一种推车式智能灭火系统及基于其的灭火方法与流程

本发明涉及消防，特别是涉及一种推车式智能灭火系统及基于其的灭火方法。

背景技术：

1、油料火灾具有燃烧速度快、火焰形态不稳定、易扩散蔓延、爆炸风险高的特点，对早期精准探测与快速灭火响应提出了极高要求。现有智能消防灭火系统多采用单一红外扫描探测或单一图像识别探测方式实现火情监测与火源定位，存在明显的技术缺陷与环境适应性短板。

2、其中，传统单红外探测方式依靠环形逐区扫描方式寻找火源，扫描覆盖范围大、针对性弱，需多次循环扫描方可锁定火情区域，定位响应速度慢、效率低，且易受强光、环境热辐射干扰产生误判，难以满足油料火灾快速预警定位需求。

3、传统图像型火灾识别技术多依托sobel算子完成火焰边缘检测与尖角特征提取，进而判定火灾。但sobel算子自身抗噪能力弱，在烟雾、强光等复杂干扰场景下，极易造成火焰边缘轮廓提取失真，导致计算得到的火焰尖角数量、尖角角度、尖角长度等关键特征参数与真实火焰特征偏差较大，最终使得火灾识别模型准确率下降、漏判误判概率升高，复杂工况下探测稳定性差。

4、此外，单一图像探测仅能识别火焰、烟雾视觉特征，无法精准获取火源热源核心点位，定位精度有限；单一红外探测抗环境干扰能力弱、无视觉复核能力，二者单独使用均难以兼顾探测速度、识别准确性与定位精度。现有技术缺乏多模态探测协同机制，无法实现大范围火情快速粗定位与局部火点精准精确定位的分层探测逻辑，导致智能灭火系统整体响应滞后、定位偏差大，难以适配油料火灾复杂、突发、快速蔓延的灭火场景。

技术实现思路

1、为了解决现有消防技术抗干扰能力弱、火情识别精度低、火点定位速度慢的技术问题，本发明提供了一种推车式智能灭火系统及基于其的灭火方法。

2、为此，本发明提供了以下技术方案：

3、一种推车式智能灭火系统，包括牵引车体、智能探测单元、电控单元和灭火供液单元；

4、所述灭火供液单元安装于牵引车体内部，灭火供液单元包括泡沫药剂原液箱、电动吸液泵、电动水泵、复合气瓶、泡沫比例混合器和正压发泡器；所述电动水泵的进水端用于外接水源，电动水泵的出水端与泡沫比例混合器相连；所述电动吸液泵的吸液端连通泡沫药剂原液箱，电动吸液泵的出液端连通泡沫比例混合器；所述泡沫比例混合器的混合液出口连通正压发泡器的混合液入口，所述复合气瓶与正压发泡器的气体入口相连通；

5、正压发泡器混合液出口连通导水管，导水管布设贯穿牵引车体；导水管的出水端连接驱动机构；驱动机构内安装有连接管，导水管与连接管的入口连通，连接管的出口连接喷射枪；

6、智能探测单元包括图像型火灾探测装置和红外线复合传感器，图像型火灾探测装置安装于驱动机构上；红外线复合传感器安装于喷射枪上；

7、电控单元分别与电动水泵、电动吸液泵控制连接；电控单元分别与图像型火灾探测装置、红外线复合传感器信号交互连接。

8、进一步地，所述驱动机构包括上罩和下罩；

9、上罩和下罩相互围合形成驱动腔；驱动腔内且位于上罩区域水平安装托盘，托盘上竖直安装第一电机，第一电机的输出端水平安装第一齿轮；导水管的顶端为弯折结构，使导水管的输出端呈纵向设置，上罩转动套装于导水管外侧，导水管的输出端依次贯穿上罩、托盘深入驱动腔内；导水管上固定套装旋转齿轮，第一齿轮与旋转齿轮啮合；

10、连接管采用软管，连接管的上端通过第一法兰与导水管的输出端转动连接，连接管的下端通过第二法兰与喷射枪连接；

11、驱动腔内且位于下罩区域水平安装第二电机，第二电机的输出端纵向安装第二齿轮，第二法兰通过转轴转动安装于驱动腔内，转轴上固设有从动齿轮，从动齿轮与第二齿轮啮合；

12、下罩上开设有摆动孔，喷射枪位于摆动孔内。

13、进一步地，所述电控单元包括电控箱、逆变器和动力电池，电控箱通过逆变器与动力电池电连接；电控箱分别与电动水泵、电动吸液泵控制连接；电控箱分别与图像型火灾探测装置、红外线复合传感器信号交互连接。

14、进一步地，所述电动水泵的出水端引出泄压管路，泄压管路上安装球阀；电动水泵的出水端安装电磁球阀，复合气瓶的出气端安装电磁阀，电磁球阀和电磁阀分别与电控单元控制连接。

15、进一步地，还包括电动药剂灌装泵，电动药剂灌装泵与泡沫药剂原液箱的入液口连接，电动药剂灌装泵与电控单元控制连接。

16、基于所述的推车式智能灭火系统实现的智能灭火方法，包括以下步骤：

17、s1、通过电控单元控制牵引车体移动，通过智能探测单元持续巡检监测；其中，图像型火灾探测装置实时采集监测区域的可见光图像与红外热成像图像，红外线复合传感器实时采集区域红外辐射信号；

18、s2、电控单元对采集的可见光图像与红外热成像图像与红外辐射信号进行融合处理；对融合图像进行图像预处理、边缘检测、形态学去噪；提取经图像处理后的融合图像中的火焰尖角特征，并根据预设的火焰尖角变化率阈值判定火情；

19、s3、当判定为真实火情后，通过图像型火灾探测装置识别采集到的监测区域的可见光图像与红外热成像图像中具备火焰、烟雾特征的目标区域，将识别得到的目标区域确定为火灾区域，再通过红外线复合传感器在火灾区域内进行扫描，将满足温度阈值特征的热源点确定为火点，获取火点坐标，输出火点坐标信号至电控单元；

20、s4、电控单元根据火源位置信号，驱动第一电机、第二电机动作，带动喷射枪完成水平旋转与纵向摆动，使喷射枪对准火点；

21、s5、电控单元启动电动水泵抽取外接水源输入泡沫比例混合器，同时启动电动吸液泵抽取泡沫药剂原液输入泡沫比例混合器，在泡沫比例混合器内按预设比例混合形成均匀泡沫混合液；

22、s6、复合气瓶输出高压气体通入正压发泡器，泡沫比例混合器输出的泡沫混合液同步送入正压发泡器，通过正压发泡器生成灭火泡沫；

23、s7、灭火泡沫经导水管、连接管输送至喷射枪，对准火点持续喷射灭火泡沫实施灭火；

24、s8、火情扑灭后，电控单元依次关闭电动水泵、电动吸液泵、电磁阀、电磁球阀，停止泡沫供给，控制喷射枪复位至初始预置位，系统重新进入巡检待机状态。

25、进一步地，所述步骤s2中，提取经图像处理后的融合图像中的火焰尖角特征，并根据预设的火焰尖角变化率阈值判定火情包括：

26、采用sobel算子对火焰图像进行边缘检测，获取火焰边缘轮廓，通过形态学膨胀处理去除火焰边缘轮廓毛刺与噪声干扰；沿着火焰边缘轮廓遍历轮廓拐点，筛选满足凹凸判定条件的拐点作为火焰尖角，基于相邻轮廓线段求解尖角角度，并统计尖角数量，同时计算尖角顶点至轮廓分叉位置的距离作为尖角长度特征；通过连续多帧图像计算火焰尖角变化率，当尖角变化率大于等于预设阈值时，判定为真实火灾，否则判定为环境干扰。

27、本发明的优点和积极效果：

28、本发明采用图像型火灾探测装置与红外线复合传感器构成多模态分层探测体系，先依靠图像识别圈定含火焰、烟雾特征的火灾区域，再利用红外传感器局部扫描精准锁定火点，实现大范围粗定位与小区域精定位相结合。克服单一图像探测无法获取热源坐标、单一红外探测易误报警的缺陷，有效提升油料火灾场景下火源定位速度与定位精度，适配油料火蔓延快、爆炸风险高的处置需求。

29、火情识别过程在sobel边缘检测基础上增加形态学去噪处理，优化火焰轮廓提取效果；通过提取火焰尖角角度、尖角长度等多维特征，并依据连续帧火焰尖角变化率判别真实火情，能够有效抑制强光、环境热辐射、烟雾干扰带来的误判、漏判问题，提升复杂工况下火灾识别算法的稳定性与可靠性。

30、设置第一电机、第二电机驱动的双自由度执行机构，可带动喷射枪独立完成水平回转与纵向俯仰调节，依据火点坐标自动完成瞄准，替代人工操作，缩短瞄准响应时间；搭配柔性连接管配合运动，保障多角度姿态调节过程中灭火介质持续输送，消除喷射盲区，实现火源精准靶向喷射。

31、电动水泵供给清水、电动吸液泵输送泡沫原液，经由泡沫比例混合器实现药剂与水稳定配比；配合复合气瓶供气、正压发泡器生成灭火泡沫，泡沫致密性好、隔氧降温能力突出，可高效压制油料明火、抑制爆燃，相比普通喷水灭火，灭火效率更高、复燃风险更低。

32、在电动水泵出水端增设泄压管路、球阀与电磁球阀，配合复合气瓶出气端电磁阀协同控制气、水路压力，设备启停与工况切换时可及时释放管路残余压力，防止管路憋压、水锤冲击，保护泵体与管路组件，提升整套系统运行安全性与使用寿命。

33、配备电动药剂灌装泵，能够实现泡沫药剂原液箱自动补液，降低人工加注药剂的操作强度；整套设备集成安装于牵引车体，依托动力电池搭配逆变器统一供电，由电控单元统筹巡检、火情识别、自动瞄准、发泡喷射、停机复位全流程工作，自动化程度高，便于移动部署，可实现现场无人化早期灭火作业。