[发明专利]基于高温超导磁浮的隧道火场环境侦测系统及方法

说明书

本发明涉及消防技术领域，公开了一种基于高温超导磁浮的隧道火场环境侦测系统及方法，以实现快速获取火灾规模，提高火场环境侦测的可靠性，方案主要包括：在隧道的隧道壁上设有永磁导轨，在侦测车上设有动力系统以及火灾规模识别装置；动力系统用于为侦测车提供运行动力，侦测车能够在永磁导轨上悬浮运行；火灾规模识别装置实时获取不同角度的火焰图像，对各火焰图像进行图像识别，确定着火物，分别对各火焰图像进行预处理后得到各角度对应的火焰二值图像，根据不同角度对应的火焰二值图像确定火焰体积，并根据着火物以及火焰体积确定火灾规模。本发明提高了火场环境侦测的效率和可靠性，特别适用于大型隧道。

技术领域

本发明涉及消防技术领域，具体来说涉及一种基于高温超导磁浮的隧道火场环境侦测系统及方法。

背景技术

随着城市化进程不断加快，对车辆需求不断增加，隧道成为缓解交通拥堵的必要手段。根据《2021-2027年中国公路隧道行业市场全景调查及前景分析报告》显示，2015-2020年中国公路隧道数量、长度呈逐年增长趋势，2020年中国公路隧道数量21316处，其中特长隧道数量1394处，长隧道数量5541处，隧道长度长达2199.93万延米。隧道建设为交通运输提供了便利，同时也蕴藏着巨大的安全隐患。近年来发生了多起重特大亡人隧道火灾事故，如G15沈海高速猫狸岭隧道火灾事故、河北张石高速公路浮图峪5号隧道火灾事故、晋济高速公路山西晋城段岩后隧道火灾事故。火场环境信息是灭火救援人员判定火灾发展趋势、制定灭火救援策略的基本依据，而火灾时隧道内烟气集聚、能见度低、温度高、毒性大，灭火救援人员无法靠近并获取火场环境信息。

目前，消防无人机、消防机器人搭载火场环境探测装备可一定程度上完成火场环境数据侦测，但隧道内网络信号差、导航精度低，且其运行速度慢，往往会贻误战机。

申请公布号CN201410542410A公开了一种隧道环境监测系统，其主要是通过固定在隧道内的视频监控以及多种传感器，来对隧道的温度、湿度、光线、有害气体的成分含量等环境状况进行监测。这种固定于隧道内的监测系统容易在发生火灾时造成损坏，使得系统的可靠性大大降低，同时该系统无法对火灾规模进行准确识别，消防人员难以掌握准确的火场环境状况，进而无法准确有效地制定灭火救援策略。

发明内容

本发明旨在提出一种基于高温超导磁浮的隧道火场环境侦测系统及方法，以实现快速获取火灾规模，提高火场环境侦测的可靠性，为灭火救援策略提供依据。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

第一方面，提供一种基于高温超导磁浮的隧道火场环境侦测系统，包括：永磁导轨和侦测车，所述永磁导轨设置于隧道的隧道壁上，所述侦测车上设有动力系统以及火灾规模识别装置，所述火灾规模识别装置包括：图像获取单元、图像识别单元、图像处理单元和确定单元；

所述动力系统用于为侦测车提供运行动力，所述侦测车的底部设有低温液氮容器和高温超导块材，所述高温超导块材经过低温液氮冷却后变为超导态超导块材，磁化后超导态超导块材与永磁导轨共同作用产生浮力，使得所述侦测车能够在永磁导轨上悬浮运行；

所述图像获取单元用于实时获取不同角度的火焰图像；

所述图像识别单元用于对各火焰图像进行图像识别，确定着火物；

所述图像处理单元用于分别对各火焰图像进行预处理后得到各角度对应的火焰二值图像；

所述确定单元用于根据不同角度对应的火焰二值图像确定火焰体积，并根据所述着火物以及火焰体积确定火灾规模。

进一步地，所述分别对各火焰图像进行预处理后得到各角度对应的火焰二值图像，具体包括：

分别对各火焰图像进行角度矫正、去噪和二值化处理，得到各角度对应的火焰二值图像。