近些年來,城市消防安全重點單位火災事故頻發(fā),消防應急救援技術及裝備的不足無疑加重了事故災害的損失。
2015年8月12日天津濱海新區(qū)瑞海國際物流公司危險品倉庫發(fā)生爆炸。此次爆炸事故共造成165人遇難、8人失蹤、798人受傷,直接經(jīng)濟損失68.66億元,這其中救援人員的傷亡多達110人。在滅火救援的過程中,指揮人員未能快速、準確的獲取著火物質(zhì)及其周邊危險品的種類和數(shù)量,導致其難以對火場做出正確的危險預估。在毫無征兆的情況下,短時間內(nèi)接連發(fā)生兩次大爆炸,致使救援力量損失慘重。2016年4月22日江蘇德橋倉儲有限公司儲罐區(qū)2號交換站發(fā)生火災,1名消防戰(zhàn)士死亡,直接經(jīng)濟損失2 532.14萬元。在滅火過程中,消防指揮人員未能對火場危險區(qū)域進行精準預測,導致一名公安消防戰(zhàn)士在滅火救援過程中不幸遇難。上述事故均暴露出我國消防應急救援領域的短板:現(xiàn)有的應急救援技術與裝備已不能滿足大型火災事故救援的需要。目前,我國消防應急救援技術與裝備方面存在如下問題:
災害現(xiàn)場信息局限于二維平面化,火場單位消防基本信息包括人員信息、圖紙資料等嚴重缺失。災情發(fā)生時,消防部門很難在短時間內(nèi)全面摸清受災區(qū)域三維基本信息,從而大大降低了滅火救援的效率?,F(xiàn)有的單一二維平面化的消防信息,更加劇了救援黃金時間的流失。
救援人員火場災變感知能力弱,火場信息偵測手段匱乏。包括火場周圍溫度場分布、有毒有害氣體濃度在內(nèi)的災害信息幾乎一無所知,救援過程存在極大隱患。信息傳輸困難,救災過程中的進攻路線、滅火工藝、人員部署方案的制定存在滯后性,無法做到隨著災變信息及時更新,救援效率大打折扣。
消防指揮人員作戰(zhàn)指揮依賴經(jīng)驗,缺乏科學依據(jù)。目前消防部隊在力量部署、進攻方向、滅火工藝選擇等方面極大地依賴滅火指揮人員的個人作戰(zhàn)經(jīng)驗,而個人作戰(zhàn)經(jīng)驗是在有限的救援作戰(zhàn)中積累而成,存在著偶然性和不科學性,并且因時間、成本等條件限制,不能大范圍的對火災重點單位進行火災預案演練,更限制了消防指揮人員的作戰(zhàn)水平。
習總書記在國家安全工作小組會議中談到:要加強消防、危險化學品等重點領域安全生產(chǎn)治理。要加大對維護國家安全所需的物質(zhì)、技術、裝備、人才、法律、機制等保障方面的能力建設,更好適應國家安全工作需要。中共中央、國務院、中央軍委也多次下達文件要求加強應急救援力量建設,資助發(fā)展應急救援技術。
為了讓消防救援人員準確、有效地獲得建筑基本情況,及時制定可靠的應急救援方案,提高消防指揮人員作戰(zhàn)指揮水平和消防隊的滅火救援能力,最大程度的降低火災造成的人員傷亡和財產(chǎn)損失,迫切需要構建一套三維可視化的應急救援系統(tǒng),于是有了這個作品,基于GIS與無人機的三維智能消防應急救援系統(tǒng)。
本系統(tǒng)基于無人機技術、GIS三維建模技術、火災動力學模型、消防作戰(zhàn)理論,研發(fā)了一款三維智能消防應急救援系統(tǒng)。它能夠?qū)崿F(xiàn)城市建(構)筑物的快速三維建模,火場災變信息的全方位實時偵測。與此同時,該系統(tǒng)還添加了預案演練和沙盤推演等模塊,可以輔助救援指揮決策人員制定出一套針對性強、效率高、安全系數(shù)大的滅火救援策略,提升消防隊伍的滅火作戰(zhàn)效率,在火場中為人民和消防員的安全保駕護航。
團隊以消防安全重點單位為研究對象,為解決火場信息缺失、災害信息探測手段不足、指揮決策缺少科學依據(jù)等問題,設計了一種新型消防應急救援系統(tǒng)。該系統(tǒng)以建(構)筑物的GIS三維模型為基礎,以火災模型與消防作戰(zhàn)理論為主體,并且對接了無人機監(jiān)測信息與消控室物聯(lián)網(wǎng),實現(xiàn)了接警、出警、火場信息獲取、指揮決策、力量部署的輔助功能,推動了智能化應急救援的發(fā)展。
本系統(tǒng)是基于三維GIS建模技術、無人機技術、火災動力學模型、應急救援理論等先進技術,開發(fā)出的一套三維智能消防應急救援系統(tǒng)。系統(tǒng)總體思路如下:
(1)實現(xiàn)城市消防安全重點單位的三維可視化。引入地理信息系統(tǒng)(GIS)三維建模技術,通過無人機掛載傾斜相機對地表物、特征點快速有效的覆蓋并且基于圖形運算單元GPU的后處理三維建模技術,實現(xiàn)快速、簡單、全自動的三維建模,建立了城市消防區(qū)域和消防重點單位的三維模型,并且實現(xiàn)了三維模型的快速直接測量。
(2)構建災害現(xiàn)場實時監(jiān)測系統(tǒng)。實現(xiàn)消防控制室實時監(jiān)測信息的對接,包括視頻監(jiān)控信息、火災聯(lián)動報警信息、水滅火系統(tǒng)裝備信息;實現(xiàn)無人機采集災情信息的實時傳輸,包括火場的溫度分布信息、有毒有害氣體濃度分布信息。
(3)搭建可控虛擬火災模型與救災模型。開發(fā)沙盤演練與預案演練功能模塊,建立人車三維封裝模塊,既能用于戰(zhàn)時指揮也能用于常時演練。基于火災動力學模型與3D技術開發(fā)三維虛擬火災模型。依據(jù)消防救援理論與三維虛擬火災模型智能劃定的危險區(qū)域范圍,實現(xiàn)救援力量的科學合理部署,做到消防救援有據(jù)可依。
依據(jù)上述思路,提出了本系統(tǒng)構成及基本原理,如下圖所示:
(1)無人機搭載傾斜相機對大型建(構)筑物進行高清拍攝,將拍攝高清圖片導入Smart 3D生成軟件可調(diào)用的三維模型基本圖層文件。將圖層文件導入至軟件中,通過3D引擎驅(qū)動實現(xiàn)三維模型在軟件中的三維漫游。
(2)無人機搭載有毒有害氣體分析儀與三光吊艙,對地面災害現(xiàn)場進行監(jiān)測。實時采集災害現(xiàn)場的高清畫面、紅外熱成像以及有毒有害氣體濃度等數(shù)據(jù),通過4G網(wǎng)絡實時傳輸?shù)降孛娣掌?,供用戶進行實時調(diào)取。
(3)設計人車三維封裝模塊,實時接收位置信息與狀態(tài)信息。明確災害現(xiàn)場救援力量布局,并做到對于人車裝備的實時調(diào)度部署。
(4)應急救援軟件對接事故現(xiàn)場消防控制室信息,實現(xiàn)對災害現(xiàn)場視頻監(jiān)控信息、聯(lián)動報警信息、主動滅火設備信息等消防物聯(lián)網(wǎng)信息的實時接收。
(5)將火災理論模型開發(fā)為軟件代碼。利用經(jīng)典池火模型Thomas經(jīng)驗公式、點火源計算法、Mudan計算法編寫出用于確定人員安全距離與罐區(qū)危險范圍的程序,并且實現(xiàn)火災理論模型在軟件中的三維展示。系統(tǒng)內(nèi)嵌油灌廠區(qū)火災救援理論。依據(jù)所劃定危險范圍,科學化部署救援力量,輔助制定救援決策。
(6)應急救援軟件嵌套整套科學救援流程。軟件將從消控室警報、消防隊接警、出警、火場信息獲取、消防救援力量部署這一系列的科學救援決策流程轉(zhuǎn)變?yōu)楣δ苣K,輔助消防人員開展每一步的救援工作,提供指揮便利,提高作戰(zhàn)能力。
詳細消防無人機解決方案,請致電:
王經(jīng)理:17712140170
劉經(jīng)理:13505215673
楊經(jīng)理:15862160833