CN114432615B - 一种用于石油石化油库储罐的消防控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于石油石化油库储罐的消防控制装置，包括：消防PLC机柜，用于采集现场消防设备返回的信号及状态；所述消防PLC机柜，与火灾报警控制器通讯连接，还用于在接收到报警信号时，基于采集得到的信号、状态信息以及所述报警信号，对所述消防设备进行远程程序控制；消防手操台，设置在消防控制室，用于控制启动消防泵和电动阀；监控计算机，用于在执行消防任务的过程中，对整个控制流程、对应的仪表参数以及相应的操作指令进行监测，并完成相应的辅助工作；消防控制终端，用于实时监测所述消防PLC机柜、所述消防手操台以及所述监控计算机各自的消防作业进度，直至完成对油库储罐的所有消防作业，实现监控自动化，保障油库储罐的安全。

Description

一种用于石油石化油库储罐的消防控制装置

技术领域

本发明涉及消防控制技术领域，特别涉及一种用于石油石化油库储罐的消防控制装置。

背景技术

目前，现有国内油库储罐多是依靠人工现场控制消防泵和手动阀门开关，存在着消防反应不及时、人工误操作、工作效率低等缺点，因此通过设计一种用于石油石化油库储罐的消防控制装置，以便准确快速获取现场火灾监控和消防设备的信息，并及时有效地对消防设备进行控制。通过消防控制技术，极大地提高了消防系统监控的自动化程度和现场人员工作效率，其灭火控制功能先进，有效保障了油库储罐安全，更好地适应现代化油库储罐消防管理的需要，为油库储罐的安全运行提供了良好的消防保障。

发明内容

本发明提供一种用于石油石化油库储罐的消防控制装置，用以通过消防控制技术，提高消防系统监控的自动化程度和现场人员工作效率，对灭火的有效控制，有效保障油库储罐安全，为油库储罐的安全运行提供良好的消防保障。

本发明提供了一种用于石油石化油库储罐的消防控制装置，包括：

消防PLC机柜，用于采集现场消防设备返回的信号及状态；

所述消防PLC机柜，与火灾报警控制器通讯连接，还用于在接收到报警信号时，基于采集得到的信号、状态信息以及所述报警信号，对所述消防设备进行远程程序控制；

消防手操台，设置在消防控制室，用于控制启动消防泵和电动阀；

监控计算机，用于在执行消防任务的过程中，对整个控制流程、对应的仪表参数以及相应的操作指令进行监测，并完成相应的辅助工作；

消防控制终端，用于实时监测所述消防PLC机柜、所述消防手操台以及所述监控计算机各自的消防作业进度，直至完成对油库储罐的所有消防作业。

在一种可能实现的方式中，所述消防PLC机柜由冗余配置CPUS接口模块、过程I/0模块及功能模块组成。

在一种可能实现的方式中，所述消防设备包括：电动阀、消防泵、柴油机泵、液位计、流量计、压力变送器、生活水泵中的任意一种或多种，且所述消防设备对应产生的信号均接入所述消防PLC机柜内。

在一种可能实现的方式中，还包括：

第一安装模块，用于分别在消防泵房内的消防泵出口、泡沫罐进出口和储罐处的管线上安装智能开关型电动阀；

第二安装模块，用于分别在消防水主管线、所述消防泵出口、泡沫泵出口和罐区管线远端安装压力变送器；

状态获取模块，用于基于所述智能开关型电动阀以及所述压力变送器实时获取阀门以及管线压力的状态信息，并传输到消防系统。

在一种可能实现的方式中，还包括：

消防控制模块，用于当发生火灾时，启动所述消防PLC机柜，当检测到所述消防水主管线的管网压力或稳压管线压力低于设定值时，所述消防PLC机柜控制启动所述消防泵，并根据PLC系统发出的指令对所述电动阀进行远程控制；

同时，所述监控计算机采集所述电动阀的开关控制以及状态信号，并监控消防水泵、消防泡沫泵处于工作时的电流电压状态以及管网压力。

在一种可能实现的方式中，所述消防控制模块，包括：

监控单元，用于基于摄像机对每一油库储罐状态进行实时监控，并将获得的监控图像发送至所述消防控制终端；

火灾分析单元，用于对接收到的每一监控图像的图像信息进行特征分析，当基于分析结果确定发生火灾时，向所述火灾报警控制器发送告警信号，同时，提醒启动所述消防PLC机柜以及所述监控计算机，并将对应的监控图像存储在第一临时数据库中；

当确定没有发生火灾时，将对应的监控图像存储在第二临时数据库中。

在一种可能实现的方式中，还包括：灭火管理模块，包括：

第一获取单元，用于当油库储罐现场发生火灾时，获取对应的所有火灾视频以及每一火灾视频对应的所有帧图像；

第一控制单元，用于提取所有帧图像中的第一帧图像中存在的前景图像以及背景图像，并分别获取所述前景图像的第一视觉颜色集合以及所述背景图像的第二视觉颜色集合，当两者存在相同颜色时，分别获取所述前景图像中具有所述相同颜色的第一区域以及所述背景图像中具有所述相同颜色的第二区域，当所述第一区域与所述第二区域发生交集时，获取所述第一区域在交集位置处的第一轮廓特征与所述第二区域对应的第二轮廓特征之间的差异值；

当所述差异值不为0时，分别获取与所述第一帧图像相邻的第二帧图像、与所述第二帧图像相邻的第三帧图像，并基于所述第一帧图像、第二帧图像以及所述第三帧图像，分别获取所述前景图像在所述交集位置处的第一部分轮廓上存在的所有像素点对应的第一灰度值变化特征，以及所述背景图像对应的第二灰度值变化特征，查找所述第一灰度值变化特征与所述第二灰度值变化特征之间的差异特征，基于所述差异特征，将所述前景图像与所述背景图像进行第一区分；

当所述差异值为0时，获取所述第一部分轮廓与所述第二区域在所述交集位置处的第二部分轮廓之间的形状差异特征，同时，获取所述第一部分轮廓上满足所述形状差异特征的所有位置点，并基于所述所有位置点构成的连接线，将所述前景图像与所述背景图像进行第二区分；

第一确定单元，用于基于所述第一帧图像，确定所述前景图像的完整轮廓，并基于所述完整轮廓，确定当前火灾范围；

第二获取单元，用于获取第二区分后的所述前景图像中所有像素点的像素颜色值以及对应的火焰高度；

第二确定单元，用于获取每一像素颜色值基于当前火灾范围的对应区域，并基于所述对应区域的面积值，确定当前火灾的集中区域；

第三确定单元，用于基于所述集中区域的像素颜色值以及火焰高度，确定对应的火灾程度；

第一发送单元，用于根据所述火灾程度与设备参数的对应关系，向所述消防设备的控制终端发送第一调整通知；

第四确定单元，用于基于所有帧图像中的每一相邻帧图像，确定所述完整轮廓的变化特征、对应像素点的像素颜色值变化特征以及对应的火焰高度变化特征；

第五确定单元，用于基于所述变化特征、像素颜色值变化特征以及所述火焰高度变化特征，综合确定当前火灾的蔓延特征；

第二发送单元，用于基于所述蔓延特征，更新所述第一调整通知，向所述控制终端发送更新得到的第二调整通知；

提醒单元，用于当所述第一区域与所述第二区域不发生交集且所述第一视觉颜色集合与所述第二视觉颜色集合不存在相同颜色时，提醒停止对所述前景图像与所述背景图像的区分；

其中，所述第一帧图像、所述第二帧图像以及所述第三帧图像均为单张图像。

在一种可能实现的方式中，所述灭火管理模块，还包括：

建立单元，用于以所述油库储罐的中心位置作为中心，以地面作为水平面，以火灾蔓延的水平方向作为横坐标正方向，以火灾蔓延的垂直方向作为纵坐标正方向，以火焰的延展方向作为竖坐标正方向，建立基于所述油库储罐的三维坐标系；

第六确定单元，用于基于所述三维坐标系，确定当前火灾所产生火焰的所有轮廓，并基于所述所有轮廓，确定所述油库储罐当前存在的所有火灾区域以及对应的区域分布；

提取单元，用于获取所有火灾区域中每一区域所产生火焰的焰心位置信息，并提取所述焰心位置信息中的中心位置信息以及轮廓位置信息；

第二控制单元，用于获取与所述每一区域对应的灭火设备的出口中心位置以及出口轮廓位置，并将所述焰心的中心位置与所述出口中心位置进行第一连线，同时，将所述焰心对应轮廓与所述出口轮廓上的对应点进行第二连线，确认第一连线结果与第二连线结果是否平行；

当平行时，判定所述灭火设备的当前所在位置适宜；

当不平行时，获取所述第一连线结果与所述第二连线结果中所存在的所有相交位置以及所述灭火设备在每一相交位置处基于焰心端的偏离方向，并以所述焰心端为支点，将灭火设备端沿着与所述偏离方向相反的方向移动，直至所存在的所有连线均平行，并将经调整后所述灭火设备的位置作为目标设置位置。

在一种可能实现的方式中，还包括：设备供给确认模块，包括：

第三获取单元，用于当所述油库储罐现场发生火灾时，获取发生火灾的所有区域、每一区域对应的火灾程度以及对应火灾程度在所有区域中的当前布局；

第三控制单元，用于调取与所述当前布局对应的消防设备使用记录，确定实际所需的消防设备、每种消防设备对应的数量以及每一消防设备对应所需的参数调整幅度，并与所有区域中当前拥有的消防设备情况进行比较，确认是否需要进行供给；

若需要，根据实际所需的消防设备对当前所缺的消防设备进行相应补充，并基于所述参数调整幅度对当前的消防设备进行参数校准，在完成补充与校准工作后，基于现有的消防设备继续进行灭火作业；

若不需要，基于当前的消防设备对所有区域进行灭火作业。

在一种可能实现的方式中，还包括：灭火效果确定模块，包括：

第四获取单元，用于当油库储罐现场发生火灾时，获取当前使用的灭火设备的参数信息以及基于该参数信息所能达到的最大落地水量；

第五获取单元，用于获取当前火灾现场的环境信息以及每一环境信息对所述灭火设备的当前灭火工作的影响值；

第七确定单元，用于基于所述最大落地水量以及所述影响值，确定所述灭火设备在当前灭火工作中的实际落地水量；

第八确定单元，用于将所述实际落地水量与所需落地水量进行比较，确定所述灭火设备的当前灭火效果。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例中的消防系统配置图；

图2为本发明实施例中的消防控制系统逻辑图；

图3为本发明实施例中一种用于石油石化油库储罐的消防控制装置的结构框图；

图4为本发明实施例中消防控制模块的结构框图；

图5为本发明实施例中灭火管理模块的结构框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

消防控制装置主要包括消防PLC机柜、消防手操台、监控计算机三部分。

监控计算机即操作员站，用于消防工艺管线的控制流程、仪表参数，监测消防系统的运行，执行控制过程的操作指令，完成数据存储及各种管理报表的查询、打印。

采用消防控制装置实现“一键灭火”。

实施例1：

本发明实施例提供了一种用于石油石化油库储罐的消防控制装置，如图3所示，包括：

消防PLC机柜，用于采集现场消防设备返回的信号及状态；

所述消防PLC机柜，与火灾报警控制器通讯连接，还用于在接收到报警信号时，基于采集得到的信号、状态信息以及所述报警信号，对所述消防设备进行远程程序控制；

消防手操台，设置在消防控制室，用于控制启动消防泵和电动阀；

监控计算机，用于在执行消防任务的过程中，对整个控制流程、对应的仪表参数以及相应的操作指令进行监测，并完成相应的辅助工作；

消防控制终端，用于实时监测所述消防PLC机柜、所述消防手操台以及所述监控计算机各自的消防作业进度，直至完成对油库储罐的所有消防作业。

该实施例中，操作指令为消防系统在运行、执行的控制过程中的。

该实施例中，辅助工作是指对所产生的数据进行存储，对各种管理报表进行查询与打印的工作。

上述技术方案的有益效果为：通过消防控制技术，极大地提高了消防系统监控的自动化程度和现场人员工作效率，其灭火控制功能先进，有效保障了油库储罐安全，更好地适应现代化油库储罐消防管理的需要，为油库储罐的安全运行提供了良好的消防保障。

实施例2：

基于实施例1的基础上，本发明实施例提供了一种用于石油石化油库储罐的消防控制装置，所述消防PLC机柜由冗余配置CPUS接口模块、过程I/0模块及功能模块组成。

上述技术方案的有益效果为：由三部分组成，使得消防PLC机柜能够基于程序实现现场设备的控制，实行自动化。

实施例3：

基于实施例1的基础上，本发明实施例提供了一种用于石油石化油库储罐的消防控制装置，所述消防设备包括：电动阀、消防泵、柴油机泵、液位计、流量计、压力变送器、生活水泵中的任意一种或多种，且所述消防设备对应产生的信号均接入所述消防PLC机柜内。

上述技术方案的有益效果为：将信号均接入消防PLC机柜内，实现了对现场信息集中采集控制的功能。

实施例4：

基于实施例1的基础上，本发明实施例提供了一种用于石油石化油库储罐的消防控制装置，还包括：

第一安装模块，用于分别在消防泵房内的消防泵出口、泡沫罐进出口和储罐处的管线上安装智能开关型电动阀；

第二安装模块，用于分别在消防水主管线、所述消防泵出口、泡沫泵出口和罐区管线远端安装压力变送器；

状态获取模块，用于基于所述智能开关型电动阀以及所述压力变送器实时获取阀门以及管线压力的状态信息，并传输到消防系统。

上述技术方案的有益效果为：开关型电动阀与压力变送器的安装，使得状态信息的获取更加的方便，便于提升工作效率。

实施例5：

基于实施例1的基础上，本发明实施例提供了一种用于石油石化油库储罐的消防控制装置，还包括：

消防控制模块，用于当发生火灾时，启动所述消防PLC机柜，当检测到所述消防水主管线的管网压力或稳压管线压力低于设定值时，所述消防PLC机柜控制启动所述消防泵，并根据PLC系统发出的指令对所述电动阀进行远程控制；

同时，所述监控计算机采集所述电动阀的开关控制以及状态信号，并监控消防水泵、消防泡沫泵处于工作时的电流电压状态以及管网压力。

上述技术方案的有益效果为：在发生火灾时，通过消防PLC机柜实现消防控制功能，通过监控计算机实现现场设备的状态监控功能，为油库储罐的安全运行提供了良好的消防保障。

实施例6：

基于实施例5的基础上，本发明实施例提供了一种用于石油石化油库储罐的消防控制装置，如图4所示，所述消防控制模块，包括：

监控单元，用于基于摄像机对每一油库储罐状态进行实时监控，并将获得的监控图像发送至所述消防控制终端；

火灾分析单元，用于对接收到的每一监控图像的图像信息进行特征分析，当基于分析结果确定发生火灾时，向所述火灾报警控制器发送告警信号，同时，提醒启动所述消防PLC机柜以及所述监控计算机，并将对应的监控图像存储在第一临时数据库中；

当确定没有发生火灾时，将对应的监控图像存储在第二临时数据库中。

该实施例中，每一油库储罐状态可以为正常状态、故障状态、维修状态、火灾状态等。

该实施例中，特征分析是指对每一监控图像的像素颜色值、火焰的高度值等，其中，像素颜色值是指每一像素点经过RGB三个通道后确定的颜色值。

该实施例中，第一临时数据库用于存储发生火灾的监控图像。

该实施例中，第二临时数据库用于存储未发生火灾的监控图像。

上述技术方案的有益效果为：通过对油库储罐进行实时监控以及进行图像分析，明确是否发生火灾，并快速地进行提醒，确保油库储罐的安全，对获得的图像进行对应存储，便于后续进行查看。

实施例7：

基于实施例1的基础上，本发明实施例提供了一种用于石油石化油库储罐的消防控制装置，如图5所示，还包括：灭火管理模块，包括：

第一获取单元，用于当油库储罐现场发生火灾时，获取对应的所有火灾视频以及每一火灾视频对应的所有帧图像；

第一控制单元，用于提取所有帧图像中的第一帧图像中存在的前景图像以及背景图像，并分别获取所述前景图像的第一视觉颜色集合以及所述背景图像的第二视觉颜色集合，当两者存在相同颜色时，分别获取所述前景图像中具有所述相同颜色的第一区域以及所述背景图像中具有所述相同颜色的第二区域，当所述第一区域与所述第二区域发生交集时，获取所述第一区域在交集位置处的第一轮廓特征与所述第二区域对应的第二轮廓特征之间的差异值；

当所述差异值不为0时，分别获取与所述第一帧图像相邻的第二帧图像、与所述第二帧图像相邻的第三帧图像，并基于所述第一帧图像、第二帧图像以及所述第三帧图像，分别获取所述前景图像在所述交集位置处的第一部分轮廓上存在的所有像素点对应的第一灰度值变化特征，以及所述背景图像对应的第二灰度值变化特征，查找所述第一灰度值变化特征与所述第二灰度值变化特征之间的差异特征，基于所述差异特征，将所述前景图像与所述背景图像进行第一区分；

当所述差异值为0时，获取所述第一部分轮廓与所述第二区域在所述交集位置处的第二部分轮廓之间的形状差异特征，同时，获取所述第一部分轮廓上满足所述形状差异特征的所有位置点，并基于所述所有位置点构成的连接线，将所述前景图像与所述背景图像进行第二区分；

第一确定单元，用于基于所述第一帧图像，确定所述前景图像的完整轮廓，并基于所述完整轮廓，确定当前火灾范围；

第二获取单元，用于获取第二区分后的所述前景图像中所有像素点的像素颜色值以及对应的火焰高度；

第二确定单元，用于获取每一像素颜色值基于当前火灾范围的对应区域，并基于所述对应区域的面积值，确定当前火灾的集中区域；

第三确定单元，用于基于所述集中区域的像素颜色值以及火焰高度，确定对应的火灾程度；

第一发送单元，用于根据所述火灾程度与设备参数的对应关系，向所述消防设备的控制终端发送第一调整通知；

第四确定单元，用于基于所有帧图像中的每一相邻帧图像，确定所述完整轮廓的变化特征、对应像素点的像素颜色值变化特征以及对应的火焰高度变化特征；

第五确定单元，用于基于所述变化特征、像素颜色值变化特征以及所述火焰高度变化特征，综合确定当前火灾的蔓延特征；

第二发送单元，用于基于所述蔓延特征，更新所述第一调整通知，向所述控制终端发送更新得到的第二调整通知；

提醒单元，用于当所述第一区域与所述第二区域不发生交集且所述第一视觉颜色集合与所述第二视觉颜色集合不存在相同颜色时，提醒停止对所述前景图像与所述背景图像的区分；

其中，所述第一帧图像、所述第二帧图像以及所述第三帧图像均为单张图像。

该实施例中，火灾视频中可能包含有背景图像，也可能不包含。

该实施例中，第一视觉颜色集合是指包括前景图像中每一区域的视觉颜色以及对应的颜色深浅在内，例如：深红色、红色、浅红色等。

该实施例中，第二视觉颜色集合是指包括背景图像中每一区域的视觉颜色以及对应的颜色深浅在内，例如：黄色、浅绿色、绿色、深绿色等。

该实施例中，第一轮廓特征是指第一区域在交集位置处的轮廓形状、轮廓凹陷程度等特征。

该实施例中，第二轮廓特征是指第二区域在交集位置处的轮廓弯曲程度、轮廓弯折度等特征。

该实施例中，差异值是指第一轮廓特征与第二轮廓特征之间基于同一特征类型的距离大小，例如：第一轮廓特征对应的轮廓弯曲程度大，第二轮廓特征对应的轮廓弯曲程度小，则第一轮廓特征与第二轮廓特征基于轮廓弯曲程度的差异值大。

该实施例中，第一灰度值变化特征是指由第一帧图像变为第二帧图像，再变为第三帧图像，对应前景图像的颜色可能会有所变化，因此均根据灰度值大小反映颜色深浅，例如：第一灰度值逐渐变大，或逐渐变小。

该实施例中，第二灰度值变化特征是指由第一帧图像变为第二帧图像，再变为第三帧图像，对应背景图像的颜色可能会有变化，例如：风沙落在花瓣上，蜜蜂落在绿叶上，因此均根据灰度值大小反映颜色深浅，例如：第二灰度值逐渐变大，或逐渐变小。

该实施例中，差异特征可以为第一灰度值变化明显，第二灰度值变化不明显。

该实施例中，第一部分轮廓是指第一区域在交集位置处的轮廓。

该实施例中，第二部分轮廓是指第二区域在交集位置处的轮廓。

该实施例中，形状差异特征例如第一部分轮廓为弯曲状，第二部分轮廓为直线状，说明第一部分轮廓以及第二部分轮廓之间的形状差异大。

该实施例中，完整轮廓是指前景图像的整个轮廓，包括：左轮廓、右轮廓、上轮廓、下轮廓。

该实施例中，当前火灾范围是指根据上轮廓、下轮廓，确定高度范围，根据左轮廓、右轮廓，确定长度范围，根据高度范围以及长度范围，综合确定得到的。

该实施例中，像素颜色值是指前景图像中的像素点通过RGB三个通道后得到的对应颜色值。

该实施例中，集中区域是指同一像素颜色值的对应区域的面积大小，确定是否集中，当面积值达到预设面积值时，为集中，反之，则不集中，集中对应的区域便为集中区域。

该实施例中，火灾程度是指像素颜色值的深浅可表示火灾严重程度，火焰高度也可以表示火灾严重程度，根据两个方面来确定，使得火灾程度的确定结果更加准确。

该实施例中，第一调整通知是指关于调整设备参数的通知。

该实施例中，完整轮廓的变化特征是指完整轮廓的形状变化、移动方向变化等。

该实施例中，像素颜色值变化特征是指像素颜色值由大变小或由小变大。

该实施例中，火焰高度变化特征是指火焰高度逐渐变小或逐渐变大。

该实施例中，蔓延特征是指蔓延方向、蔓延强度等。

该实施例中，更新第一调整通知是指在第一调整通知中增加蔓延特征信息。

该实施例中，第二调整通知是指包含对设备的参数进行调整，并根据蔓延特征调整灭火方向在内的通知。

上述技术方案的有益效果为：通过对第一帧图像中的前景图像与背景图像进行相同颜色确认，避免因颜色重叠影响对前景图像的分析结果，造成分析误差，根据实际的火灾情况，对消防设备进行相应的调整，实现精准灭火，确保油库储罐的安全。

实施例8：

基于实施例7的基础上，本发明实施例提供了一种用于石油石化油库储罐的消防控制装置，所述灭火管理模块，还包括：

建立单元，用于以所述油库储罐的中心位置作为中心，以地面作为水平面，以火灾蔓延的水平方向作为横坐标正方向，以火灾蔓延的垂直方向作为纵坐标正方向，以火焰的延展方向作为竖坐标正方向，建立基于所述油库储罐的三维坐标系；

第六确定单元，用于基于所述三维坐标系，确定当前火灾所产生火焰的所有轮廓，并基于所述所有轮廓，确定所述油库储罐当前存在的所有火灾区域以及对应的区域分布；

提取单元，用于获取所有火灾区域中每一区域所产生火焰的焰心位置信息，并提取所述焰心位置信息中的中心位置信息以及轮廓位置信息；

第二控制单元，用于获取与所述每一区域对应的灭火设备的出口中心位置以及出口轮廓位置，并将所述焰心的中心位置与所述出口中心位置进行第一连线，同时，将所述焰心对应轮廓与所述出口轮廓上的对应点进行第二连线，确认第一连线结果与第二连线结果是否平行；

当平行时，判定所述灭火设备的当前所在位置适宜；

当不平行时，获取所述第一连线结果与所述第二连线结果中所存在的所有相交位置以及所述灭火设备在每一相交位置处基于焰心端的偏离方向，并以所述焰心端为支点，将灭火设备端沿着与所述偏离方向相反的方向移动，直至所存在的所有连线均平行，并将经调整后所述灭火设备的位置作为目标设置位置。

该实施例中，火灾蔓延的垂直方向是基于水平面研究的。

该实施例中，火焰的延展方向是指火焰向上延展的方向。

该实施例中，所有轮廓是指每一处火焰对应的轮廓，包括：左轮廓、右轮廓、上轮廓、下轮廓。

该实施例中，区域分布是指包含有发生火灾的每一区域对应的分布特征。

该实施例中，焰心端是指相交位置所在连线靠近焰心的地方。

该实施例中，灭火设备端是指相交位置所在连线靠近灭火设备的地方。

上述技术方案的有益效果为：通过灭火设备与焰心的位置关系判断，确认灭火设备的位置是否合适，便于实现精准灭火，既节省水资源，又提升灭火效率，降低为油库储罐带来的影响，切实保证油库储罐的安全。

实施例9：

基于实施例1的基础上，本发明实施例提供了一种用于石油石化油库储罐的消防控制装置，还包括：设备供给确认模块，包括：

第三获取单元，用于当所述油库储罐现场发生火灾时，获取发生火灾的所有区域、每一区域对应的火灾程度以及对应火灾程度在所有区域中的当前布局；

第三控制单元，用于调取与所述当前布局对应的消防设备使用记录，确定实际所需的消防设备、每种消防设备对应的数量以及每一消防设备对应所需的参数调整幅度，并与所有区域中当前拥有的消防设备情况进行比较，确认是否需要进行供给；

若需要，根据实际所需的消防设备对当前所缺的消防设备进行相应补充，并基于所述参数调整幅度对当前的消防设备进行参数校准，在完成补充与校准工作后，基于现有的消防设备继续进行灭火作业；

若不需要，基于当前的消防设备对所有区域进行灭火作业。

该实施例中，火灾程度是指火灾发生的严重程度，包括：不严重、严重、一般严重、非常严重。

该实施例中，当前布局是指非常严重在所有区域中对应哪些区域，一般严重在所有区域中对应哪些区域，不严重在所有区域中对应哪些区域。

该实施例中，消防设备使用记录是指包括使用时间、使用消防设备类型、使用每种消防设备数量、以及对应消防设备的调整参数等信息。

上述技术方案的有益效果为：将历史消防设备使用情况与实际消防设备使用情况进行比较，确认是否需要供给，直接地了解现场设备使用情况，在设备不足时及时供给，提升了灭火效率，也减少了不必要的损失，切实保障了油库储罐的安全。

实施例10：

基于实施例1的基础上，本发明实施例提供了一种用于石油石化油库储罐的消防控制装置，还包括：灭火效果确定模块，包括：

第四获取单元，用于当油库储罐现场发生火灾时，获取当前使用的灭火设备的参数信息以及基于该参数信息所能达到的最大落地水量；

第五获取单元，用于获取当前火灾现场的环境信息以及每一环境信息对所述灭火设备的当前灭火工作的影响值；

第七确定单元，用于基于所述最大落地水量以及所述影响值，确定所述灭火设备在当前灭火工作中的实际落地水量；

第八确定单元，用于将所述实际落地水量与所需落地水量进行比较，确定所述灭火设备的当前灭火效果。

该实施例中，参数信息是指灭火设备的射水速度、射水流量等信息。

该实施例中，环境信息是指风速、风向，火灾现场温度等信息。

该实施例中，实际落地水量的计算公式如下：

其中，M表示所述灭火设备在当前灭火工作中的实际落地水量；M₀表示所述灭火设备的最大落地水量；m表示所述当前火灾现场存在的环境信息总数量；

表示所有环境信息中的第j个环境信息对所述灭火设备的当前灭火工作的理论影响值；

表示所有环境信息中的第j个环境信息对所述灭火设备的当前灭火工作的实际影响值，其中，

表示所述灭火设备置于油库储罐火灾现场所增加的影响因子；μ表示误差因子，其的取值范围为(0.02，0.09)；

在公式

当M₀＝70，

μ＝0.07时，M＝43.75。

上述技术方案的有益效果为：根据实际落地水量与所需落地水量进行比较，即根据差距来确定灭火效果，切实了解消防设备的灭火情况，在有问题时及时进行修正，确保油库储罐的安全。

实施例11：

基于实施例1的基础上，本发明实施例提供了一种用于石油石化油库储罐的消防控制装置，还包括：灭火效率确定模块，包括：

第六获取单元，用于获取每一油库储罐基于预设时间段内每一时间点的火势以及为每一油库储罐配备的每一灭火设备的灭火强度；

计算单元，用于基于上述获取结果以及如下公式，计算灭火设备的当前灭火效率η：

其中，n表示油库中发生火灾的储罐总数量；

表示第i个油库储罐的初始火灾强度；p表示用于研究火势的时间点总数量；

表示所述第i个油库储罐在k₁时间点对应的火势；

表示所述第i个油库储罐在k₂时间点对应的火势，其中，k₂时间点先于k₁时间点，

表示在所述k₂时间点与所述k₁时间点对应的时间段内，所述第i个油库储罐的火灾强度的增长因子；q表示为所述第i个油库储罐所配备的灭火设备数量；E_ia表示为所述第i个油库储罐所配备的第a个灭火设备的灭火强度；

第四控制单元，用于将所述当前灭火效率与预设灭火效率进行比较，并根据比较结果，确定所述灭火设备的当前灭火作业的合格性。

该实施例中，预设时间段是指k₂时间点与k₁时间点对应的时间段。

该实施例中，在公式

中，当n＝5，p＝7，q＝3，

时，η＝0.89，若预设灭火效率为0.9时，0.89低于0.9，说明所述灭火设备的灭火作业不合格。

上述技术方案的有益效果为：通过对灭火效率进行计算，方便了解灭火设备的工作情况，以便及时调整参数，确保合格地完成灭火作业，切实保证在油库储罐发生火灾时，能够高效率地完成灭火作业，保障油库储罐的安全。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种用于石油石化油库储罐的消防控制装置，其特征在于，包括：

消防PLC机柜，用于采集现场消防设备返回的信号及状态；

所述消防PLC机柜，与火灾报警控制器通讯连接，还用于在接收到报警信号时，基于采集得到的信号、状态信息以及所述报警信号，对所述消防设备进行远程程序控制；

消防手操台，设置在消防控制室，用于控制启动消防泵和电动阀；

监控计算机，用于在执行消防任务的过程中，对整个控制流程、对应的仪表参数以及相应的操作指令进行监测，并完成相应的辅助工作；

消防控制终端，用于实时监测所述消防PLC机柜、所述消防手操台以及所述监控计算机各自的消防作业进度，直至完成对油库储罐的所有消防作业；

还包括：灭火管理模块，包括：

第一获取单元，用于当油库储罐现场发生火灾时，获取对应的所有火灾视频以及每一火灾视频对应的所有帧图像；

第一控制单元，用于提取所有帧图像中的第一帧图像中存在的前景图像以及背景图像，并分别获取所述前景图像的第一视觉颜色集合以及所述背景图像的第二视觉颜色集合，当两者存在相同颜色时，分别获取所述前景图像中具有所述相同颜色的第一区域以及所述背景图像中具有所述相同颜色的第二区域，当所述第一区域与所述第二区域发生交集时，获取所述第一区域在交集位置处的第一轮廓特征与所述第二区域对应的第二轮廓特征之间的差异值；

当所述差异值不为0时，分别获取与所述第一帧图像相邻的第二帧图像、与所述第二帧图像相邻的第三帧图像，并基于所述第一帧图像、第二帧图像以及所述第三帧图像，分别获取所述前景图像在所述交集位置处的第一部分轮廓上存在的所有像素点对应的第一灰度值变化特征，以及所述背景图像对应的第二灰度值变化特征，查找所述第一灰度值变化特征与所述第二灰度值变化特征之间的差异特征，基于所述差异特征，将所述前景图像与所述背景图像进行第一区分；

当所述差异值为0时，获取所述第一部分轮廓与所述第二区域在所述交集位置处的第二部分轮廓之间的形状差异特征，同时，获取所述第一部分轮廓上满足所述形状差异特征的所有位置点，并基于所述所有位置点构成的连接线，将所述前景图像与所述背景图像进行第二区分；

第一确定单元，用于基于所述第一帧图像，确定所述前景图像的完整轮廓，并基于所述完整轮廓，确定当前火灾范围；

第二获取单元，用于获取第二区分后的所述前景图像中所有像素点的像素颜色值以及对应的火焰高度；

第二确定单元，用于获取每一像素颜色值基于当前火灾范围的对应区域，并基于所述对应区域的面积值，确定当前火灾的集中区域；

第三确定单元，用于基于所述集中区域的像素颜色值以及火焰高度，确定对应的火灾程度；

第一发送单元，用于根据所述火灾程度与设备参数的对应关系，向所述消防设备的控制终端发送第一调整通知；

第四确定单元，用于基于所有帧图像中的每一相邻帧图像，确定所述完整轮廓的变化特征、对应像素点的像素颜色值变化特征以及对应的火焰高度变化特征；

第五确定单元，用于基于所述变化特征、像素颜色值变化特征以及所述火焰高度变化特征，综合确定当前火灾的蔓延特征；

第二发送单元，用于基于所述蔓延特征，更新所述第一调整通知，向所述控制终端发送更新得到的第二调整通知；

提醒单元，用于当所述第一区域与所述第二区域不发生交集且所述第一视觉颜色集合与所述第二视觉颜色集合不存在相同颜色时，提醒停止对所述前景图像与所述背景图像的区分；

其中，所述第一帧图像、所述第二帧图像以及所述第三帧图像均为单张图像。

2.根据权利要求1所述的一种用于石油石化油库储罐的消防控制装置，其特征在于，所述消防PLC机柜由冗余配置CPUS接口模块、过程I/0模块及功能模块组成。

3.根据权利要求1所述的一种用于石油石化油库储罐的消防控制装置，其特征在于，所述消防设备包括：电动阀、消防泵、柴油机泵、液位计、流量计、压力变送器、生活水泵中的任意一种或多种，且所述消防设备对应产生的信号均接入所述消防PLC机柜内。

4.根据权利要求1所述的一种用于石油石化油库储罐的消防控制装置，其特征在于，还包括：

第一安装模块，用于分别在消防泵房内的消防泵出口、泡沫罐进出口和储罐处的管线上安装智能开关型电动阀；

第二安装模块，用于分别在消防水主管线、所述消防泵出口、泡沫泵出口和罐区管线远端安装压力变送器；

状态获取模块，用于基于所述智能开关型电动阀以及所述压力变送器实时获取阀门以及管线压力的状态信息，并传输到消防系统。

5.根据权利要求1所述的一种用于石油石化油库储罐的消防控制装置，其特征在于，还包括：

消防控制模块，用于当发生火灾时，启动所述消防PLC机柜，当检测到消防水主管线的管网压力或稳压管线压力低于设定值时，所述消防PLC机柜控制启动所述消防泵，并根据PLC系统发出的指令对所述电动阀进行远程控制；

同时，所述监控计算机采集所述电动阀的开关控制以及状态信号，并监控消防水泵、消防泡沫泵处于工作时的电流电压状态以及管网压力。

6.根据权利要求5所述的一种用于石油石化油库储罐的消防控制装置，其特征在于，所述消防控制模块，包括：

监控单元，用于基于摄像机对每一油库储罐状态进行实时监控，并将获得的监控图像发送至所述消防控制终端；

火灾分析单元，用于对接收到的每一监控图像的图像信息进行特征分析，当基于分析结果确定发生火灾时，向所述火灾报警控制器发送告警信号，同时，提醒启动所述消防PLC机柜以及所述监控计算机，并将对应的监控图像存储在第一临时数据库中；

当确定没有发生火灾时，将对应的监控图像存储在第二临时数据库中。

7.根据权利要求1所述的一种用于石油石化油库储罐的消防控制装置，其特征在于，所述灭火管理模块，还包括：

建立单元，用于以所述油库储罐的中心位置作为中心，以地面作为水平面，以火灾蔓延的水平方向作为横坐标正方向，以火灾蔓延的垂直方向作为纵坐标正方向，以火焰的延展方向作为竖坐标正方向，建立基于所述油库储罐的三维坐标系；

第六确定单元，用于基于所述三维坐标系，确定当前火灾所产生火焰的所有轮廓，并基于所述所有轮廓，确定所述油库储罐当前存在的所有火灾区域以及对应的区域分布；

提取单元，用于获取所有火灾区域中每一区域所产生火焰的焰心位置信息，并提取所述焰心位置信息中的中心位置信息以及轮廓位置信息；

第二控制单元，用于获取与所述每一区域对应的灭火设备的出口中心位置以及出口轮廓位置，并将所述焰心的中心位置与所述出口中心位置进行第一连线，同时，将所述焰心对应轮廓与所述出口轮廓上的对应点进行第二连线，确认第一连线结果与第二连线结果是否平行；

当平行时，判定所述灭火设备的当前所在位置适宜；

当不平行时，获取所述第一连线结果与所述第二连线结果中所存在的所有相交位置以及所述灭火设备在每一相交位置处基于焰心端的偏离方向，并以所述焰心端为支点，将灭火设备端沿着与所述偏离方向相反的方向移动，直至所存在的所有连线均平行，并将经调整后所述灭火设备的位置作为目标设置位置。

8.根据权利要求1所述的一种用于石油石化油库储罐的消防控制装置，其特征在于，还包括：设备供给确认模块，包括：

第三获取单元，用于当所述油库储罐现场发生火灾时，获取发生火灾的所有区域、每一区域对应的火灾程度以及对应火灾程度在所有区域中的当前布局；

第三控制单元，用于调取与所述当前布局对应的消防设备使用记录，确定实际所需的消防设备、每种消防设备对应的数量以及每一消防设备对应所需的参数调整幅度，并与所有区域中当前拥有的消防设备情况进行比较，确认是否需要进行供给；

若需要，根据实际所需的消防设备对当前所缺的消防设备进行相应补充，并基于所述参数调整幅度对当前的消防设备进行参数校准，在完成补充与校准工作后，基于现有的消防设备继续进行灭火作业；

若不需要，基于当前的消防设备对所有区域进行灭火作业。

9.根据权利要求1所述的一种用于石油石化油库储罐的消防控制装置，其特征在于，还包括：灭火效果确定模块，包括：

第四获取单元，用于当油库储罐现场发生火灾时，获取当前使用的灭火设备的参数信息以及基于该参数信息所能达到的最大落地水量；

第五获取单元，用于获取当前火灾现场的环境信息以及每一环境信息对所述灭火设备的当前灭火工作的影响值；

第七确定单元，用于基于所述最大落地水量以及所述影响值，确定所述灭火设备在当前灭火工作中的实际落地水量；

第八确定单元，用于将所述实际落地水量与所需落地水量进行比较，确定所述灭火设备的当前灭火效果。

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