一种隧道内智能、高效的无人机灭火方法

1.本发明涉及隧道消防技术领域，尤其涉及一种隧道内智能、高效的无人机灭火方法。

背景技术：

2.随着全国铁路基础设施建设的持续快速推进，铁路隧道的数量和规模迅速增长，极大地促进了经济社会发展。然而，列车可燃物种类繁多且荷载大，发生火灾后迅速蔓延，隧道内温度迅速升高。由于隧道空间狭小、氧气不足，可燃物不完全燃烧程度高，容易产生大量有毒有害烟气，给乘员生命安全造成巨大威胁。快速扑灭火灾可以有效保障铁路隧道人员安全疏散和救援。
3.现有的铁路隧道灭火方法是在紧急救援站设置消火栓或细水雾等系统，供消防人员到达起火位置开展列车火灾扑救工作，但是这种灭火方式，一方面效率较低，另一方面，铁路隧道纵横比大，灭火救援通道少且距离长，火灾烟气蔓延方向与灭火救援方向互相干扰，隧道内高温有毒环境均导致消防人员很难接近起火位置及时快速开展灭火救援工作。

技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种隧道内智能、高效的无人机灭火方法。
5.为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
6.一种隧道内智能、高效的无人机灭火方法，包括以下步骤：
7.1)所述隧道内设有紧急救援站、无人机停靠站；所述紧急救援站内设有联动控制中心，着火列车停靠在紧急救援站，所述联动控制中心接收到火灾预警信号后判断火情并根据火情从数据库内选择最优的无人机启动方案，对所述无人机停靠站下达指令，控制无人机停靠站内的无人机启动。
8.2)当所述无人机根据预设航迹到达航迹终止点后，通过采集的图像信息与数据信息，基于火灾识别的大数据分析系统精准定位火源位置，并朝向火源位置移动，在列车着火点处集合。
9.3)所述无人机到达着火点处后，对着火点发射大量压缩灭火弹，实现灭火剂大面积覆盖效果，完成灭火任务，灭火结束后无人机自动返航。
10.作为上述技术方案的进一步改进：
11.所述紧急救援站的两侧分别设有若干无人机停靠站。
12.所述无人机的航迹起始点为无人机停靠站，航迹终止点为着火列车的两端，所述无人机根据航迹起始点和航迹终止点确定预定航迹和飞行高度。
13.所述无人机上设有双目摄像头、云台、红外测温传感器以及感烟传感器。
14.所述无人机上设有用于识别航路障碍物的激光雷达传感器。
15.所述无人机根据火源位置智能规划索火路径，并根据规划的索火路径到达列车着
火点。
16.所述无人机为可发射压缩灭火弹的大载重无人机。
17.所述无人机采用阻燃、耐高温、耐腐蚀的材料制作。
18.与现有技术相比，本发明的优点在于：
19.本发明的一种隧道内智能、高效的无人机灭火方法，包括无人机联动控制阶段、无人机火源智能识别阶段以及无人机灭火阶段，着火列车停靠在紧急救援站内，紧急救援站内的联动控制中心通过接收到的火灾预警信号判断火情，并从数据库中选择最优的无人机启动方案，对无人机停靠站下达指令，控制无人机启动；当无人机到达航迹终点后，通过采集到的图像与数据智能精准定位火源位置，并朝向火源位置移动，在列车着火点集合，对着火点发射大量压缩灭火弹，形成大面积灭火剂覆盖效果，实现高效灭火，且此灭火方法智能、安全；本发明构建了一整套流程化、智能且高效的隧道内无人机灭火方法，此方法足够快速且高效，具有普遍性与系统性，具有很好的实践性、通用性和可拓展性。
附图说明
20.图1是本发明的无人机灭火方法的流程示意图。
21.图2是本发明的隧道内无人机灭火的俯视结构示意图。
22.图中各标号表示：
23.1、紧急救援站；2、无人机停靠站；3、航迹起始点；4、航迹终止点；5、无人机；6、预设航迹；7、索火路径；8、着火列车；9、着火点；10、人员疏散路线；11、隧道。
具体实施方式
24.以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
25.图1至图2示出了本发明隧道内智能、高效的无人机灭火方法的一种实施例，包括以下步骤：
26.1)隧道11内设有紧急救援站1、无人机停靠站2；紧急救援站1内设有联动控制中心，着火列车8停靠在紧急救援站1，联动控制中心接收到火灾预警信号后判断火情并根据火情从数据库内选择最优的无人机5启动方案，对无人机停靠站2下达指令，控制无人机停靠站2内的无人机5启动。
27.2)当无人机5根据预设航迹6到达航迹终点后，通过采集的图像信息与数据信息，基于火灾识别的大数据分析系统精准定位火源位置，并朝向火源位置移动，在列车着火点9处集合。
28.3)无人机5到达着火点9处后，对着火点9发射大量压缩灭火弹，实现灭火剂大面积覆盖效果，完成灭火任务，灭火结束后无人机5自动返航。
29.该隧道11内智能、高效的无人机5灭火方法，包括无人机5联动控制阶段、无人机5火源智能识别阶段以及无人机5灭火阶段，着火列车8停靠在紧急救援站1内，紧急救援站1内的联动控制中心通过接收到的火灾预警信号判断火情，并从数据库中选择最优的无人机5启动方案，对无人机停靠站2下达指令，控制无人机5启动；当无人机5到达航迹终点后，通过采集到的图像与数据智能精准定位火源位置，并朝向火源位置移动，在列车着火点9集合，对着火点9发射大量压缩灭火弹，形成大面积灭火剂覆盖效果，实现高效灭火，且此
灭火方法智能、安全；本发明构建了一整套流程化、智能且高效的隧道11内无人机5灭火方法，此方法足够快速且高效，具有普遍性与系统性，具有很好的实践性、通用性和可拓展性。
30.本实施例中，联动控制中心可以通过列车反馈的图像与数据判断火情，或者根据隧道内设置的信息采集模块采集到的温度、烟雾浓度等火灾特性数据进行判断。
31.本实施例中，紧急救援站1的两侧分别设有若干无人机停靠站2，着火列车8停靠在救援站后，联动控制中心根据火情从数据库中选择最优的无人机5启动方案，确定无人机5的航迹起始点3与航迹终点，并将该方案指令传至对应的无人机停靠站2，实现联动控制。
32.本实施例中，无人机5的航迹起始点3为无人机停靠站2，航迹终止点4为着火列车8的两端，无人机5根据航迹起始点3和航迹终止点4确定预定航迹和飞行高度，使用sense and avoid功能，充分运用无人机5的实时检测能力，使无人机5朝向航迹终止点4的方向运行。
33.本实施例中，无人机5上设有双目摄像头、云台、红外测温传感器以及感烟传感器；在无人机5到达航迹终止点4后，进入无人机5火源智能识别阶段，利用双目摄像头及红外摄像机采集影像资料，云台可以使拍摄的影像资料稳定清晰，更便于参考分析；基于卷积神经网络的大数据预处理平台，可以构建火灾识别的大数据分析系统从而精确定位火源位置。因为隧道11内的特殊环境，火场特征可能受到多种因素的影响，所以本发明通过多种途径精准定位火源位置，进而根据火源位置高效、智能灭火，比如在图像信息以及数据分析平台不稳定时，红外测温传感器及感烟传感器等多传感器融合获得的参数可以应急使用，避免遗漏、错误识别等情况的产生。
34.本实施例中，无人机5上设有用于识别航路障碍物的激光雷达传感器，在航路规划的基础上，无人机5通过激光雷达传感器识别航路障碍物，完成无人机5与无人机5、无人机5与障碍物间的自动避让，具体地，对激光雷达传感器设置距离安全阈值，当与障碍物的距离超过安全阈值时，无人机5改变飞行高度或修正航向，直至避开障碍物。
35.本实施例中，无人机5识别火源位置后，根据火源位置智能规划索火路径7，并根据规划的索火路径7到达列车着火点9，无人机5在着火点9集合并朝向列车着火点9大量发射压缩灭火弹，对着火场形成较大的覆盖面积，快速实现高效灭火，灭火结束后无人机5返航。
36.本实施例中，为实现高效灭火的目的，考虑到喷射式灭火方法与导弹式灭火方法的缺陷，如喷射距离限制、较远距离灭火效率较低、喷射装置易堵塞、导弹体积较大等，故采用可以精准发射压缩灭火弹的载重量较大的灭火无人机5来进行灭火，且无人机5采用阻燃、耐高温、耐腐蚀的材料制作。
37.本实施例中，人员疏散路线10的终点为紧急救援站1，从列车未着火的一方将人员疏散至紧急救援站1内。
38.如图2所示，四旋翼重载无人机5从无人机停靠站2启动后将按照预设航线即为图2所示箭头所示航迹，抵达航迹终止点4后，四旋翼重载无人机5采用火源智能识别方法精确锁定火源位置，锁定火源位置后，自动改变航向，沿图2中的虚线路径航行至着火点9处集合，同时向着火点9处发射大量压缩灭火弹，大量的灭火弹在着火点9处爆炸洒出大量的灭火剂，达到灭火剂大面积覆盖效果，实现高效灭火的目的。结束灭火后，四旋翼重载无人机5将延续预设航线返航，完成智能、高效灭火任务。
39.虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

技术特征：

1.一种隧道内智能、高效的无人机灭火方法，其特征在于：包括以下步骤：1)所述隧道(11)内设有紧急救援站(1)、无人机停靠站(2)；所述紧急救援站(1)内设有联动控制中心，着火列车(8)停靠在紧急救援站(1)，所述联动控制中心接收到火灾预警信号后判断火情并根据火情从数据库内选择最优的无人机(5)启动方案，对所述无人机停靠站(2)下达指令，控制无人机停靠站(2)内的无人机(5)启动；2)当所述无人机(5)根据预设航迹(6)到达航迹终止点(4)后，通过采集的图像信息与数据信息，基于火灾识别的大数据分析系统精准定位火源位置，并朝向火源位置移动，在列车着火点处集合；3)所述无人机(5)到达着火点处后，对着火点发射大量压缩灭火弹，实现灭火剂大面积覆盖效果，完成灭火任务，灭火结束后无人机(5)自动返航。2.根据权利要求1所述的一种隧道内智能、高效的无人机灭火方法，其特征在于：所述紧急救援站(1)的两侧分别设有若干无人机停靠站(2)。3.根据权利要求1所述的一种隧道内智能、高效的无人机灭火方法，其特征在于：所述无人机(5)的航迹起始点(3)为无人机停靠站(2)，航迹终止点(4)为着火列车(8)的两端，所述无人机(5)根据航迹起始点(3)和航迹终止点(4)确定预定航迹和飞行高度。4.根据权利要求1所述的一种隧道内智能、高效的无人机灭火方法，其特征在于：所述无人机(5)上设有双目摄像头、云台、红外测温传感器以及感烟传感器。5.根据权利要求1所述的一种隧道内智能、高效的无人机灭火方法，其特征在于：所述无人机(5)上设有用于识别航路障碍物的激光雷达传感器。6.根据权利要求1所述的一种隧道内智能、高效的无人机灭火方法，其特征在于：所述无人机(5)根据火源位置智能规划索火路径(7)，并根据规划的索火路径(7)到达列车着火点。7.根据权利要求1所述的一种隧道内智能、高效的无人机灭火方法，其特征在于：所述无人机(5)为可发射压缩灭火弹的大载重无人机(5)。8.根据权利要求1所述的一种隧道内智能、高效的无人机灭火方法，其特征在于：所述无人机(5)采用阻燃、耐高温、耐腐蚀的材料制作。

技术总结

本发明公开了一种隧道内智能、高效的无人机灭火方法，包括以下步骤：1)隧道内设有紧急救援站、无人机停靠站；紧急救援站内设有联动控制中心，着火列车停靠在紧急救援站，联动控制中心接收到火灾预警信号后判断火情并根据火情从数据库内选择最优的无人机启动方案，对无人机停靠站下达指令，控制无人机停靠站内的无人机启动。2)当无人机根据预设航迹到达航迹终止点后，通过采集的图像信息与数据信息，基于火灾识别的大数据分析系统精准定位火源位置，并朝向火源位置移动，在列车着火点处集合。3)无人机到达着火点处后，对着火点发射大量压缩灭火弹，实现灭火剂大面积覆盖效果，完成灭火任务，灭火结束后无人机自动返航。灭火结束后无人机自动返航。灭火结束后无人机自动返航。