基于OneNET云平台的智慧消防远程监控系统的设计

针对传统消防监控系统存在开发成本高、误警率高、实时监控不便的问题,提出一种基于物联网云平台的智慧消防远程监控系统。采用STM32单片机作为中枢控制芯片,经多传感器采集温度、湿度、烟雾、火焰等环境数据,通过窄带物联网(NB-IoT,Narrow Band Internet of Things)上传至OneNET云平台。经数据分析后以可视化方式呈现,对异常数据触发报警实时响应。通过手机APP实现数据实时监测及一键处置。经测试,监控系统报警准确率高于97.2%,数据延迟低于50 ms,表明该系统能够实现消防火警的无线远程监控,并做出快速反应,满足中小微企业和普通家庭用户的消防监控需要。

山地历史镇村消防规划的适应性方法研究——以重庆中山古镇为例

消防安全是安全工作的重要组成部分,也是城乡高质量发展的重要前提。山地历史镇村因其复杂的地形环境、不便的对外交通、滞后的经济发展,相较平原地区,面临着更大的火灾风险。研究聚焦山地历史镇村消防面临的难点与现有研究的不足,引入规划适应性理论,按照“从动—适动—能动”的适应性思维,提出了构建精准的防火分区体系、配置多层级立体的消防设施系统、构建平灾结合的消防通道网络、采取灵活的建筑耐火措施等的消防规划路径与方法。其中,在防火分区方面,形成“全面开展火灾风险评估—精准划分防火分区—有效设置隔离空间”的规划技术方法;在消防设施方面,利用山地地势高差、水源充足等特点,构建多层级、立体化的消防设施系统;在消防通道方面,设立基本消防通道—可转换消防通道—可拓展消防通道的三级通道系统;在建筑防火方面,提出构建建筑防火综合评价体系、加强传统建筑内部的电气线路规范化等举措。基于上述方法,以重庆中山古镇为案例,开展了具体的火灾后消防规划实证,可以为山地历史镇村的消防安全保护工作提供重要的经验借鉴。

直升机消防吊桶姿态模拟试验研究

为量化研究直升机消防吊桶灭火过程中消防吊桶姿态对洒水精准度及直升机稳定性的影响,搭建直升机消防吊桶姿态试验平台开展消防吊桶缩尺寸试验。开展来流速度、质量、绳索长度、加装尾鳍4种因素影响下直升机消防吊桶摆动试验,利用以姿态传感器和拉力传感器为核心的数据采集系统采集试验过程中消防吊桶的姿态角和绳索垂直方向的受力。结果表明:来流速度为8、16、24 m/s时姿态角变化极差为7.85°、20.40°、34.84°,绳索垂直方向受力极大值与自身重力之差为0.18、1.13、2.29 N;质量为301、271、241 g时,姿态角变化极差为17.45°、20.40°、38.27°,绳索垂直方向受力极大值与自身重力之差为0.95、1.13、1.17 N;绳索长度为100、150、200 mm时,姿态角变化极差为22.41°、20.40°、19.61°,绳索垂直方向受力极大值与自身重力之差为1.93、1.79、1.56 N;正交试验分析得出不同工况的影响因素大小为来流速度>绳索长度>质量,其中来流速度对试验结果影响极显著(P<0.01);直升机消防吊桶是否加装尾鳍的姿态角变化极差为15.78°、55.76°,绳索垂直方向受力极大值与自身重力之差为0.64、1.06 N。综上,降低来流速度、增加消防吊桶质量、增加绳索长度及加装尾鳍可有效降低消防吊桶姿态变化幅度,提高垂直方向受力的均匀性,从而优化洒水精度和直升机稳定性。

整合多因素影响的城市消防站布局优化实践

为了科学规划城市消防站的数量和空间位置,提高同等时间下对责任区域的覆盖率,保证应急救援的时效性,避免可能导致的更大程度人员伤亡和财产损失,本研究以《城市消防站建设标准》为依据,运用地理信息系统(GIS),增加危险化学品重点单位的权重,根据调研情况提出10 min内90%覆盖率为考量标准,充分考虑保留现有消防站同时建设新站的经济成本和不合理布局对消防救援人员健康造成的危害,进行城市消防站布局优化。据此思路,以包头市昆区为例开展实践研究,结果表明:昆区消防站布局优化后,在相同阻抗中断下,消防站可达区域面积和对责任区域覆盖率均有较大增长。因此,运用该思路开展城市消防站布局优化具有一定的科学性。

大型钢铁冶金企业焦化工程消防给水设计若干问题探讨

现代大型钢铁冶金企业焦化工程主要由备煤系统、炼焦设施、干熄焦设施、焦处理系统、煤气净化系统等生产设施和辅助生产设施组成,在生产过程中使用的原料、燃料及其贮存、输送、生产多为可燃、易燃、易爆物,发生火灾的可能性和发生火灾后的破坏性大,消防给水系统是焦化工程消防设计的重要环节,尤其应受重视。对焦化工程消防给水系统的若干实际问题进行探讨,并提出一些建议和看法,有助于优化焦化工程消防给水设计。

高压水炮系统水箱与连接件静态特性分析

消防直升机因其高机动性、大载质量和长航时等优点而被广泛应用于扑灭森林、超高层建筑和危化品场所等火灾。为防止结构问题引发安全事故,需要对其外挂水炮系统结构进行静力学分析,确保设计的外挂水箱结构强度和刚度符合适航标准。首先,使用SolidWorks软件建立了消防直升机外挂水箱和连接件的三维模型,并进行了适当的简化。然后,通过有限元分析软件对水箱及各连接件进行了静力学分析。仿真结果表明,所设计的高压水炮系统的水箱及连接件结构具有良好的静态特性,能够满足适航要求,并能保证系统的正常运行和性能表现。

机载批量灭火袋高空抛洒落地分布特性的模拟与实验验证

为了对灭火飞机高空抛洒系统进行优化设计,必须建立反映飞行过程机载批量灭火袋高空抛洒落地机理的模型.基于离散元方法和计算流体力学方法,建立了机载批量灭火袋高空抛洒落地特性机理模型,获得不同飞行速度和高度下的灭火袋抛洒特性及落地分布,通过实验对模型进行了验证.抛洒落地分布的模拟结果与实验数据偏差在20.0%以内.研究成果为飞机高空灭火系统研制提供理论模型,以显著提升灭火飞机喷洒系统的灭火效果.

消防机器人热防护隔热材料选择与结构优化

消防机器人在火灾处置中的应用越来越广泛,降低了消防员在火灾救援中的风险,同时也带来了研究其热防护性能的需求。本文以某履带消防机器人底盘车身为研究对象,以保护其内部电子元器件不受高温损害为目的,以火场环境为条件,对车身温度场分布规律进行了分析。基于消防机器人底盘车身热防护结构材料的正交试验设计,使用ANSYS Workbench软件对不同热障涂层材料、基体材料和隔热保温材料组合的热防护性能进行分析,提出了车身热防护结构最优组合方案。在确保消防机器人热防护性能的前提下,采用响应面优化分析对热障涂层厚度和隔热保温层厚度进行优化,热障涂层厚度、隔热保温层厚度分别减少了3.4、4.2 mm,底盘车身内部体积扩大了11.74%,质量减小了15.83%。

不同温度下泡沫灭火剂对消防设备金属的腐蚀研究

为探究不同温度下泡沫灭火剂对消防设备金属的腐蚀行为,选用了水成膜泡沫灭火剂(AFFF)、合成型泡沫灭火剂(S)、氟蛋白泡沫灭火剂(FP)这3种消防工作中常用的泡沫灭火剂和2种消防设备金属材料(镀锌钢、铝合金),在40~80℃下开展了浸泡失重和电化学测试试验,并计算了腐蚀速率,测量了腐蚀电流密度等关键参数。结果表明:金属腐蚀速率随温度升高而增大,3种泡沫灭火剂对2种金属的腐蚀速率依次为:FP>S>AFFF,2种金属的耐蚀性为:铝合金>镀锌钢。随着温度的升高,2种金属的腐蚀程度有所加剧,镀锌钢表面产生腐蚀产物与点蚀坑,铝合金表面颜色变暗,在FP中,两种金属表面均产生点蚀坑,其数量和深度随温度升高而增加。电化学测试发现,在腐蚀初期,随着温度升高,腐蚀电流密度上升,电容弧径和电荷转移电阻减小,腐蚀加快。此外,在不同温度下,铝合金在3种泡沫液中以及镀锌钢在AFFF和FP中的腐蚀机制都处于电荷转移控制之下,但镀锌钢在S中表现为典型的扩散控制。

基于贝叶斯网络分析的煤化工消防系统检修频率研究

因煤气化厂房内的消防系统维护检修不到位,造成系统无法发挥作用甚至瘫痪的事件屡屡发生。本文基于贝叶斯网络的风险评估方法,通过对煤气化厂房火灾的发生原因进行分析,开展了合成气泄漏及事故后果的风险评估,并结合风险评估结果对消防系统的检修频率进行探究,提出了一种与煤气化厂房固有风险相适应的消防系统检修维护周期评估算法。该算法可较高程度地实现事故预防并减轻灾害损失。

稳流器结构对导流式消防水炮流动特性的影响

为了探究一种新的最佳星形稳流器结构形式,选取六肋式星形稳流器,设计了5种不同长度且交叉排列的星形稳流器.基于CFD对安装有5种不同结构形式的星形稳流器的导流式消防水炮内流体的流动特性展开了数值模拟研究,分析了不同稳流器布置形式对导流式消防水炮内流体速度分布均匀性、轴线速度以及湍动能的影响,并对不同布置形式下的压力降进行了分析.数值研究结果表明,稳流器可有效改善消防水炮内轴线速度分布并降低消防水炮的进出口湍动能差,分段叉排布置的稳流器可显著提升稳流效果.其中,数量为2、长度为40 mm且交叉布置的稳流器组合最有利于提升消防水炮的综合性能.同体积条件下,通过缩短单个稳流器长度,增加稳流器叉排数量的分段错位布置提升消防水炮的性能作用有限.过多数量的叉排布置会造成逆流以及较大的压力损失.研究结果对星形稳流器在消防水炮内的优化设计具有一定借鉴作用.

灭火防护服3层组合试样的热防护性能

消防员灭火防护服多为外层、防水透气层、舒适层3层织物制作,3层组合试样的质量和防护服质量直接相关。为了增强3层组合试样的热防护性能,实现灭火防护服轻量化,提高灭火救援的效率,试织了芳纶双层织物和玄武岩/阻燃粘胶包覆织物,试制了芳纶双层包覆聚四氟乙烯(PTFE)膜织物。选择2种舒适层织物和1种轻量防水透气层材料,制成不同组合试样并进行热防护性能测试。试验结果表明:3层组合试样经热防护性能测试后,玄武岩/阻燃粘胶包覆织物组织基本完整,防水透气层的PTFE膜炭化、损毁,防水性能缺失;芳纶双层织物做外层,芳纶混纺凹凸织物为舒适层的组合试样TPP值达1495.2 kW·s/m^(2),试样厚度大于3 mm。

基于红外传感器的风电机组智能消防系统设计

现阶段风电机组负载大幅度增加,使得风电机组火灾事故频发,因此设计了一种基于红外传感器的风电机组智能消防系统。在红外传感器内部加设A/D转换电路,计算消防灭火装置内部填充药剂用量,完成系统硬件的设计。通过分析风电机组运行原理,确定机组的隐患部位,将其作为红外传感器和灭火装置的安装位置。利用红外传感器检测温度与烟雾浓度,判断其是否满足消防程序运行逻辑,以此完成智能消防系统软件设计。通过实验证明,与传统消防系统相比,所设计系统的复燃概率小,响应时间短,实际应用效果好。

某型灭火飞机水箱晃动结构动响应分析

灭火飞机工作过程中,灭火剂晃动会对水箱结构造成冲击及影响飞行稳定性。针对该问题,以某型灭火飞机水箱为研究对象,基于LS-DYNA建立FEM-SPH的流固耦合仿真模型,开展水箱灭火剂晃动的仿真分析。研究飞机在起飞阶段,不同充液时水箱结构的动态响应、液体重心变化大小及防晃板的抑制作用,为该型飞机综合航电灭火平台基本型水箱设计提供有效的计算分析数据及优化建议。

高原山地环境腹箱式灭火飞机投水数值模拟

为探究高原山地环境下腹箱式灭火飞机投水着水特性,基于VOF多相流模型构建了飞机投水过程仿真模型,分析地形坡度和海拔高度对地面落水分布的影响,并以投水有效利用率和有效水体覆盖厚度为指标评估其投水效能.结果表明,随山地坡度增加,相同飞行速度下落水地面分布的长度减小而宽度增加,落水区域前端水体分布更密集;随海拔高度增加,相同飞行速度下地面落水分布中后区域更连续,且高原环境下落水地面分布宽度增加但长度变化较小.此外,投水效能普遍随坡度的增加先降低后提高;投水有效利用率在小坡度时随海拔高度增加而提高,其他工况下受海拔高度影响较小,有效水体覆盖厚度普遍随海拔高度增加而降低.

公共建筑灭火救援中室内消防设施的运用研究

总结了公共建筑火灾的特点,并对火灾原因进行分析,针对公共建筑灭火救援工作中的问题,提出建筑室内消防设施有效的运用方法。研究结果表明,科学选取供水方式,有效利用防排烟系统及报警系统等,不仅可增强救援效率,还能更好地确保人们的安全。

高层公共建筑灭火救援中固定消防设施的使用策略

为提升高层公共建筑灭火救援水平,论文介绍了高层公共建筑灭火救援的意义,阐述了固定消防设施的类型及作用,对固定消防设施的使用策略进行研究,包括注重火情侦察、应用自动喷水灭火系统、通过消防电梯铺设水带等。

面向消防需求的火焰快速检测方法

消防系统中的火焰检测设备在执行检测任务时存在精度低、实时性差等问题,会导致误报率较高,发现不及时,从而错过施救的最佳时机。为了解决上述问题,以YOLOv7-tiny算法为基础,对ELAN-tiny结构进行改进,设计ELAN-TP结构,该结构大量减少了原结构的冗余计算。为提高主干网络的特征提取能力,在主干网络的末端引入ConvNeXt结构。使用SimAM注意力机制对颈部网络结构进行改进,增加模型对目标的定位精度以及对不同尺寸特征的融合能力。结果表明:改进模型的火焰检测精度mAP@50达到了57.7%,相较于原模型提升了4.8%,FPS(检测帧率)达到了97,提升了13。将改进后的模型在边缘计算设备Jet⁃son Nano上部署,FPS在20上下波动,满足了实时性的需求,能够较好地在各种场景下执行火焰检测任务,具有较高的实用价值。

火灾自动报警系统在大型水力发电厂的智慧应用

水布垭电厂原火灾报警系统运行年限超长,存在设备老化损坏、故障频繁、操作困难、进口备件停产、火警误报率高等严重问题。于2021年对厂内火灾报警系统更新改造,在设计优化、设备选型、通信联网、与电厂生产系统的智慧结合等方面做了大量前端的、因地制宜的改进,使系统能够稳定、高效、可靠、智慧管理,为电厂和大电网的稳定运行提供更有力、可靠的安全保障。

森林火灾灭火技术研究进展

为系统了解森林火灾灭火技术研究现状,综述国内外针对森林火灾的灭火研究现状,基于森林火灾燃烧特性,从林火蔓延因素、森林火灾灭火材料和森林火灾灭火装备等方面分析森林火灾灭火领域研究现状,指出当前针对森林火灾灭火研究存在问题及今后研究重点。结果表明:固化泡沫灭火剂相较于传统水系和化学灭火剂具有环保、高效、无水源依赖等特性,可有效用于森林火灾扑救,但当前针对固化泡沫扑救森林火灾的应用、理论研究不足现状,未来研究应针对森林火灾特性开展新型高效灭火材料研究并研发适用于该类灭火材料的轻便、多功能灭火装备。