CN110624192B - 一种基于可燃物分级的多喷头协同作业灭火控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于可燃物分级的多喷头协同作业灭火系统，包括以下步骤：控制器计算喷头与火情点之间的距离；控制器计算需要哪几个灭火范围涵盖一级火情点的喷头对一级火情点喷出灭火剂才能让喷到可燃物上灭火剂的单位剂量超过阈值且各个喷头到一级火情点距离之和最小，喷头喷出灭火剂；对第二火情点直到最后一级火情点的灭火作业都采用和一级火情点一样的作业流程；如果还有没有参加灭火作业的喷头，那么剩余喷头向他覆盖范围内最高优先级的火情点喷射灭火剂。本发明提供一种通过控制器的控制对不同火情点进行灭火，剩余的喷头继续参与灭火提高喷头利用率的基于可燃物分级的多喷头协同作业灭火系统。

Description

一种基于可燃物分级的多喷头协同作业灭火控制方法

技术领域

本发明涉及消防灭火领域，尤其是涉及多喷头协同作业灭火控制方法。

背景技术

目前在建筑物里面使用的消防喷头，多是在发生火灾时一起喷射灭火剂，不仅不能有针对性的灭火，还浪费了灭火剂，灭火效果不好，也有一些消防喷头可以满足较大范围内灭火，来覆盖所有火情点，但是没有做到各个喷头之间协同配合，来提高灭火效果。中国专利公开号CN104623842A，公开日2015年05月20日，发明创造的名称为一种多喷头消防灭火装置，该申请案包括顶部安装架、固定安装盘和活动安装盘、电机安装座和电机、凸轮、主轴、凸轮驱动板、控制中心、弹簧、烟雾传感器、顶部安装架固定安装在固定安装盘上，电机安装座固定安装在固定安装盘上，电机固定安装在电机安装座上，凸轮固定安装在所述的电机主轴上。该申请案是通过喷头的运动来扩大灭火范围，但是单位时间内单位面积上的灭火剂的剂量就变得少了，灭火效果就不好了，而且如果在同一区域内安装多个这样的喷头，那这些喷头之间会有重叠的灭火剂喷洒范围会有重叠，重叠的地方虽然单位时间内单位面积上的灭火剂的剂量会大，但是这些重叠区域覆盖的地方未必就是火情最高的地方，甚至这些重叠区域覆盖的地方就没有火情，所以这些灭火剂的利用率就不高，这些喷头不能做到协同配合，这对火情的扑灭是不利的。

发明内容

本发明是为了克服现有技术的喷头不能协同配合，灭火剂不能高效利用的问题，提供一种各个喷头协同配合实现对重点火情的重点覆盖、灭火剂高效利用的基于可燃物分级的多喷头协同作业灭火控制方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于可燃物分级的多喷头协同作业灭火控制方法，由控制器控制若干喷头进行灭火作业，其控制过程包括以下步骤：

S1、根据火情点获取覆盖其范围的喷头;

S2、根据火情等级从获取的喷头中选择扑灭该火情的喷头组合；

S3、遍历各火情点重复步骤S2；

S4、选取未参与灭火作业的喷头对 合适的火情点二次灭火作业。

由控制器控制各个喷头，使得各个喷头之间相互配合，使得最高级火情点单位面积上优先被喷覆达到阈值剂量的灭火剂或者覆盖范围涵盖最高级火情点的喷头全部参与最高级火情点的灭火，然后按优先级别从高到低顺序一个个的喷洒灭火剂，这样可以使得最高级别火情点优先得到灭火，最大程度上降低火情的蔓延和损害，如果在所有火情点都得到灭火处理后还有剩余喷头，那么为了加强灭火效果，把让这些喷头也加入到灭火作业中，由于每个火情点单位面积上都覆盖上了超过阈值的灭火剂，所以剩余喷头对火情点的分配方式是让每一个火情点都得到大致相同剂量的灭火剂以加强灭火效果。

作为优选，所述S1步骤包括以下步骤：

S11：控制器获取各个喷头所覆盖范围内的所有火情点；

S12：控制距离测量仪逐个计算喷头距所获取的火情点的距离，并存储。火情点与喷头间的距离测出来之后，就可以得知各个喷射范围覆盖某一火情点的喷头距离该火情点按远近的排列顺序，这就可以按这个顺序来调动距离该火情点近的喷头来对该火情点来进行灭火，使得灭火剂在喷洒过程中受重力和空气阻力的影响更小，喷射到火情点上的灭火剂的散布更加集中，使得灭火效果更好。

作为优选，所述S2步骤过程包括以下步骤：

S21：控制器先计算哪个覆盖范围涵盖一级火情点的喷头离一级火情点最近，然后控制器控制该喷头调整喷口的大小让灭火剂喷在整个可燃物上面，计算喷到可燃物上灭火剂的单位剂量是否超过阈值，如果超出阈值就结束一级火情点灭火作业，如果不超过阈值就开始计算下一近的喷头；

S22：遍历盖范围涵盖一级火情点的喷头，都按照覆盖范围涵盖一级火情点的离一级火情点最近的喷头的作业流程来作业；

S23：如果覆盖范围涵盖一级火情点的所有喷头都参与了一级火情点的灭火，就结束一级火情点灭火作业。调集距离火情点最近的喷头对火情点进行灭火作业，可以使得喷头的反应更加迅速让火情点更快得到灭火处理，降低火情的危害和蔓延程度，设置火情点上单位面积阈值可以让火情点得到最大程度上的灭火作业，一旦超出这个阈值，那么灭火范围覆盖该火情点的剩余喷头可以加入到别的火情点的灭火作业中，就可以最大程度上使得所有火情点都得到灭火作业，降低火情的危害和蔓延程。

作为优选，所述S3步骤包括以下步骤：

S31：把火情点按优先级排序；

S31：按照顺序对火情点进行灭火作业；

S31：第二火情点直到最后一级火情点的灭火作业都采用和一级火情点一样的作业流程。火情点的处理先后顺序按照火情的级别来确定，火情最高级别的火情点尾害最大，所以要优先计算，然后喷射灭火剂，这样可以尽可能降低火情造成的损失，火情级别稍低的火情点危害较小，所以延后处理。

作为优选，所述S4步骤包括以下步骤：

S41：对所有的火情点都进行灭火作业后，把未参加灭火作业的喷头加入到剩余队列里；

S42：控制器控制剩余队列里的喷头调整喷口的形状有规律的让灭火剂喷在各个喷头覆盖范围内的火情点的整个可燃物上面。

S43：对剩余队列的喷头做作业判断；

S44：剩余队列中的喷头由控制器控制喷头调整喷口的形状，灭火剂喷在他覆盖范围内没有T标记的且最高优先级的火情点的整个可燃物上面；

S45：步骤S44完成后依据剩余队列里的情况开始步骤S43；

S46：对火情点进行完一轮分配后，再进行下一轮分配，步骤S46完成后开始步骤S43。如果说剩余队列里有喷头的话，那就说明所有火情点要么是火情点上单位面积上喷洒的灭火剂已经超出阈值，要么是喷洒范围覆盖该火情点的喷头都已加入到该喷头的灭火处理，所以剩余队列里的喷头可以重新再分配来加强灭火效果，因为不同好的火情点已经设置了阈值，所以分配剩余队列里的喷头的时候就把灭火剂尽量平均分配到每一个火情点。

作为优选，所述S42步骤中的规律是让喷头喷向各个喷头覆盖范围内没有T标记的且最高优先级的火情点的可燃物。向没有T标记的且最高优先级的火情点喷射灭火剂是为了剩余队列里的喷头在该轮不再向已经有剩余队列向他作业的火情点作业。

作为优选，所述S43步骤包括以下步骤：

S431：对所有火情点按火情级别进行排序；

S432：按照顺序对火情点进行以下判断，如果某一火情点没有一个喷头对他作业，然后进行下一级的火情点判断，如果某一火情点只有一个剩余队列里的喷头对他作业，那就把这个作业的喷头从剩余队列中去除，把该火情点的标记改为T，然后进行下一级的火情点判断，如果某一火情点有两个及以上的剩余队列里的 喷头向该火情点作业，那就只让距离该火情点最近的喷头作业，把该火情点的标记改为T，并把作业的喷头从剩余队列中去除，然后进行下一级的火情点判断。剩余队列中的喷头是要尽量平均分配到每一个火情点，所以当一个火情点有两个以上的喷头向他喷射灭火剂时，只能使得其中一个喷头喷射，考虑到距离火情点远的喷头喷射效果不如距离近的喷头的喷射效果，所以只让离该火情点最近的喷头喷射灭火剂，把其他离该火情点稍远的喷头对该火情点标记改为T是为了让该火情点在该轮所有火情点判断完毕之前不再有别的喷头向他喷射灭火剂，已经开始向火情点作业的喷头从剩余队列里去除是为了在接下来的判断中不出现一个喷头要向两个火情点喷射灭火剂的情况。

作为优选，所述S45过程为：步骤S44完成后重复步骤S43，直至所有喷头都参与灭火或者剩余队列里的喷头对各自覆盖范围内的火情点的标记都为T；当剩余队列里的喷头对各自覆盖范围内的火情点的标记都为T时开始下一步骤。所有喷头都已经参加灭火就意味着喷头的灭火计算已经结束，剩余队列里的喷头对各自覆盖范围内的火情点的标记都为T就是说剩余队列里的喷头对各自覆盖范围内的火情点都有曾经的剩余队列的喷头向他作业，所以要把剩余队列的喷头继续分配就要在剩余队列里的喷头对各自覆盖范围内的火情点的标记都为T时开始下一步骤。

作为优选，所述S46过程为：把剩余队列里的喷头对各自覆盖范围内的火情点的标记清除，剩余队列里的喷头由控制器控制喷头调整喷口的形状让灭火剂喷在他覆盖范围内最高优先级的火情点的整个可燃物上面。清除标记后就不影响这些喷头的再次作业，剩余队列里的喷头由向他覆盖范围内最高优先级的火情点作业是为了再次循环做准备，步骤S4.4中说到步骤S4.3完成后开始步骤S4.1，这是为了让剩余队列里的喷头继续分配直到全部喷头都参与灭火作业。

作为优选，所述根据权利要求3或4所述的步骤过程，其特征是一个喷头开始向某一火情点作业后就不再向其它火情点作业。这样就不会出现一个喷头已经向某一火情点作业，而控制器又对他发出信息让他向另一火情点作业。

因此，本发明具有如下有益效果：（1）通过控制器的控制对不同火情点进行灭火；（2）剩余的喷头继续参与灭火提高喷头利用率；（3）喷头形状由控制器控制，可以让喷头喷出灭火剂覆盖整个火情点上面提高灭火效果；（4）各个喷头协同配合，不会出现喷头重复对某一火情点作业，而别的火情点没有得到较好的灭火处理的情况。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图

图2是本发明的一种喷头与火情点的分布示意图

图中：1. 控制器，2. 喷头，3距离测量仪。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。

实施例：一种基于可燃物分级的多喷头协同作业灭火控制方法，控制过程包括以下步骤：

S1、控制器控制距离测量仪计算所有的喷头距他覆盖范围内所有火情点的距离，并存储;

S2、根据火情等级选择扑灭该火情的最佳喷头组合；

S3、遍历各火情点重复步骤S2；

S4、选取未参与灭火作业的喷头对 合适的火情点二次灭火作业。

下面结合如图2所示火情点和喷头布置情况运用本发明进行具体说明，

步骤S1：根据火情点获取覆盖其范围的喷头;

S11：控制器获取各个喷头所覆盖范围内的所有火情点；喷洒范围覆盖一级火情点的喷头有1号、5号、4和2号喷头，喷洒范围覆盖二级火情点的喷头有3号、6号和2号喷头，喷洒范围覆盖三级火情点的喷头有7号喷头；

S12：控制距离测量仪逐个计算喷头距所获取的火情点的距离，并存储。

1号喷头距离一级火情点的距离为1米，5号喷头距离一级火情点的距离为2米，4号喷头距离一级火情点的距离为3米，2号喷头距离一级火情点的距离为4米； 3号喷头距离一级火情点的距离为1.1米，6号喷头距离一级火情点的距离为1.5米，2号喷头距离一级火情点的距离为3米； 7号喷头距离一级火情点的距离为1.3米。

步骤S2：控制器计算到1号喷头离一级火情点最近，然后控制器控制1号喷头调整喷口的形状和位置，根据抛物线的二次函数关系让喷头转向到能使灭火剂喷在整个一级火情的可燃物上面的位置，计算喷到可燃物上灭火剂的单位面积剂量没有超过阈值，控制器计算到5号喷头是距离一级火情点第二近的喷头，然后控制器控制5号喷头调整喷口的形状和位置，根据抛物线的二次函数关系让喷头转向到能使灭火剂喷在整个一级火情的可燃物上面的位置，计算喷到可燃物上灭火剂的单位面积剂量超过阈值，结束一级火情点的作业，一个喷头开始向某一火情点作业后就不再向其它火情点作业。

步骤S3：结束一级火情点的作业后，开始二级火情点的作业；

S31：把火情点按优先级排序；火情点顺序为一级火情点、二级火情点和三级火情点；

S31：按照顺序对火情点进行灭火作业；先对二级火情点进行灭火作业，然后对三级火情点进行灭火作业；

S33：第二火情点直到最后一级火情点的灭火作业都采用和一级火情点一样的作业流程。控制器计算到3号喷头是距离二级火情点最近的喷头，然后控制器控制5号喷头调整喷口的形状和位置，根据抛物线的二次函数关系让喷头转向到能使灭火剂喷在整个二级火情的可燃物上面的位置，计算喷到可燃物上灭火剂的单位面积剂量超过阈值，结束二级火情点的作业。结束二级火情点的作业后，开始三级火情点的作业，控制器计算到7号喷头是距离二级火情点最近的喷头，然后控制器控制7号喷头调整喷口的形状和位置，根据抛物线的二次函数关系让喷头转向到能使灭火剂喷在整个三级火情的可燃物上面的位置，计算喷到可燃物上灭火剂的单位面积剂量没有超过阈值，但是三级火情点只有7号喷头能覆盖，其他的喷头都不能覆盖三级火情，所以也要结束二级火情点的作业。

S4：选取未参与灭火作业的喷头对合适的火情点二次灭火作业。

S41：对所有的火情点都进行灭火作业后，把未参加灭火作业的喷头加入到剩余队列里；对所有的火情点都进行灭火作业后，2号、4号和6号喷头未参加灭火作业，2号、4号和6号喷头加入到剩余队列里；

S42：控制器控制剩余队列里的喷头调整喷口的形状有规律的让灭火剂喷在各个喷头覆盖范围内的火情点的整个可燃物上面。控制器控制2号喷头调整喷口的形状和位置，根据抛物线的二次函数关系让喷头转向到能使灭火剂喷在整个一级火情的可燃物上面的位置，喷射灭火剂；控制器控制4号喷头调整喷口的形状和位置，根据抛物线的二次函数关系让喷头转向到能使灭火剂喷在整个一级火情的可燃物上面的位置，喷射灭火剂；控制器控制6号喷头调整喷口的形状和位置，根据抛物线的二次函数关系让喷头转向到能使灭火剂喷在整个二级火情的可燃物上面的位置，喷射灭火剂。

S43：对剩余队列的喷头做作业判断；

S431：对所有火情点按火情级别进行排序；排序顺序为：先是一级火情然后是二级火情，最后是三级火情。

S432：判断一级火情点有两个剩余队列的喷头对他作业，4号喷头距离一级火情点比2号喷头近，所以2号喷头不再向一级火情点喷射灭火剂，一级火情点的标记改为T，4号喷头从剩余队列中清除；判断二级火情点只有6号喷头对他作业，那就把6号喷头从剩余队列中去除，二级火情点的标记改为T；判断三级火情点没有一个剩余队列的喷头对他作业，那就寻找下一个没有做判断的火情点，所有火情点至此就全部都做完判断。

S44：剩余队列中的喷头由控制器控制喷头调整喷口的形状，灭火剂喷在他覆盖范围内没有T标记的且最高优先级的火情点的整个可燃物上面；当步骤S4.1完成后，2号喷头的覆盖范围内没有火情点标记不是T的，所以不向任何火情点喷射灭火剂，然后就完成步骤S4.4。

步骤S45：步骤S44完成后重复步骤S43，2号喷头不向任何火情点喷射灭火剂，2号喷头对覆盖范围内的所有火情点的标记都为T，所以开始下一步骤。

S46：把剩余队列里的2号喷头对各自覆盖范围内的火情点的标记清除，剩余队列里的2号喷头由控制器控制喷头调整喷口的形状和位置，根据抛物线的二次函数关系让喷头转向到能使灭火剂喷在整个一级火情的可燃物上面的位置，喷射灭火剂，然后就完成步骤S46；

步骤S47：步骤S46完成后开始步骤S43，步骤S43开始后，所有喷头都参与了灭火作业，所以结束任务。

Claims (9)

1.一种基于可燃物分级的多喷头协同作业灭火控制方法，其特征在于，由控制器（1）控制若干喷头（2）进行灭火作业，其控制过程包括以下步骤：

S1、根据火情点获取覆盖其范围的喷头;

S2、根据火情等级从获取的喷头中选择扑灭该火情的喷头组合；

S3、遍历各火情点重复步骤S2；

S4、选取未参与灭火作业的喷头对合适的火情点二次灭火作业；

S41：对所有的火情点都进行灭火作业后，把未参加灭火作业的喷头加入到剩余队列里；

S42：控制器控制剩余队列里的喷头调整喷口的形状有规律的让灭火剂喷在各个喷头覆盖范围内的火情点的整个可燃物上面；

S43：对剩余队列的喷头做作业判断；

S44：剩余队列中的喷头由控制器控制喷头调整喷口的形状，灭火剂喷在他覆盖范围内没有T标记的且最高优先级的火情点的整个可燃物上面；

S45：步骤S44完成后依据剩余队列里的情况开始步骤S43；

S46：对火情点进行完一轮分配后，再进行下一轮分配，步骤S46完成后开始步骤S43。

2.根据权利要求1所述的一种基于可燃物分级的多喷头协同作业灭火控制方法，其特征是S1步骤包括以下步骤：

S11：控制器获取各个喷头所覆盖范围内的所有火情点；

S12：控制距离测量仪逐个计算喷头距所获取的火情点的距离，并存储。

3.根据权利要求1所述的一种基于可燃物分级的多喷头协同作业灭火控制方法，其特征是S2步骤过程包括以下步骤：

S21：控制器先把覆盖范围涵盖一级火情点的喷头按离一级火情点距离排序，然后控制器控制离一级火情点最近喷头调整喷口的大小让灭火剂喷在整个可燃物上面，计算喷到可燃物上灭火剂的单位剂量是否超过阈值，如果超出阈值就结束一级火情点灭火作业，如果不超过阈值就按照顺序开始计算下一个喷头；

S22：遍历覆盖范围涵盖一级火情点的喷头，都按照覆盖范围涵盖一级火情点的离一级火情点最近的喷头的作业流程来作业；

S23：如果覆盖范围涵盖一级火情点的所有喷头都参与了一级火情点的灭火，就结束一级火情点灭火作业。

4.根据权利要求1所述的一种基于可燃物分级的多喷头协同作业灭火控制方法，其特征是S3步骤包括以下步骤：

S31：把火情点按优先级排序；

S32：按照顺序对火情点进行灭火作业；

S33：第二火情点直到最后一级火情点的灭火作业都采用和一级火情点一样的作业流程。

5.根据权利要求1所述的一种基于可燃物分级的多喷头协同作业灭火控制方法，其特征是S42步骤中的规律是让喷头喷向各个喷头覆盖范围内最高优先级的火情点的可燃物。

6.根据权利要求1或5所述的一种基于可燃物分级的多喷头协同作业灭火控制方法，其特征是S43步骤包括以下步骤：

S431：对所有火情点按火情级别进行排序；

S432：按照顺序对火情点进行以下判断，如果某一火情点没有一个喷头对他作业，然后进行下一级的火情点判断，如果某一火情点只有一个剩余队列里的喷头对他作业，那就把这个作业的喷头从剩余队列中去除，把该火情点的标记改为T，然后进行下一级的火情点判断，如果某一火情点有两个及以上的剩余队列里的 喷头向该火情点作业，那就只让距离该火情点最近的喷头作业，把该火情点的标记改为T，并把作业的喷头从剩余队列中去除，然后进行下一级的火情点判断，所有火情点完成判断就结束本步骤。

7.根据权利要求1所述的一种基于可燃物分级的多喷头协同作业灭火控制方法，其特征是S45过程为：步骤S44完成后重复步骤S43，直至所有喷头都参与灭火或者剩余队列里的喷头对各自覆盖范围内的火情点的标记都为T；当剩余队列里的喷头对各自覆盖范围内的火情点的标记都为T时开始下一步骤。

8.根据权利要求1所述的一种基于可燃物分级的多喷头协同作业灭火控制方法，其特征是S46过程为：把剩余队列里的喷头对各自覆盖范围内的火情点的标记清除，剩余队列里的喷头由控制器控制喷头调整喷口的形状让灭火剂喷在他覆盖范围内最高优先级的火情点的整个可燃物上面。

9.根据权利要求3或4所述的一种基于可燃物分级的多喷头协同作业灭火控制方法，其特征是一个喷头开始向某一火情点作业后就不再向其它火情点作业。

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