消防装备智能化自动控制技术要点分析

消防装备智能化自动控制技术要点分析

常晓莉 

陕西秦龙电力股份有限公司环保科技分公司 712085

摘要：为避免消防过程中设备应用效率不高、稳定性不足的问题，提高消防救援效率。本文将智能技术应用到消防装备自动控制中，致力于打造智慧消防系统，对消防设备集成管理，结合火情合理分配消防装备，确保灭火过程中的协调性、安全性。研究结果表明，消防装置智能控制系统利用通信通道发送指令，终端采集数据和定位跟踪装置，控制装备完成灭火过程，系统具备远程控制功能，利用人机界面反映信息，功能强大、应用效果良好。

关键词：消防装备；智能技术；自动化控制技术；定位跟踪系统

引言：消防工作是一项复杂、险峻的工作，现场扑救环境瞬息万变，为应对各种突发事件，提高救援工作效率，将智能技术应用到消防装备控制中，可以利用现代化技术，对火源自动追踪、识别、实现对设备的自动化控制，协助消防人员完成火灾救援工作。智能技术应用，有助于信息侦查工作的开展，快速扑灭火情，使灭火计划更加科学。

1消防装备自动化控制机理

消防装备的自动化控制技术基于数据采集、数据分析、逻辑控制技术实现；其本质是基于自动化信息管理实现消防装备的有效调动，基于自动化控制精准分析控制安全隐患，针对性监管各种设备设施，进而实现消防装备精细化管理。数据采集则通过在装备前端安装数据采集传感器，采集火情视频图像、位置信息等。数据分析模块则负责对采集的数据进行阈值判断，结合数据分析结果和现场变化预测结果，启动算法完成消防装备规则控制，最终利用逻辑控制系统，自动控制消防装备的喷水量、喷水位置等。目前，智慧消防体系的打造和应用为整个消防过程提供了辅助，实现了装备一体化、系统化、集成化部署，具备智能探测、智能防排烟、应急照明等功能，实现多种设备的联动管理。将装备接入到平台之中，运用RFID、感知技术、物联技术等，相关人员能够远程获取信息，判断火情及灭火救援方案，调动设备完成灭火救援的基本工作。大数据技术、云计算技术运用到火情信息监测之中，能够结合温度数据、建筑框架结构、现场火情信息等，制定最佳救援方案，精准远程控制和调动消防装备完成自动化救援[1]。

2消防装备自动化控制技术应用

2.1控制系统架构

随着消防装备更新，消防设施的智能化升级不断加速，为实现系统化、集成化、自动化管理提供了有利条件。当下，智慧消防系统建设环节必须做好各种智能化系统的全面布局与联动。火灾探测报警器不可或缺，消防水系统、疏散系统、应急照明系统以及防排烟系统缺一不可。依据智慧消防体系建设基本原理，在消防装备自动化控制系统建设期间，主要依据物联网技术完成装配的管控和调度。由于消防装备类型多样、数量较多，在各区域内分布较广，控制系统建设应满足集成化、分布式的基本要求。按照相关标准规范体系，将控制系统分为五个层级结构，其中包括感知层、传输层、系统层、应用层、服务层。其中，感知层负责消防水压、感应装置、消防栓等相关装配的监测，利用天网技术接入视频感知系统。传输则建立通信模块，利用物联网、互联网技术，完成网络部署，系统层则建立监控中心、共享数据库、系统接入平台等，实现数据的共享和远程监控。应用层则连接各消防装备、调度系统、指挥平台、管理系统之中，服务层则连接消防部门、社会单位、消防站等，实现救援过程中的全方位联动[2]。在此，建立系统结构模型，建立消防救援最优目标，即在火灾发生时，能够就近对消防装备进行综合调度，实现救援效率的最大化，具体最优目标函数表达公式如下：

在系统之中，P表示最优目标解，24小时内持续对现场进行监测，Q、E分别表示了现有设备的状态，r则表示装备的可用参数，t表示时刻，w表示装备投入使用时的具体功率。基于最大效率模型，可在某时刻火灾发生时完成快速调度、快速救援的过程。该模型主要利用数据检测技术、物联网技术实现，在共享资源的集成化管理模式下，完成消防装备的最佳配置。

2.2系统终端设计

2.2.1传感器部署

传感器的部署是负责数据采集工作的核心，为保障数据采集内容的全面性和科学性，应用射频识别技术动态扫描消防装备信息，将装备基础信息上传至控制系统之中，实现对各类消防装备的集成管理。智能技术主要负责消防装备的集成控制，即在传感器发出预警信息之后，依据传感器采集的位置数据、装备信息等，自动完成特定区域的灭火救援工作。系统配置自动跟踪系统，与灭火器装置连接在一起，在火源初期，自动启动装置完成灭火过程。区域内安装气体检测装置和红外线检测装置，在定位火源位置后可识别火源的情况，调整可控制装备。例如，在水枪装备安装传感器设备，系统可在15s内完成射流操作，喷射范围可达到60m左右，完成灭火仅需要20s左右，能够在火势扩大之前完成灭火救援工作。区域现场配置温度传感器、烟雾传感器等，使得预警效率得到有效提升，其中，烟雾传感器的检测范围可达到20-30平方米，检测灵敏度具有可调节性，响应时间为0.5s，工作电压为12V

[3]。传感器部署主要用于获取现场信息和设备信息，实现消防装备与现场情况之间的匹配。由于现场火情处于动态变化之中，利用传感器设备采集数据之后，应确保数据的自适应性，具体传感器优化函数如下：

公式中的t表示自适应程度，r表示传感器状态，q表示传感器数量，t表示某时刻的传感器获取的数据信息，g表示传感器所处位置，t表示传感器采集数据的具体时刻。

2.2.2逻辑控制系统

传感器采集到数据之后，为实现对消防装备的精准控制，系统应内设逻辑算法，完成逻辑控制。依据传感器采集的相关数据，实现消防装备利用价值的最大化，在最短时间内完成火情扑灭工作。当传感器采集的温度数据、烟雾数据等超过设定阈值之后，逻辑控制算法会触发报警系统并控制消防装置启动。系统内置可编程逻辑控制器，以实现设备的精准控制为目标，并对算法进行求解。考虑到消防装备的参数并不相同，且连接消防装备包括消防水枪、灭火器、喷洒系统、消防车辆等，为实现控制的精准性，应建立线性优化模型，将原本的逻辑控制问题与参数问题结合，确保现场救援过程中对各装备控制的精准性，具体线性优化模型如下：

公式中的u、l属于消防装备的已知参数，Σ表示消防装备的可控参数。K表示调动的消防装备功率，Ax表示消防装备的控制利用效能。在自动化控制过程中，应确保消防装备的逻辑控制能够满足现场火灾扑救的基本要求，进而发挥装备在火灾救援中的辅助价值。

2.2.3智能消防机器人

近年来，机器人技术被广泛运用到了人们的生产生活领域，随着智能化技术普及智能机器人的应用范围不断拓展，自主型、交互型以及传感型机器人都成为辅助生产的重要工具，为生产智慧化提供有力支持。智能消防机器人是一种新型的智能控制产品，作为一种特种机器人，智能消防机器人有着十分明确的使用场景，是专门用于灭火和救援抢险的机器人，具有替代和辅助人工的特殊价值。在火灾控制困难、环境比较危急时，智能消防机器人能够进入到现场完成火情扑灭、救援等工作。由于机器人的材质耐火性较高，可避免损坏；而且智能消防机器人的自我保护能力极强，拥有自动开启自我降温的功能，还能灵活躲避障碍物并在遇到危险时自动识别、决策，快速离开现场。在消防工作中，智能消防机器人扮演多种角色，它能充当“侦察兵”，基于智能技术的应用能够实时探查具体的现场火情及火源信息，机器人前端配置数据采集装置，将采集的数据信息上传至系统中，相关技术人员实时获取现场数据信息，完成机器人及相关装备的自动调度，为消防路线规划、轨迹预测等提供数据基础。在火场救援中，智能消防机器人也能担任“狙击手”精准制导，基于搭载的消防火炮快速扑灭火苗；还能与消防车水带连接，充当移动喷头，前往人力不可达的区域远程灭火。

结论：综上所述，消防装备自动化控制技术应用以数据采集为前提、数据处理为核心，实现对消防装备的调度及控制，及时消灭火情。在火情较大情况下，则可将机器人技术与智能控制技术结合，辅助完成救援工作。智能自动控制技术在火情救援中应用具有良好的推广价值，使得消防救援效率、质量得以提升。

参考文献：

[1]丁淋钧,王卫俊.新型装备物资综合保障系统平台在消防装备管理中的应用[J].现代职业安全,2023,(08):78-80.

[2]孙艳.物联网技术下的消防装备智能管理系统的应用研究[J].网络安全和信息化,2023,(06):23-25.

[3]郭学渊.物联网技术在消防信息化建设中的应用分析[J].消防界(电子版),2023,9(01):49-51.