CN109499033A - 一种高速公路隧道火灾救援的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高速公路隧道火灾救援的装置，包括导轨、供电杆、飞行消防车、灭火小车、水管、三通管、水阀、火灾探测装置、控制系统、显示装置，在隧道中安装水管作为隧道的灭火水源，当灭火小车进入发生火灾的隧道时，由消防人员将水管中的水引入灭火小车中，灭火小车前进找到火源位置，灭火小车快速将水管中的水抽出喷向火源，采用显示装置提醒隧道外的行车司机不要进入发生火灾的隧道，避免隧道外车辆盲目进入隧道中造成追尾或驶向火源中造成不必要的麻烦，飞行消防车在绿化带上方飞行，快速将医务人员、消防人员、灭火小车送往火灾发生的位置，大大节约了对遇难者的救援时间。

Description

一种高速公路隧道火灾救援的装置

技术领域

本发明涉及隧道火灾救援领域，尤其涉及一种高速公路隧道火灾救援的装置。

背景技术

随着高速公路快速发展，隧道所占比重越来越大，隧道的修建可以使汽车少走弯路，翻山越岭无需环绕山体行驶，大大的缩短了驾驶时间，也降低了油耗，减少汽车尾气的排放。公路隧道适应于地形复杂、运输量大、高效高速的运输要求，但是隧道也存在极大的安全隐患，隧道封闭式的结构不利于救援，一旦隧道内发生火灾，容易发生追尾、剐蹭等事故，使得该隧道无法正常通车。许多隧道缺少灭火水源和灭火器，消防栓间隔太远，救护工具也很少，一旦发生火灾现场人员无法及时灭火救灾。

公路隧道地处偏离市中心地段或者地形复杂的山区，隧道内发生火灾时，一方面高温、封闭的隧道环境不利于易燃气体的扩散，集中在隧道内使得能见度降低，导致人员不能判断具体的起火原因，且遇难者很难逃出，必然造成重大的损失；此外，偏远的山区、复杂的现场环境阻碍了基本救援的进度，隧道内交通瘫痪，使得该条路段变得及其拥挤，救护车、消防车行驶速度较慢，加上道路堵车的情况，使得救援工作不能及时展开，容易错过最佳救援时机，导致隧道内被困人员的生命财产受到严重的威胁，使得受困人员窒息。

现有技术中，主要在隧道中安装火灾探测器，当隧道中发生火灾时，向有关部门发出报警信息，在没有火灾探测器的隧道中发生火灾时，只有被困人员拨打求救电话，而当医务人员、消防人员赶到现场需要大量的时间，极易错过最佳救援时机，同时隧道中长时间的高温，会使隧道的混泥土炸裂、衬内钢筋破坏失去支撑能力而导致隧道内垮塌，也会烧坏墙体内的电缆设施及其他设备。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种高速公路隧道火灾救援的装置，在隧道的二衬上均匀安装有火灾探测装置来检测隧道内是否有火灾的发生，隧道中还设有水管作为隧道的灭火水源，采用显示装置提醒隧道外的行车司机不要进入发生火灾的隧道，通过飞行消防车快速将医务人员、消防人员、灭火小车送往火灾发生的位置，由消防人员进入隧道将遇难者救出来，并采用灭火小车向火灾发生点喷水，将火扑灭。

为实现上述目的，本发明提供的一种高速公路隧道火灾救援的装置是这样实现的：

一种高速公路隧道火灾救援的装置，包括导轨、供电杆、飞行消防车、灭火小车、水管、三通管、水阀、火灾探测装置、控制系统、显示装置，在高速公路绿化带与超车道之间设置导轨，飞行消防车沿着导轨飞行，将医务人员、消防人员、灭火小车送往发生火灾的隧道所在位置，由消防人员进入隧道将遇难者救出来，灭火小车前往火源附近向火源喷水，由供电杆在导轨上取电为飞行消防车供电，导轨只有在使用的时候才通电，避免对人体或其他动物造成伤害，在隧道的二衬上均匀安装有火灾探测装置来检测隧道内是否有火灾的发生，隧道中还设有水管作为隧道的灭火水源，水管上设有三通管，在三通管上安装有水阀，控制系统和显示装置安装在隧道洞口顶部，当火灾探测装置监测到隧道中有火灾发生时，向控制系统发送信息，控制系统控制显示装置显示该隧道发生火灾的信息，提醒隧道外的行车司机不要进入发生火灾的隧道，接着控制系统向飞行消防车和有关部门发送发生火灾的隧道位置，飞行消防车快速到达发生火灾的隧道口，消防人员进入隧道将遇难者救出来，接着打开水阀，由灭火小车将水管中的水引出喷向火源。

本发明的飞行消防车包括机舱、第一测距雷达、支撑架、涡轮风扇发动机、微波雷达、成像激光雷达、探照灯、K波段雷达、螺旋桨、伺服电机，第一测距雷达安装在机舱底部，用于探测机舱与地面的相对距离，避免飞行消防车下方接触到障碍物而造成损坏，机舱安装在支撑架上，机舱顶端设有四个相同的伺服电机，每个伺服电机上设有一个相同的螺旋桨，由伺服电机带动螺旋桨转动，用于控制机舱的上升、下降、转向，机舱两旁设有相同的涡轮风扇发动机，用于推动机舱前进，机舱两边分别设有两个相同的微波雷达，用于探测机舱两侧的障碍物，成像激光雷达、探照灯、K波段雷达安装在机舱的前端，K波段雷达用于探测机舱前方的障碍物，当机舱前方、左侧、右侧有障碍物时，调节伺服电机的转速，使机舱避开障碍物，成像激光雷达用于识别导轨的轨迹，便于飞行消防车沿着导轨飞行，探照灯用于为机舱照明，并辅助成像激光雷达采集导轨信息，使供电杆沿着导轨行驶，将导轨上的电传输给飞行消防车。

本发明的机舱中设有座椅、床铺、第一GPRS模块、中央控制器、电机调速器、油箱、变压器、第一GPS模块，飞行消防车前往发生火灾的隧道时，座椅为消防人员和医务人员提供座位，床铺用于为火灾中受伤的人员提供躺的位置，第一GPRS模块用于接收控制系统发来的信息，电机调速器用于调节伺服电机的转速，进而调节机舱的上升、下降、转向，油箱用于向涡轮风扇发动机提供燃料，变压器用于将供电杆上传来的电进行变压处理，进而为伺服电机供电，第一GPS模块用于为飞行消防车导航，机舱侧边还设有舱门，供消防人员、医务人员、灭火小车进出机舱，中央控制器用于接收火灾探测器采集到的信息，控制涡轮风扇发动机推动机舱前进，控制电机调速器调节伺服电机的转速，接收成像激光雷达、K波段雷达采集到的信息，控制探照灯工作，接收第一GPS模块采集到的位置信息，接收第一GPRS模块传输来的信息。

本发明的支撑架包括减震弹簧、减震器、金属块、橡胶块，减震弹簧和减震器安装在支撑架底端，且减震器设置在减震弹簧中，金属块固定在减震器的另一端，橡胶块安装在金属块上，避免飞行消防车降落时对机舱内的消防人员、医务人员、遇难人员产生强烈的震撼。

本发明的供电杆与机舱之间采用万向节连接，防止飞行消防车发生偏转时将供电杆折断。

本发明的灭火小车包括行走装置、车身、消防水带、水泵、水枪、步进电机、红外热成像仪、第二测距雷达、第三控制器、第三GPS模块、第三GPRS模块，车身设置在行走装置上方，由行走装置带着车身前移，消防水带、水泵、步进电机、第三控制器、第三GPS模块、第三GPRS模块安装在车身顶端，消防水带的一端连接在水泵上，当灭火小车进入隧道中时，由消防人员将消防水带的另一端套在三通管上，打开水阀，让行走装置带着车身前进，水枪安装在步进电机的旋转轴上，由第三控制器控制步进电机转动来带动着水枪移动，调节水枪的角度，使水枪能将水喷向火源，第三控制器控制水泵通过消防水带将水管中的水抽取进入水枪，从水枪中喷出，加快水管中水的流速，使水管中的水快速喷向火源，红外热成像仪、第二测距雷达安装在车身前方，红外热成像仪用于检测火灾所在位置，并将检测到的信息发送给第三控制器，第二测距雷达用于检测灭火小车前方障碍物，并将检测到的信息发送给第三控制器，第三控制器控制行走装置转向避开前方障碍物，防止灭火小车被撞击，第三GPS模块用于为灭火小车导航，并通过第三GPRS模块向第一GPS模块和有关部门发送灭火完毕的信息，提醒消防人员及有关部门该隧道内的火灾已经扑灭。

本发明的行走装置包括前车轴、取力器、变速箱、旋转电机、驱动轮、车架、舵机、随动轮、转向架、后车轴，车架安装在车身下方，旋转电机和舵机安装在车架上，前车轴安装在驱动轮上，取力器安装在前车轴上，取力器旁边设有变速箱，由第三控制器控制旋转电机带动变速箱工作，变速箱向取力器传动，取力器带动着前车轴转动，使得驱动轮转动，利用后车轴连接驱动轮，转向架安装在后车轴上，舵机的旋转轴与转向架连接，由第三控制器控制舵机转动，进而控制转向架工作，进而控制随动轮的方向。

本发明的火灾探测装置包括第一金属铝盒、钢丝网、Zigbee终端节点、温度传感器、第一控制器、火焰传感器、烟雾传感器，Zigbee终端节点、温度传感器、第一控制器、火焰传感器、烟雾传感器均安装在第一金属铝盒中，由钢丝网盖住第一金属铝盒的顶部，保护Zigbee终端节点、温度传感器、第一控制器、火焰传感器、烟雾传感器，温度传感器用于检测隧道中火灾探测装置安装处的温度信息，并将检测到的温度信息发送给第一控制器处理，火焰传感器用于检测隧道中火灾探测装置安装处的火焰信息，并将检测到的火焰信息发送给第一控制器处理，烟雾传感器用于检测隧道中火灾探测装置安装处的烟雾浓度信息，并将检测到的烟雾浓度信息发送给第一控制器处理，当隧道中火灾探测装置安装处的温度值达到预设值、有火焰的信息、烟雾浓度达到预设值时，第一控制器便判断该处有火灾发生的信息，并控制Zigbee终端节点将火灾发生的信息发送到洞口处的控制系统，由控制系统分别向第一GPRS模块和有关部门发送该处有火灾发生的信息。

本发明的控制系统包括第二金属铝盒、第二GPRS模块、Zigbee路由器、第二控制器、第二GPS模块，第二GPRS模块、Zigbee路由器、第二控制器、第二GPS模块均安装在第二金属铝盒中，用于保护第二GPRS模块、Zigbee路由器、第二控制器、第二GPS模块，第二GPS模块用于定位该处隧道的位置，便于该隧道内发生火灾时，便于飞行消防车能找到相应的位置，Zigbee路由器用于汇集隧道中各个火灾探测装置采集到的火灾发生的信息，即由Zigbee终端节点将火灾发生的信息传输给Zigbee路由器，再由Zigbee路由器将信息传输给第二控制器，第二控制器控制对Zigbee路由器传来的信息进行整合后，控制第二GPS模块向第一GPRS模块和有关部门发送该处有火灾发生的信息。

本发明的显示装置包括悬挂架、LED显示屏，由悬挂架将LED显示屏悬挂在隧道洞口上方，当隧道内发生火灾时，第二控制器控制LED显示屏显示隧道内发生火灾的信息，提醒隧道外的行车司机不要进入发生火灾的隧道。

本发明的供电杆包括绝缘伸缩杆、导线、导电轴承、金属杆、金属轮，绝缘伸缩杆安装在万向节与导电轴承之间，采用两个金属轮安装在金属杆两端，金属杆上还设有导电轴承，导线连接在导电轴承与变压器之间，由绝缘伸缩杆将金属轮伸向导轨，使得金属轮沿着导轨运行，将导轨上的电传输到金属轮，金属轮通过金属杆将电传输给导电轴承，导电轴承将电通过导线传输给变压器进行处理，当飞行消防车上升时，绝缘伸缩杆被拉伸，当飞行消防车下降时，绝缘伸缩杆被收缩，当飞行消防车停降时，绝缘伸缩杆在万向节和导电轴承的作用下收缩到飞行消防车底部。

由于本发明采用在隧道的二衬上均匀安装有火灾探测装置来检测隧道内是否有火灾的发生，隧道中还设有水管作为隧道的灭火水源，采用显示装置提醒隧道外的行车司机不要进入发生火灾的隧道，通过飞行消防车快速将医务人员、消防人员、灭火小车送往火灾发生的位置，并采用灭火小车向火灾发生点喷水，将火扑灭的结构，从而可以得到以下有益效果：

1.本发明采用在隧道中安装水管作为隧道的灭火水源，当灭火小车进入发生火灾的隧道时，由消防人员将消防水带的另一端套在三通管上，打开水阀，灭火小车前进找到火源位置，并由水泵将水管中的水快速抽出喷向火源。

2.本发明采用显示装置提醒隧道外的行车司机不要进入发生火灾的隧道，避免隧道外车辆盲目进入隧道中造成追尾或驶向火源中造成不必要的麻烦。

3.本发明采用涡轮风扇发动机推动飞行消防车在绿化带上方飞行，快速将医务人员、消防人员、灭火小车送往火灾发生的位置，大大节约了对遇难者的救援时间。

附图说明

图1为本发明一种高速公路隧道火灾救援的装置的安装结构示意图；

图2为本发明一种高速公路隧道火灾救援的装置中飞行消防车的结构示意图；

图3为本发明一种高速公路隧道火灾救援的装置中机舱内部的结构示意图；

图4为本发明一种高速公路隧道火灾救援的装置中机舱底部的示意图；

图5为本发明一种高速公路隧道火灾救援的装置中灭火小车的结构示意图；

图6为本发明一种高速公路隧道火灾救援的装置中行走装置的结构示意图；

图7为本发明一种高速公路隧道火灾救援的装置中火灾探测装置的结构示意图；

图8为本发明一种高速公路隧道火灾救援的装置中控制系统的结构示意图；

图9为本发明一种高速公路隧道火灾救援的装置中显示装置的结构示意图；

图10为本发明一种高速公路隧道火灾救援的装置中供电杆的结构示意图；

图11为本发明一种高速公路隧道火灾救援的装置的工作原理图。

主要元件符号说明。

具体实施方式

下面结合实施例并对照附图对本发明作进一步详细说明。

请参阅图1至11，所示为本发明中的一种高速公路隧道火灾救援的装置，包括导轨1、供电杆2、飞行消防车3、灭火小车4、水管5、三通管6、水阀7、火灾探测装置8、控制系统9、显示装置10。

如图1所示，在高速公路绿化带与超车道之间设置导轨1，飞行消防车3沿着导轨1飞行，且与绿化带保持一定的高度飞行，将医务人员、消防人员、灭火小车4送往发生火灾的隧道所在位置，由消防人员进入隧道将遇难者救出来，灭火小车4前往火源附近向火源喷水，由供电杆2在导轨1上取电为飞行消防车3供电，导轨1只有在使用的时候才通电，避免对人体或其他动物造成伤害，在隧道的二衬上均匀安装有火灾探测装置8来检测隧道内是否有火灾的发生，隧道中还设有水管5作为隧道的灭火水源，水管5上设有三通管6，在三通管6上安装有水阀7，控制系统9和显示装置10安装在隧道洞口顶部，当火灾探测装置8监测到隧道中有火灾发生时，向控制系统9发送信息，控制系统9控制显示装置10显示该隧道发生火灾的信息，提醒隧道外的行车司机不要进入发生火灾的隧道，接着控制系统9控制第二GPRS模块63向飞行消防车3和有关部门发送发生火灾的隧道位置，飞行消防车3携带医务人员、消防人员、灭火小车4快速到达发生火灾的隧道口，消防人员进入隧道将遇难者救出来，接着打开水阀7，由水阀7控制三通管6将水管5中的水流入消防水带36，再由水泵37将消防水带36中的水抽出，通过水枪38喷向火源。

如图2所示，所述的飞行消防车3包括机舱11、第一测距雷达72、支撑架12、涡轮风扇发动机13、微波雷达14、成像激光雷达15、探照灯16、K波段雷达17、螺旋桨18、伺服电机19，可以理解的，飞行消防车3上设有供人员上下的出入口，第一测距雷达72安装在所述机舱11底部，用于探测机舱11与地面的相对距离，避免飞行消防车3下方接触到障碍物而造成损坏，机舱11安装在支撑架12上，机舱11顶端设有四个相同的伺服电机19，每个伺服电机19上设有一个相同的螺旋桨18，由伺服电机19带动螺旋桨18转动，通过中央控制器23控制电机调速器24对各个伺服电机19进行调速，用于控制机舱11的上升、下降、转向，机舱11两旁设有相同的涡轮风扇发动机13，通过油箱25向涡轮风扇发动机13提供燃料，用于推动机舱11前进，机舱11两边分别设有两个相同的微波雷达14，用于探测机舱11两侧的障碍物，成像激光雷达15、探照灯16、K波段雷达17安装在机舱11的前端，K波段雷达17用于探测机舱11前方的障碍物，当机舱11前方、左侧、右侧有障碍物时，中央控制器23调节伺服电机19的转速，使机舱11避开障碍物，飞行消防车3右侧有障碍物时，中央控制器23控制飞行消防车3向左偏移，飞行消防车3左侧有障碍物时，中央控制器23控制飞行消防车3向右偏移，飞行消防车3前方有障碍物时，中央控制器23控制飞行消防车3上升，避开障碍物后又下降，使得飞行消防车3与绿化带保持一定的距离飞行，成像激光雷达15用于识别导轨1的轨迹，便于飞行消防车3沿着导轨1飞行，探照灯16用于为机舱11照明，并为成像激光雷达15补光，辅助成像激光雷达15采集导轨1信息，使供电杆2沿着导轨1行驶，将导轨1上的电传输给飞行消防车3。

如图3所示，所述的机舱11中设有座椅20、床铺21、第一GPRS模块22、中央控制器23、电机调速器24、油箱25、变压器26、第一GPS模块27，飞行消防车3前往发生火灾的隧道时，座椅20为消防人员和医务人员提供座位，床铺21用于为火灾中受伤的人员提供躺的位置，当遇难者只能躺下时，让遇难者躺在床铺21上，便于医务人员对遇难者进行医治，第一GPRS模块22用于接收控制系统9中第二GPRS模块63发来的信息，电机调速器24用于调节伺服电机19的转速，进而调节机舱11的上升、下降、转向，油箱25中装有涡轮风扇发动机13的动力燃料，用于向涡轮风扇发动机13提供动力燃料，变压器26用于将供电杆2上传来的电进行变压处理，进而为伺服电机19供电，第一GPS模块27用于为飞行消防车3导航，便于飞行消防车3能找到发生火灾的隧道，机舱11侧边还设有舱门28，供消防人员、医务人员、灭火小车4进出机舱11，中央控制器23用于接收火灾探测器采集到的信息，控制涡轮风扇发动机13推动机舱11前进，控制电机调速器24调节伺服电机19的转速，接收成像激光雷达15、K波段雷达17采集到的信息，控制探照灯16工作，接收第一GPS模块27采集到的位置信息，接收第一GPRS模块22传输来的信息。

如图4所示，所述的支撑架12包括减震弹簧29、减震器30、金属块31、橡胶块32，减震弹簧29和减震器30安装在支撑架12底端，且减震器30设置在减震弹簧29中，金属块31固定在减震器30的另一端，橡胶块32安装在金属块31上，避免飞行消防车3降落时对机舱11内的消防人员、医务人员、遇难人员产生强烈的震撼。需要指出的是，飞行消防车3在达到目标地点后，可以从支撑架12上降落下来，飞行消防车3降落后，消防人员可以从出口走出飞行消防车3，在完成消防救援后，飞行消防车3可以重新飞至支撑架12上，在返回初始位置。

如图4所示，所述的供电杆2与机舱11之间采用万向节33连接，万向节33随着飞行消防车3偏离而转向，防止飞行消防车3发生偏转时将供电杆2折断。

如图5所示，所述的灭火小车4包括行走装置34、车身35、消防水带36、水泵37、水枪38、步进电机39、红外热成像仪40、第二测距雷达41、第三控制器42、第三GPS模块43、第三GPRS模块44，车身35设置在行走装置34上方，由行走装置34带着车身35前移，消防水带36、水泵37、步进电机39、第三控制器42、第三GPS模块43、第三GPRS模块44安装在车身35顶端，消防水带36的一端连接在水泵37上，当灭火小车4进入隧道中时，由消防人员将消防水带36的另一端套在三通管6上，打开水阀7，让行走装置34带着车身35前进，水枪38安装在步进电机39的旋转轴上，由第三控制器42控制步进电机39转动来带动着水枪38移动，调节水枪38的角度，使水枪38能将水喷向火源，第三控制器42控制水泵37通过消防水带36将水管5中的水抽取进入水枪38，加快水管5中水的流速从水枪38中喷出，使水管5中的水快速喷向火源，达到快速灭火的效果，红外热成像仪40、第二测距雷达41安装在车身35前方，红外热成像仪40用于检测火灾所在位置，红外热成像仪40接受火光的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元上，在光学系统和红外探测器之间，有一个光机扫描机构对火光的红外热像进行扫描，并聚焦在单元或分光探测器上，由探测器将红外辐射能转换成电信号，经放大处理、转换后发送到第三控制器42中处理成红外热像图，并将检测到的信息发送给第三控制器42，第二测距雷达41用于检测灭火小车4前方障碍物，并将检测到的信息发送给第三控制器42，第三控制器42控制行走装置34转向避开前方障碍物，防止灭火小车4被撞击，第三GPS模块43用于为灭火小车4导航，并通过第三GPRS模块44向第一GPS模块27和有关部门发送灭火完毕的信息，提醒消防人员及有关部门该隧道内的火灾已经扑灭。

如图6所示，所述的行走装置34包括前车轴45、取力器46、变速箱47、旋转电机48、驱动轮49、车架50、舵机51、随动轮52、转向架53、后车轴54，车架50安装在车身35下方，旋转电机48和舵机51安装在车架50上，前车轴45安装在驱动轮49上，取力器46安装在前车轴45上，取力器46旁边设有变速箱47，由第三控制器42控制旋转电机48带动变速箱47工作，变速箱47向取力器46传动，取力器46带动着前车轴45转动，使得驱动轮49转动，利用后车轴54连接驱动轮49，转向架53安装在后车轴54上，舵机51的旋转轴与转向架53连接，由第三控制器42控制舵机51转动，进而控制转向架53工作，进而控制随动轮52的方向。

如图7所示，所述的火灾探测装置8包括第一金属铝盒55、钢丝网56、Zigbee终端节点57、温度传感器58、第一控制器59、火焰传感器60、烟雾传感器61，Zigbee终端节点57、温度传感器58、第一控制器59、火焰传感器60、烟雾传感器61均安装在第一金属铝盒55中，由钢丝网56盖住第一金属铝盒55的顶部，保护Zigbee终端节点57、温度传感器58、第一控制器59、火焰传感器60、烟雾传感器61，温度传感器58用于检测隧道中火灾探测装置8安装处的温度信息，并将检测到的温度信息发送给第一控制器59处理，火焰传感器60用于检测隧道中火灾探测装置8安装处的火焰信息，并将检测到的火焰信息发送给第一控制器59处理，烟雾传感器61用于检测隧道中火灾探测装置8安装处的烟雾浓度信息，并将检测到的烟雾浓度信息发送给第一控制器59处理，当隧道中火灾探测装置8安装处的温度值达到预设值，且有火焰的信息、烟雾浓度达到预设值时，第一控制器59便判断该处有火灾发生的信息，并控制Zigbee终端节点57将火灾发生的信息发送到洞口处的控制系统9，由控制系统9分别向第一GPRS模块22和有关部门发送该处有火灾发生的信息和该隧道的地理位置信息。

如图8所示，所述的控制系统9包括第二金属铝盒62、第二GPRS模块63、Zigbee路由器64、第二控制器65、第二GPS模块66，第二GPRS模块63、Zigbee路由器64、第二控制器65、第二GPS模块66均安装在第二金属铝盒62中，用于保护第二GPRS模块63、Zigbee路由器64、第二控制器65、第二GPS模块66，第二GPS模块66用于定位该处隧道的位置，便于该隧道内发生火灾时，飞行消防车3能找到相应的位置，Zigbee路由器64用于汇集隧道中各个火灾探测装置8采集到的火灾发生的信息，即由Zigbee终端节点57将火灾发生的信息传输给Zigbee路由器64，当隧道过长时，在隧道中安装多个Zigbee路由器64汇集各个Zigbee终端节点57发送出来的火灾信息，并将这些Zigbee路由器64将信息逐级发送给隧道洞口的Zigbee路由器64，再由隧道洞口处的Zigbee路由器64将信息传输给第二控制器65，第二控制器65控制对Zigbee路由器64传来的信息进行整合后，控制第二GPS模块66向第一GPRS模块22和有关部门发送该处有火灾发生的信息。

如图9所示，所述的显示装置10包括悬挂架73、LED显示屏74，由悬挂架73将LED显示屏74悬挂在隧道洞口上方，当隧道内发生火灾时，第二控制器65控制LED显示屏74显示隧道内发生火灾的信息，提醒隧道外的行车司机不要进入发生火灾的隧道，避免司机盲目将车辆驶入发生火灾的隧道中而发生追尾、剐蹭等交通事故，同时避免车辆被驶入火源，造成更大的火灾。

如图10所示，所述的供电杆2包括绝缘伸缩杆67、导线68、导电轴承69、金属杆70、金属轮71，绝缘伸缩杆67安装在万向节33与导电轴承69之间，采用两个金属轮71安装在金属杆70两端，金属杆70上还设有导电轴承69，导线68连接在导电轴承69与变压器26之间，由绝缘伸缩杆67将金属轮71伸向导轨1，使得金属轮71沿着导轨1运行，将导轨1上的电传输到金属轮71，金属轮71通过金属杆70将电传输给导电轴承69，导电轴承69将电通过导线68传输给变压器26进行处理，为伺服电机19供电，当飞行消防车3上升时，绝缘伸缩杆67被拉伸，当飞行消防车3下降时，绝缘伸缩杆67被收缩，当飞行消防车3停降时，绝缘伸缩杆67在万向节33和导电轴承69的作用下收缩到飞行消防车3底部。

本发明的工作原理与工作过程如下：

如图11所示，火灾探测装置8的温度传感器58检测到该处温度值达到预设值，火焰传感器60检测到该处有火焰的信息、烟雾传感器61检测到该处烟雾浓度达到预设值时，第一控制器59便判断该处有火灾发生的信息，并控制Zigbee终端节点57将火灾发生的信息发送到洞口处的控制系统9的Zigbee路由器64，Zigbee路由器64将信息传输给第二控制器65；当火灾探测装置8检测到隧道中有火灾发生时，第二控制器65控制LED显示屏74显示隧道内发生火灾的信息，提醒隧道外的行车司机不要进入发生火灾的隧道，第二GPS模块66定位到的信息发送给第二控制器65，由第二控制器65控制第二GPRS模块63分别向第一GPRS模块22和有关部门发送该处有火灾发生的信息和该隧道的地理位置信息；飞行消防车3携带医务人员、消防人员、灭火小车4快速到达发生火灾的隧道口，即通过中央控制器23控制电机调速器24对各个伺服电机19进行调速，控制机舱11的上升、下降、转向，中央控制器23控制涡轮风扇发动机13推动机舱11前进，微波雷达14，探测机舱11两侧的障碍物，K波段雷达17探测机舱11前方的障碍物，并将检测到信息发送给中央控制器23，当机舱11前方、左侧、右侧有障碍物时，中央控制器23调节伺服电机19的转速，使机舱11避开障碍物，成像激光雷达15识别导轨1的轨迹，中央控制器23控制探照灯16用于为机舱11照明，辅助成像激光雷达15采集导轨1信息，并为成像激光雷达15补光，使供电杆2沿着导轨1行驶，将导轨1上的电传输给飞行消防车3，第一GPS模块27为飞行消防车3导航，将信息传输给中央控制器23，便于飞行消防车3能找到发生火灾的隧道，第一GPRS模块22接收控制系统9中第二GPRS模块63发来的信息和第三GPRS模块44发来的信息；当灭火小车4进入隧道中时，由消防人员将消防水带36的另一端套在三通管6上，打开水阀7，第三控制器42控制旋转电机48转动，使得驱动轮49转动，通过红外热成像仪40检测火灾所在位置，将检测到的信息发送给第三控制器42，引导灭火小车4找到火源，第二测距雷达41检测灭火小车4前方障碍物，并将检测到的信息发送给第三控制器42，第三控制器42控制舵机51转动，进而控制转向架53工作，进而控制随动轮52的方向，使得灭火小车4避开前方障碍物，防止灭火小车4被撞击，第三GPS模块43用于为灭火小车4导航，并通过第三GPRS模块44向第一GPS模块27和有关部门发送灭火完毕的信息，提醒消防人员及有关部门该隧道内的火灾已经扑灭。

Claims (10)

1.一种高速公路隧道火灾救援的装置，其特征在于：包括导轨、供电杆、飞行消防车、灭火小车、水管、三通管、水阀、火灾探测装置、控制系统、显示装置，在高速公路绿化带与超车道之间设置所述导轨，所述飞行消防车沿着所述导轨飞行，将医务人员、消防人员、所述灭火小车送往发生火灾的隧道所在位置，由消防人员进入隧道将遇难者救出来，所述灭火小车前往火源附近向火源喷水，由所述供电杆在所述导轨上取电为所述飞行消防车供电，所述导轨只有在使用的时候才通电，避免对人体或其他动物造成伤害，在隧道的二衬上均匀安装有所述火灾探测装置来检测隧道内是否有火灾的发生，隧道中还设有所述水管作为隧道的灭火水源，所述水管上设有所述三通管，在所述三通管上安装有所述水阀，所述控制系统和所述显示装置安装在隧道洞口顶部，当所述火灾探测装置监测到隧道中有火灾发生时，向所述控制系统发送信息，所述控制系统控制所述显示装置显示该隧道发生火灾的信息，提醒隧道外的行车司机不要进入发生火灾的隧道，接着所述控制系统向所述飞行消防车和有关部门发送发生火灾的隧道位置，所述飞行消防车快速到达发生火灾的隧道口，消防人员进入隧道将遇难者救出来，接着打开所述水阀，由所述灭火小车将所述水管中的水引出喷向火源。

2.根据权利要求1所述的高速公路隧道火灾救援的装置，其特征在于：所述飞行消防车包括机舱、第一测距雷、支撑架、涡轮风扇发动机、微波雷达、成像激光雷达、探照灯、K波段雷达、螺旋桨、伺服电机，所述第一测距雷达安装在所述机舱底部，用于探测所述机舱与地面的相对距离，避免所述飞行消防车下方接触到障碍物而造成损坏，所述机舱安装在所述支撑架上，所述机舱顶端设有四个相同的所述伺服电机，所述每个伺服电机上设有一个相同的所述螺旋桨，由所述伺服电机带动所述螺旋桨转动，用于控制所述机舱的上升、下降、转向，所述机舱两旁设有相同的所述涡轮风扇发动机，用于推动所述机舱前进，所述机舱两边分别设有两个相同的所述微波雷达，用于探测所述机舱两侧的障碍物，所述成像激光雷达、探照灯、K波段雷达安装在所述机舱的前端，所述K波段雷达用于探测所述机舱前方的障碍物，当所述机舱前方、左侧、右侧有障碍物时，所述调节伺服电机的转速，使所述机舱避开障碍物，所述成像激光雷达用于识别所述导轨的轨迹，便于所述飞行消防车沿着所述导轨飞行，所述探照灯用于为所述机舱照明，并辅助所述成像激光雷达采集所述导轨信息，使所述供电杆沿着所述导轨行驶，将所述导轨上的电传输给所述飞行消防车。

3.根据权利要求2所述的高速公路隧道火灾救援的装置，其特征在于：所述机舱中设有座椅、床铺、第一GPRS模块、中央控制器、电机调速器、油箱、变压器、第一GPS模块，所述飞行消防车前往发生火灾的隧道时，所述座椅为消防人员和医务人员提供座位，所述床铺用于为火灾中受伤的人员提供躺的位置，所述第一GPRS模块用于接收所述控制系统发来的信息，所述电机调速器用于调节所述伺服电机的转速，进而所述调节机舱的上升、下降、转向，所述油箱用于向所述涡轮风扇发动机提供燃料，所述变压器用于将所述供电杆上传来的电进行变压处理，进而为所述伺服电机供电，所述第一GPS模块用于为所述飞行消防车导航，所述机舱侧边还设有所述舱门，供消防人员、医务人员、所述灭火小车进出所述机舱，所述中央控制器用于接收所述火灾探测器采集到的信息，控制所述涡轮风扇发动机推动所述机舱前进，控制所述电机调速器调节所述伺服电机的转速，接收所述成像激光雷达、K波段雷达采集到的信息，控制所述探照灯工作，接收所述第一GPS模块采集到的位置信息，接收所述第一GPRS模块传输来的信息。

4.根据权利要求3所述的高速公路隧道火灾救援的装置，其特征在于：所述支撑架包括减震弹簧、减震器、金属块、橡胶块，减震弹簧和减震器安装在支撑架底端，且减震器设置在减震弹簧中，金属块固定在减震器的另一端，橡胶块安装在金属块上。

5.根据权利要求4所述的高速公路隧道火灾救援的装置，其特征在于：所述供电杆与机舱之间采用所述万向节连接，防止所述飞行消防车发生偏转时将所述供电杆折断。

6.根据权利要求5所述的高速公路隧道火灾救援的装置，其特征在于：所述灭火小车包括行走装置、车身、消防水带、水泵、水枪、步进电机、红外热成像仪、第二测距雷达、第三控制器、第三GPS模块、第三GPRS模块，所述车身设置在所述行走装置上方，由所述行走装置带着所述车身前移，所述消防水带、水泵、步进电机、第三控制器、第三GPS模块、第三GPRS模块安装在所述车身顶端，所述消防水带的一端连接在所述水泵上，当所述灭火小车进入隧道中时，由消防人员将所述消防水带的另一端套在所述三通管上，打开所述水阀，让所述行走装置带着所述车身前进，所述水枪安装在所述步进电机的旋转轴上，由所述第三控制器控制所述步进电机转动来带动着所述水枪移动，调节所述水枪的角度，使所述水枪能将水喷向火源，所述第三控制器控制所述水泵通过所述消防水带将所述水管中的水抽取进入所述水枪，从所述水枪中喷出，加快所述水管中水的流速，使所述水管中的水快速喷向火源，所述红外热成像仪、第二测距雷达安装在所述车身前方，所述红外热成像仪用于检测火灾所在位置，并将检测到的信息发送给所述第三控制器，所述第二测距雷达用于检测所述灭火小车前方障碍物，并将检测到的信息发送给所述第三控制器，所述第三控制器控制所述行走装置转向避开前方障碍物，防止所述灭火小车被撞击，所述第三GPS模块用于为所述灭火小车导航，并通过所述第三GPRS模块向所述第一GPS模块和有关部门发送灭火完毕的信息，提醒消防人员及有关部门该隧道内的火灾已经扑灭。

7.根据权利要求6所述的高速公路隧道火灾救援的装置，其特征在于：所述火灾探测装置包括第一金属铝盒、钢丝网、Zigbee终端节点、温度传感器、第一控制器、火焰传感器、烟雾传感器，所述gbee终端节点、温度传感器、第一控制器、火焰传感器、烟雾传感器均安装在所述第一金属铝盒中，由所述钢丝网盖住所述第一金属铝盒的顶部，保护所述Zigbee终端节点、温度传感器、第一控制器、火焰传感器、烟雾传感器，所述温度传感器用于检测隧道中所述火灾探测装置安装处的温度信息，并将检测到的温度信息发送给所述第一控制器处理，所述火焰传感器用于检测隧道中所述火灾探测装置安装处的火焰信息，并将检测到的火焰信息发送给所述第一控制器处理，所述烟雾传感器用于检测隧道中所述火灾探测装置安装处的烟雾浓度信息，并将检测到的烟雾浓度信息发送给所述第一控制器处理，当隧道中所述火灾探测装置安装处的温度值达到预设值、有火焰的信息、烟雾浓度达到预设值时，所述第一控制器便判断该处有火灾发生的信息，并控制所述Zigbee终端节点将火灾发生的信息发送到洞口处的控制系统，由所述控制系统分别向所述第一GPRS模块和有关部门发送该处有火灾发生的信息。

8.根据权利要求7所述的高速公路隧道火灾救援的装置，其特征在于：所述控制系统包括第二金属铝盒、第二GPRS模块、Zigbee路由器、第二控制器、第二GPS模块，所述第二GPRS模块、Zigbee路由器、第二控制器、第二GPS模块均安装在第二金属铝盒中，用于保护所述第二GPRS模块、Zigbee路由器、第二控制器、第二GPS模块，所述第二GPS模块用于定位该处隧道的位置，便于该隧道内发生火灾时，便于所述飞行消防车能找到相应的位置，所述Zigbee路由器用于汇集隧道中各个所述火灾探测装置采集到的火灾发生的信息，即由所述Zigbee终端节点将火灾发生的信息传输给所述Zigbee路由器，再由所述Zigbee路由器将信息传输给所述第二控制器，所述第二控制器控制对所述Zigbee路由器传来的信息进行整合后，控制所述第二GPS模块向所述第一GPRS模块和有关部门发送该处有火灾发生的信息。

9.根据权利要求8所述的高速公路隧道火灾救援的装置，其特征在于：所述显示装置包括悬挂架、LED显示屏，由所述悬挂架将所述LED显示屏悬挂在隧道洞口上方，当隧道内发生火灾时，所述第二控制器控制所述LED显示屏显示隧道内发生火灾的信息，提醒隧道外的行车司机不要进入发生火灾的隧道。

10.根据权利要求9所述的高速公路隧道火灾救援的装置，其特征在于：所述供电杆包括绝缘伸缩杆、导线、导电轴承、金属杆、金属轮，所述绝缘伸缩杆安装在所述万向节与所述导电轴承之间，采用两个所述金属轮安装在所述金属杆两端，所述金属杆上还设有所述导电轴承，所述导线连接在所述导电轴承与所述变压器之间，由所述绝缘伸缩杆将所述金属轮伸向所述导轨，使得所述金属轮沿着所述导轨运行，将所述导轨上的电传输到所述金属轮，所述金属轮通过所述金属杆将电传输给所述导电轴承，所述导电轴承将电通过所述导线传输给所述变压器进行处理，当所述飞行消防车上升时，所述绝缘伸缩杆被拉伸，当所述飞行消防车下降时，所述绝缘伸缩杆被收缩，当所述飞行消防车停降时，所述绝缘伸缩杆在所述万向节和所述导电轴承的作用下收缩到所述飞行消防车底部。