平台与存储空间，当到达前线时，只需要远程遥控，无人车的顶部的上盖就会打开，升降平台将无人机托起送到存储仓外，无人机就可以起飞作业了。此外无人车还可以独立进行地下火灾的前线勘察任务，无人车搭载火箭弹发射器和图像传输系统前期可以代替消防员进入火场，摸清火场环境，架设水带，并且车体搭载的火箭弹效抑制中心点火情蔓延。现代无人机可以搭载风向测定仪器等，通过对风向 和风力的准确测算，并将数据结果传递到消防救援总控制平 台，可以在平台上构建起火势发展的模型，为消防救援提前 采取措施赢得了宝贵的时间[2]。消防火箭弹可以用来搭载新型灭火材料，通过挂载到无人机和无人车上，运送到起火点通过固体燃料发射到起火点，从而达到灭火作用。
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无人机飞行器平台：一般包括飞行器机架、动力系统和飞行控制系统，多功能快拆平台四大部分。主要用于火场照明、火情监控。飞行器机架一般包括:机身、起落架、螺旋桨保护罩、云台摄像机、红外线避障装置。主要用于高层破窗，火箭弹灭火，物资补给。
任何的火箭都有四个主要部件，结构系统框架，有效载荷系统，导航系统和推进系统。火箭的制导系统包括非常复杂的传感器，机载计算机，雷达和通信设备。在火箭发射期间，制导系统有两个主要作用;为火箭提供稳定性，并在演习中控制火箭。已经开发了许多不同的方法来控制飞行中的火箭。该运动在飞行中的任何对象的是组合重心和所述的转动围绕其重心，这也被称为所述对象的质心。所有的控制方法都会产生一个关于火箭重心的扭矩，从而导致火箭在飞行中旋转。通过了解作用在火箭上的作用力和由此产生的运动，我们提出了相应的控制方法。对于火箭制导系统可以编程来拦截目标或飞行进入轨道。根据系统功能设计要求，需要通过无线遥控方式实现不少于5路的模拟和开关量控制。实现该功能的整体方案和单元设计方案如下。该平台包括数传(控制)和图传(音视频)两部分，就考虑到遥控距离要求，均采用互联网+4G通信的模式。数传部分的组成如图所示，主要包括互联网计算机和支持消息队列遥测传输(MQTT)协议4G通信模块。针对遥控基本需求，其控制信号可以包括多路模拟量和开关量，通信速率不小于19.2kbps，综合考虑现有4G通信系统指标、MQTT协议以及单片处理时延，系统总延时理论上不大于500ms。
网络图传技术比较成熟，采用集成式4G摄像头采集现场音视频并实时传至指定的云端服务器，客户端通过互联网访问云端数据，该系统时间延迟以服务供应商数据为准。
结语：
俗语说水火无情。当火灾发生时，如果无法及时有效地 开展救援活动，将会造成极大的人员伤亡和财产损失，加强 消防救援能力是维护社会稳定的基础。在现代消防救援中， 需要积极利用技术优势，将无人机应用于消防救援实践当 中，提高消防救援的可靠性和可控性，也能够对消防人员难 以达到的火灾救援需求进行补充，在保护消防人员安全的同 时，增强消防救援的实施效果。——论文作者：孔梓俊、李炳绪、张梅、李俊东、曹文鹏
