Models for Predicting the Jet Trajectory and Intensity Drop Point of Fire Monitors

Two models are defined for predicting the trajectory of a foam jet originating from a fire monitor(hydrant)and the related intensity drop point.An experimental framework is also defined and used accordingly to compare real-time data with the predictions of such models.This mixed theoretical-experimental approach is proven to be effective for the determination of otherwise unknown coefficients which take into account several important factors such as the operation pressure,the elevation angle and the nozzle diameter.It is shown that the mean absolute error is smaller than 20%.

Design of Ranch Fire Monitoring System Based on Zig Bee Technology

This paper designs a way to introduce Zig Bee technology into the ranch fire monitoring system,and builds a real-time ranch fire monitoring system based on Zig Bee wireless sensor network.The system can monitor the parameters related to ranch in real time,such as air moisture,temperature and smoke density,so as to provide information support for ranch fire prevention and extinguishment.This paper researches the circuit design of Zig Bee wireless sensor network node,node information collection,data fusion,transmission and effective topological structure of sensor network.

监测与仿真协同的实验室智能应急疏散系统研究

高校实验室是消防安全管理的重点,常规消防疏散指示牌方向固定,无法根据火情变化实时调整指引逃生路线,该文设计了一种基于监测与路径仿真协同的实验室智能消防应急疏散系统,基于YOLOv5s框架监测人流量,利用Pathfinder对疏散路径进行规划,以逃生时间最短为目标计算疏散路径,实现了火灾信息自动采集和疏散方向智能指引。在两种模拟火灾场景下疏散效率分别提高了19.95%和12.71%,有效降低了消防疏散风险。

基于Unity3D的矿井火灾监测与防治虚拟仿真试验系统

为更好地开展矿业安全类专业试验实践教学和培训,培养安全应急一流复合型拔尖人才,设计一种基于Unity3D的矿井火灾监测与防治虚拟仿真试验教学系统。首先,采用3ds Max建立仿真模型,构建矿井火灾监测防治试验系统总体框架;其次,开展外因火灾监测与远程自动控制救灾风门应急处置、内因火灾监测与温控胞衣阻化剂防灭火应急防控等人机交互试验实训;最后,建立综合评测的试验评价体系用于考核评估。结果表明:该试验系统具备虚拟现实沉浸性、交互性、构想性的技术特点,利于打造井下三维虚拟仿真场景,逼真展示矿井火灾演变过程;在试验与实训方面,可以突破传统模式在时间、空间、安全、资源等方面的限制,提供自主学习与多元评价方式。

基于STM32的智能家居安防系统设计

物联网应用技术快速发展,智能安防产品受到越来越多人的关注,尤其是智能家居安防产品。为了最大程度确保人身以及财产安全,满足人民群众对自身安全和家庭安防的要求,以STM32为主控芯片,结合各类智能传感器、控制器、报警器及智能手机小程序,设计并实现一套基于STM32的家居安防报警系统,该系统能实时、远程监测家居室内外环境状况,及时、有效防止家居安全事故发生,对保护家庭成员生命、财产安全具有重要的现实意义。

基于图像内凹度的矿井外因火灾识别及抗干扰方法

尽早发现矿井火灾并处置,可避免或减少人员伤亡和财产损失及次生事故的发生。井下没有日光、月光、星光及闪电等自然光源,影响矿井火灾图像识别的主要是矿井光源。圆形度能够排除圆形光源的干扰,但难以排除非圆形光源的干扰。矩形度能够排除矩形光源的干扰,但难以排除非矩形光源的干扰。在工程实际中,因摄像机的拍摄角度不同,矿井光源图像会出现变形,无法呈现理想的规则形状,使用圆形度和矩形度算法难以排除矿井光源的干扰。揭示了火焰图像轮廓外接图面积明显大于其图像实际面积,圆形灯、长方形灯和正方形灯等矿井实际光源图像轮廓外接图面积近似等于其光源图像实际面积等特点。提出基于图像内凹度的矿井火灾识别及抗干扰方法,计算目标图像面积与图像轮廓外接图面积的比值(即图像内凹度),根据火焰图像内凹度数值较小,而矿井光源图像内凹度数值较大,区分火焰与矿井光源。提出的内凹度方法不受摄像机距检测目标距离和图像大小、摄像机安装位置和摄像机拍摄检测目标的角度、矿井光源形状等影响,适应性强,识别准确率高。实验表明,内凹度识别方法计算得到的矿井干扰光源减去火焰图像平均差值最大,波动最小,区分度最好,受摄像机拍摄角度及距离影响最小,抗干扰能力最强,准确率为91.6%。矩形度识别方法计算得到的矿井干扰光源减去火焰图像平均差值较大,波动较小,区分度较好,受摄像机拍摄角度及距离影响较小,抗干扰能力一般,准确率为72.5%。圆形度识别方法计算得到的矿井干扰光源减去火焰图像平均差值最小,波动最大,区分度最差,受摄像机拍摄距离影响较小,受摄像机拍摄角度影响大,抗干扰能力最差,准确率为12.0%。因此,提出的内凹度识别方法,优于矩形度和圆形度,区分度最好,受摄像机拍摄角度及距离影响最小,抗干扰能力最强。

矿井带式输送机火灾烟流特性及其预警防控综述

为有效防控煤矿井下带式输送机火灾事故,保障煤矿工作人员的生命财产安全,系统分析矿井带式输送机火灾的起火原因、燃烧特性、烟流特性、监测预警技术及防治措施,并基于当前研究现状提出展望。结果表明:引发带式输送机火灾的主要原因是摩擦温升、电气设备故障及明火;研究带式输送机火灾燃烧和烟流特性采用的巷道火灾模型及数值模拟相关参数具有一定局限性,需综合考虑运输巷道实际工况及环境等参数;国内虽有针对带式输送机火灾的监测预警系统,但其尚有不足,需引入5G、大数据及人工智能等新兴技术予以完善,并结合硬件探测及人员管理等方面,健全煤矿带式输送机火灾防治体系,进而全面推动煤矿安全智能化建设。

矿井火灾智能监测预警技术近20年研究进展及展望

为加强矿井火灾智能监测预警系统建设,提出了矿井火灾智能监测预警技术研究思路,从矿井火灾智能感知技术及装备、预测技术及模型、智能预警系统及平台3方面综述了矿井火灾智能监测预警技术研究进展。首先,总结了内外因火灾信息监测技术及装备,归纳了基于图像视频识别的识别流程,阐述了多源信息融合在火灾监测过程中的应用情况。其次,介绍了矿井火灾的预测技术及模型,包括支持向量机、人工神经网络、随机森林算法等机器学习算法。然后,阐述了矿井火灾预警系统及平台:在总结矿井煤自燃和外因火灾分级预警技术的基础上,介绍了矿井火灾预警系统平台的感知层、网络层、服务融合层以及应用层方面的进展内容;归纳了预警系统各层的内涵及应用框架;搭建了矿井火灾智能监测预警系统。最后,展望了我国矿井火灾智能监测预警技术的未来发展趋势,具体包括:在矿井火灾信息智能感知技术方面,提出加强传感技术及装备研发;在矿井火灾智能预测技术方面,提出加强隐蔽火源的位置探寻方法研究,构建火灾灾害透明化模型;在矿井火灾智能预警系统建设方面,提出将大数据融入智能判识,查明矿井火灾风险源及隐蔽火源位置的预报,实现特殊条件下煤自燃的预警。在矿井火灾智能判识与防控技术联动方面,提出利用大型语言模型在智能判识的基础上实现对矿井火灾的自适应防控。

基于多模光学信号的火灾监测系统设计

该文针对传统火灾监测系统适用场景单一、预警反应较慢等缺点,提出一种集成红外、紫外、可见光等多模光学信号的火灾监测技术,实现对明火、高温、烟雾等险情的快速识别。在该基础上设计一套完整的火灾监测系统,实现对火灾数据的监测、存储、报警,极大地丰富火灾监测系统的适用场景,缩短系统响应时间,提高系统的可靠性。

大型复杂船舶建造过程中的智慧消防监测预警系统设计

针对大型复杂船舶建造过程中的安全管理,设计智慧消防监测预警系统。构建包含感知层、传输层和处理层等3层结构的系统模型,设置自动预警、预警信息推送、远程指令下发、设备自检和设备联动等系统功能,并采用组网与数据传输技术、协同预警技术、面向现场作业的预警信息推送技术和预警子系统构建技术等关键技术。该系统可提供安全风险监测预警,有效提升大型复杂船舶建造过程中的应急响应能力。

多传感器融合的火灾监测机器人设计

针对目前火灾报警系统不能应用在城市中非密闭空间的问题,提出一种适用于非密闭空间的多传感器融合的火灾监测机器人。该机器人采用履带式结构适应多地形移动,根据城市内非密闭下空间火势初期主要特征参数确定采集模块的搭建;利用D-S证据理论对多传感器火灾数据进行融合检测,以降低单个传感器的误报率,来提高对非密闭空间火灾事故的精确判定,并对火灾进行现场警报与远程回传。实验表明,与单一传感器判断相比,引入D-S证据理论的火灾监测机器人的火灾检测不确定性下降,检测精度得到了提高。

基于ZigBee的森林火灾预警监测系统的研究

针对森林火灾具有突发性和预防难度大的特点,设计了一种基于ZigBee的森林火灾预警监测系统。该预警监测系统将ZigBee的无线组网技术与无线传感器网络技术相结合,对火焰、湿度、温度、烟雾浓度等参数进行实时监测,并通过北斗短报文系统实现无地面通信环境下的导航、定位、数据采集和传输;同时,该预警监测系统设置了自供给电源模块,可以实现监测的实时性和连续性,大大提升了森林防火智能化程度。

基于3G的高层楼宇家庭远程监控报警系统

随着科技的日新月异,家居的高楼大厦也在朝着智能化的方向发展。基于3G的高层楼宇家庭远程监控报警系统旨在将家庭智能建筑内部的各类物联感知前端的数据进行统一汇聚传输至远程监控报警系统,把数据提供给实战指挥平台进行集成,指挥人员可在实战指挥平台上直观地查看建筑内部消防传感器状态,为指挥决策提供数据支撑。同时,利用3G等多种现代信息技术手段,对可燃气体探测器、烟雾探测等设施正确采集多传感器数据并实施监控,可实现家庭智能防火预警系统监控和报警火灾的目标,从而达到预期目的。

自然通风条件下隧道火灾动态监测仿真分析

为了降低隧道火灾事故影响,如何动态监测隧道火灾的情况是需要解决的关键性问题。通过FDS场模拟软件建立隧道火灾模型,模拟小型货车车厢位于隧道中部着火的隧道火灾情况。分析火源近场的火源功率及隧道顶部温度变化,探测温度场分布动态变化相关性规律。结果表明:火源功率前200 s内处于稳定阶段,1000 s左右达到最大火源功率。隧道顶部温度整体趋势先升后降,热烟气呈现加速状态,温度变化曲线缓步上升。火源近场隧道顶部温度变化曲线与热释放速率曲线趋于一致,可根据隧道顶部温度变化曲线监测近场火源的动态变化。近场4处测点在12 min内处于临界高程和温度之内,此时火灾扑救人员相对安全,灭火可在此范围内采取内攻方式,为消防救援提供一定参考。

基于传感器技术和水封效应协同的VOCs废气处理系统火灾监测及阻隔装置设计

为了预防和控制有机废气处理设施在运行过程中发生火灾事故,研究设计并制作了一种基于传感器技术和水封效应协同的VOCs废气处理系统火灾监测及阻隔装置。通过多种类型的传感器实时监测关键设备状态参数,早期发现火灾隐患,利用水喷淋阻火装置有效切断火焰在VOCs废气处理系统各区域及生产车间之间的传播路径,依靠逻辑控制程序实现各设备之间的安全联锁,保障VOCs废气处理系统的稳定运行,对当前企业废气处理设施的安全生产研究与探索具有一定的现实价值和意义。

基于多尺度特征的消防车道占用检测

为解决消防车道占用预警的智能检测问题,引入区域入侵原理,提出基于YOLOv7的轻量化消防车道占用预警方法。首先,以YOLOv7模型为基础,构建消防车道区域入侵研究框架,将实地调研与公开数据集相结合,形成包含消防车道与车辆检测的图像数据集;其次,采用感受野块模块替换空间金字塔池化跨阶段部分卷积,同时,添加SimAM注意力模型,提高网络多尺度特征提取和融合效果;然后,运用Slim-Neck结构减小模型的计算量和参数量;最后,通过PyQt5部署交互式界面设计,在陕西省西安市某小区进行实地算法验证。结果表明:模型识别消防车道和车辆的准确率均达到80%以上;与原模型相比,改进后的模型参数量减少20.5%,浮点计算量降低11.3%,检测速度提高42.4%,达到48.6帧/s。

风速可调的地空一体化风力灭火遥控机结构设计与性能分析

风力灭火遥控机作为地面灭火装备的一种创新形式,具备机动性强、远程操作、快速响应等特点,能够在复杂的火情环境中灵活作业,大大提高了灭火效率和安全性。为探讨风力灭火遥控机在应对森林和草原地表火灾地空一体化监测系统中的角色与作用,对风力灭火遥控机进行结构设计,分析旋转开合结构的安装位置和开口大小对出口风速的影响。利用Fluent软件对风力灭火筒进行流体仿真,结合Design Expert软件对仿真数据进行处理,建立了位置S和开口大小d对出口平均风速和出口最大风速的响应曲面和二次模型。结果表明,安装位置和开口大小均为出口风速的重要影响因素,当风筒入口风速设定为70 m/s、旋转开合结构开口大小为30 mm且安装在位置5处时,出口平均风速和出口最大风速达到最大,分别为97.7551 m/s和290.001 m/s。相较于开口大小,安装位置对出口平均风速和出口最大风速的影响更大,且安装位置越靠近风筒出口处风力灭火机的灭火性能越好。

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。

地铁气体灭火系统气瓶微变形监测技术研究

市场上使用的部分消防气瓶已远超年限,存在潜在的安全隐患,容易发生气瓶爆炸事故。因此,为保障消防气瓶安全,研究开发了以检测消防气瓶微变形为基础的安全监测技术,采取在气瓶表面缠绕线型传感器的方法检测变形。通过气瓶爆破试验,验证了该技术可有效探测高压气瓶的微变形,并利用以太网将信息传输至大数据平台集中管理,实现主动监管功能。

煤矿火灾智能预警系统研发与应用

目前煤矿火灾监测系统实现了对矿井煤自燃标志性气体、温度、烟雾、火焰等部分指标的单独监测,未对煤矿火灾相关因素进行有效、全面、统一的监测。针对该问题,从内因、外因2个方面分析了煤矿火灾潜在危险因素,提出一种分源分区监测火情态势的方法。内因火灾方面,主要针对较易发生火灾的工作面采空区、密闭采空区及人工自然发火观测点等进行监测;外因火灾方面,主要针对机电硐室及其配电点、带式输送机系统、电缆等方面进行监测。建立了煤矿火灾分源分区监测指标体系,采用人工监测或在线监测的方式定期采集或更新火灾特征参量数据,按数据采集方式及影响程度,将火灾监测指标分为动态指标、静态指标和关联指标。设计了火灾智能预警系统的总体架构和业务流程,采用基于多指标联合逻辑推理的预警方法实现内因火灾预警,采用基于D-S证据理论的多参量融合预警方法实现外因火灾预警。现场试验结果表明,火灾智能预警系统实现了对矿井火灾的有效监测预警,具有煤矿火灾风险预警“一张图”可视化展示功能,同时具备火灾智能模拟演示功能及避灾路线动态规划功能。