本发明涉及火灾救援领域，具体涉及一种火灾救援人员佩戴的安全头盔。
背景技术：
近年来，随着现代建筑物室内电器、液化气等的普及，室内的火灾发生率越来越高。室内起火一旦发生，因为救援不及时，救援设施远等因素就会造成大量的财产损失以及人员伤亡。在室内火灾救援过程中，因为现代建筑多为高层建筑，并且起火环境复杂，逃生通道少等原因，消防员在救援过程中难以在外面进行救援，只能进入建筑物内部进行救援，这大大加大了救援的危险性。此外，在火灾救援过程中，由于能见度低、温度过高等原因造成的消防员伤亡的事件不计其数，进入火场救灾，消防员只能凭借自己的经验进行火灾环境的判断，这种方法非常冒险，极容易使消防员丧失性命，因此，研究一种火灾救援人员佩戴的安全头盔，能够在能见度过低以及火灾环境过于危险时提醒消防人员进行撤退的装置有着重要的意义。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明旨在提供一种火灾救援人员佩戴的安全头盔。
本发明通过以下的技术方案来实现：
一种火灾救援人员佩戴的安全头盔，包括数据采集模块、数据传输模块、远程终端和预警模块，所述数据采集模块用于采集火灾现场的环境信息，所述数据传输模块用于将采集得到的环境信息传输到远程终端，所述远程终端用于对采集得到的环境信息进行处理并进行火灾现场的安全等级评估，当评估结果为当前环境较为危险时，所述预警模块即以语音提示的方式进行预警。
优选地，所述数据采集模块采集得到的环境信息包括火灾现场空气温度和火灾现场的空间体积。
优选地，所述数据传输模块采用GPRS的无线传输方式。
优选地，所述远程终端包括数据处理模块和安全评估模块，所述数据处理模块用于对采集得到的环境信息进行处理，所述安全评估模块用于根据处理后的数据对火灾现场进行安全等级评估。
优选地，所述数据处理模块用于对传感器采集得到的数据进行处理，具体为：
设某时刻i采集到的火灾现场空气温度为ti，则处理后的空气温度为ti′：
式中，f1、f2、f3分别为相应的权重因子。
优选地，所述安全评估模块用于根据处理后的数据对火灾现场进行安全状态评估，具体包括：
(1)根据采集得到的环境信息对火灾现场能见度进行计算，计算公式为：
N＝C/p
式中，N为火灾现场能见度，C为无量纲常数，此处C＝3，p为烟气的消光系数；
其中，烟气的消光系数p为：
则，能见度的最终表达式为：
式中，pm为烟气的平均减光系数，xm为木材的建光系数，ym为纺织品的减光系数，zm为塑料的减光系数，α1、α2、α3分别为木材、纺织品和塑料的减光系数的权重，me为燃烧物的产烟量占总燃料的质量比率，为固定常数，ρ是可燃物的烟气生成效率，k是单位质量可燃物的理论最大发烟量，l是发烟材料的质量燃烧速率，V是火灾现场的空间体积；
(2)火灾现场温度增长系数R的测量可以通过测量火灾现场的空气温度来确定，计算公式为：
其中，h为实时测量得到的空气温度，h0为固体燃烧的平均热释放率，h1为液体燃烧的平均热释放率，h2为气体燃烧的平均热释放率，τ1、τ2、τ3分别为固体、液体和气体燃烧时热释放率的权重，τ1、τ2、τ3>0且τ1+2+3＝1，t为消防员进入火灾现场的救援时间；
(3)定义火灾现场的安全评估系数，当安全评估系数低于安全阈值时即进行预警，提醒消防员退出火灾现场，
安全评估系数α为：
其中，α为火灾现场安全性的评估系数，R为火灾现场的温度增长系数，N为火灾现场的能见度；
(4)根据安全评估系数α与安全阈值ω之间的关系定义划分安全等级，具体为：
本发明的有益效果为：通过各模块的构建，实现了对火灾现场的环境信息进行实时的采集，并通过对数据的有效处理和对火灾现场安全情况的有效评估，在出现危险时及时对消防员进行预警，保证了消防员在火灾抢险过程中的人身安全。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1为一种火灾救援人员佩戴的安全头盔结构示意图。
附图标记：
数据采集模块1、数据传输模块2、远程终端3、预警模块4、数据处理模块31、安全评估模块32。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明。
一种火灾救援人员佩戴的安全头盔，包括数据采集模块1、数据传输模块2、远程终端3和预警模块4，所述数据采集模块1用于采集火灾现场的环境信息，所述数据传输模块2用于将采集得到的环境信息传输到远程终端3，所述远程终端3用于对采集得到的环境信息进行处理并进行火灾现场的安全状态评估，当评估结果为当前环境威胁消防员自身安全时，所述预警模块4即以语音提示的方式进行预警。
优选地，所述数据采集模块1采集得到的环境信息包括火灾现场空气温度和火灾现场的空间体积。
优选地，所述数据传输模块2采用GPRS的无线传输方式。
本优选实施例通过各模块的构建，实现了对火灾现场的环境信息进行实时的采集，并通过对数据的有效处理和对火灾现场安全情况的有效评估，在出现危险时及时对消防员进行预警，保证了消防员在火灾抢险过程中的人身安全。
优选地，所述远程终端3包括数据处理模块31和安全评估模块32，所述数据处理模块31用于对采集得到的环境信息进行处理，所述安全评估模块32用于根据处理后的数据对火灾现场进行安全状态评估。
优选地，所述数据处理模块31用于对传感器采集得到的数据进行处理，具体为：
设某时刻i采集到的火灾现场空气温度为ti，则处理后的空气温度为ti′：
式中，f1、f2、f3分别为相应的权重因子。
本优选实施例通过对采集得到的火灾现场环境信息进行处理，进一步的增加了后续安全评估模块评估结果的精确性。
优选地，所述安全评估模块32用于根据处理后的数据对火灾现场进行安全状态评估，具体包括：
(1)根据采集得到的环境信息对火灾现场能见度进行计算，计算公式为：
N＝C/p
式中，N为火灾现场能见度，C为无量纲常数，此处C＝3，p为烟气的消光系数；
其中，烟气的消光系数p为：
则，能见度的最终表达式为：
式中，pm为烟气的平均减光系数，xm为木材的建光系数，ym为纺织品的减光系数，zm为塑料的减光系数，α1、α2、α3分别为木材、纺织品和塑料的减光系数的权重，me为燃烧物的产烟量占总燃料的质量比率，为固定常数，ρ是可燃物的烟气生成效率，k是单位质量可燃物的理论最大发烟量，l是发烟材料的质量燃烧速率，V是火灾现场的空间体积；
(2)火灾现场温度增长系数R的测量可以通过测量火灾现场的空气温度来确定，计算公式为：
其中，h为实时测量得到的空气温度，h0为固体燃烧的平均热释放率，h1为液体燃烧的平均热释放率，h2为气体燃烧的平均热释放率，τ1、τ2、τ3分别为固体、液体和气体燃烧时热释放率的权重，τ1、τ2、τ3>0且τ1+2+3＝1，t为消防员进入火灾现场的救援时间。
(3)定义火灾现场的安全评估系数，当安全评估系数低于安全阈值ω时即进行预警，提醒消防员退出火灾现场，
安全评估系数α为：
其中，α为火灾现场安全性的评估系数，R为火灾现场的温度增长系数，N为火灾现场的能见度，ω为根据历年火灾救险时的数据制定的安全阈值；
(4)根据安全评估系数α与安全阈值ω之间的关系定义划分安全等级，具体为：
本优选实施例结合火灾现场能见度和火灾现场的温度增长系数进行火灾现场的安全状况评估，最大限度的保证了消防人员的人身安全。
基于上述实施例，根据数据火灾事故中不同起火阶段采集得到的环境信息对本系统进行了一系列测试，以下是测试得到的评估结果：
从上述实施例可以看出，根据火灾不同起火阶段采集得到现场环境信息进行的火灾现场安全等级评估，具有较高的准确性，完全可以起到消防员进行火灾救援时的危险预警，保护了消防员的人身安全。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。