一种升船机自动定位水炮灭火系统及方法与流程

本发明涉及自动定位灭火，具体涉及一种升船机自动定位水炮灭火系统及方法。

背景技术

近几年，随着内河航运的发展以及客船内部装修标准的提高，客船发生火灾的频率也随之增高。客船火灾起因较多，主要包括：电气火灾、乘客吸烟、机舱设备失火等。对于升船机这种形式的通航建筑物其火灾威胁更为复杂：一方面来源于船舶自身的火灾危险性，另一方面来源于升船机构筑物带来的火灾危险性，升船机一旦发生火灾就会危及船舶及工作人员的安全，而且升船机的船厢在不断运动，因此一旦发生火灾，风险很大。现有通航建筑物消防技术中应用比较广泛的主要是“火焰探测器+消防炮”的方案，其缺点主要是火焰探测器监测场景角度窄，并且升船机船厢带水，水面在强太阳光下误报率较高，并且会较大影响火灾定位，因此需要一种精确性更高的火灾自动监测与灭火系统。

特别是三峡升船机的安全疏散通道，其连贯性和便通性都劣于陆地高层建筑，人员疏散和灭火救援难度较大。因此一旦发生火灾，要在火灾尚未影响到升船机正常运行且未蔓延的情况下对初期火灾进行灭火。

技术实现要素：

针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种升船机自动定位水炮灭火系统及方法，能够有效克服现有技术所存在的识别率低、船厢水面在强太阳光下误报率高、灭火效率较低的缺陷。

本发明采取的技术方案为：

一种升船机自动定位水炮灭火系统，包括中央控制室、供水装置，所述中央控制室内设有控制箱，所述控制箱与安装在塔柱上的定位灭火装置电气连接，所述定位灭火装置包括红外线火灾探测器、图像跟踪监视器、电机、消防炮、流量计；

所述供水装置包括大体积高位水池，所述消防炮通过管路与大体积高位水池相连，所述管路靠近大体积高位水池处设有闸阀及y型过滤器，所述管路靠近消防炮处设有流量计；

所述中央控制室内还设有图像信息处理主机、消防炮集中控制盘、控制室显示屏、视频切换显示器、电源。

优选地，所述图像跟踪监视器固定于第一云台上，所述第一云台采用直流伺服电机驱动，所述图像跟踪监视器的水平转角为350°，所述图像跟踪监视器的俯仰角度为90°。

优选地，所述红外线火灾探测器、图像跟踪监视器均平行于消防炮，所述红外线火灾探测器跟随消防炮一起运动。

优选地，所述消防炮固定于第二云台上，所述第二云台采用直流伺服电机驱动，所述消防炮上、下、左、右旋转。

优选地，所述闸阀及y型过滤器中的闸阀为dn150。

优选地，所述图像信息处理主机通过红外线火灾探测器传送图像中的像素点灰度值判断是否有火焰存在，并以影像面积增长率识别是火焰还是火灾。

优选地，所述图像跟踪监视器通过对图像进行二值化、灰度检测、区域联通、轮廓计算、几何图像查找，确定火灾发生的具体部位。

优选地，所述图像跟踪监视器为itv图像跟踪监视器。

优选地，所述消防炮按照射程沿高度方向设有3层，每层所述消防炮沿船厢方向设置4门。

一种升船机自动定位水炮灭火方法，包括以下步骤：

s1、红外线火灾探测器将图像传送给图像信息处理主机，进行第一类识别，由图像信息处理主机通过图像中的像素点灰度值判断是否有火焰存在，并以影像面积增长率识别是火焰还是火灾；

s2、触发图像跟踪监视器进行第二类识别，由图像跟踪监视器对图像进行分帧处理，并对每帧图像进行火灾颜色模型以及烟雾颜色模型的提取，将符合火灾颜色特征以及烟雾颜色特征的像素点提取出来，通过对图像进行区域联通、轮廓计算、几何图像查找，确定火灾发生的具体部位；

s3、图像信息处理主机给消防炮集中控制盘下发指令，消防炮集中控制盘对电机、消防炮进行控制，并将信息发送给中控室报警及消防联动模块进行报警；

s4、电机驱动第二云台带动消防炮转动，对火灾部位进行精确定位；

s5、消防炮通过管路从大体积高位水池中抽水，对火灾部位进行灭火。

与现有技术相比，本发明所提供的一种升船机自动定位水炮灭火系统及方法具有以下有益效果：

1、从功能上来说，本发明结合了两种图像识别的方法，采用识别速度较快的第一类识别对火灾图像进行粗辨识，再触发第二类识别对火灾部位进行精确定位；

2、从使用效果上来看，本发明可以有效解决现有技术中室外、复杂背景或者远距离小火点识别率低，以及强光下误报率高的问题；

3、从安装上来看，本发明安装方便，按照消防炮所能覆盖的射程，沿高度方向设有3层，每层消防炮沿船厢方向设置4门，可以对船厢内任意位置的火灾做出高精度的自动定位，有效提高了灭火效率。

附图说明

图1为本发明系统结构示意图；

图2为本发明图1中定位灭火装置结构示意图；

图3为本发明供水装置结构示意图；

图4为本发明工作流程示意图。

图中：

1、红外线火灾探测器；2、图像跟踪监视器；3、图像信息处理主机；4、消防炮集中控制盘；5、电机；6、消防炮；7、流量计；8、管路；9、控制室显示屏；10、视频切换显示器；11、电源；12、大体积高位水池；13、闸阀及y型过滤器；14、控制箱；15、定位灭火装置。

具体实施方式

一种升船机自动定位水炮灭火系统，如图1至图3所示，包括中央控制室12、供水装置，中央控制室12内设有控制箱14，控制箱14与安装在塔柱上的定位灭火装置15电气连接，定位灭火装置15包括红外线火灾探测器1、图像跟踪监视器2、电机5、消防炮6、流量计7；

供水装置包括大体积高位水池12，消防炮6通过管路8与大体积高位水池12相连，管路8靠近大体积高位水池12处设有闸阀及y型过滤器13，管路8靠近消防炮6处设有流量计7；

中央控制室12内还设有图像信息处理主机3、消防炮集中控制盘4、控制室显示屏9、视频切换显示器10、电源11。

所述红外线火灾探测器1、图像跟踪监视器2通过所述控制箱14连接图像信息处理主机3，所述图像信息处理主机3连接消防炮集中控制盘4。

所述红外线火灾探测器1、图像跟踪监视器2通过所述控制箱14连接图像信息处理主机3，所述图像信息处理主机3连接消防炮集中控制盘4。

图像跟踪监视器2固定于第一云台上，第一云台采用直流伺服电机驱动，图像跟踪监视器2的水平转角为350°，图像跟踪监视器2的俯仰角度为90°。

红外线火灾探测器1、图像跟踪监视器2均平行于消防炮6，红外线火灾探测器1跟随消防炮6一起运动。

消防炮6固定于第二云台上，第二云台采用直流伺服电机驱动，消防炮6上、下、左、右旋转。

闸阀及y型过滤器13中的闸阀为dn150。

图像信息处理主机3通过红外线火灾探测器1传送图像中的像素点灰度值判断是否有火焰存在，并以影像面积增长率识别是火焰还是火灾。

图像跟踪监视器2通过对图像进行二值化、灰度检测、区域联通、轮廓计算、几何图像查找，确定火灾发生的具体部位。

图像跟踪监视器2为itv图像跟踪监视器。

消防炮6按照射程沿高度方向设有3层，每层消防炮6沿船厢方向设置4门。

一种升船机自动定位水炮灭火方法，如图4所示，包括以下步骤：

s1、红外线火灾探测器1将图像传送给图像信息处理主机3，进行第一类识别，由图像信息处理主机3通过图像中的像素点灰度值判断是否有火焰存在，并以影像面积增长率识别是火焰还是火灾；

s2、触发图像跟踪监视器2进行第二类识别，由图像跟踪监视器2对图像进行分帧处理，并对每帧图像进行火灾颜色模型以及烟雾颜色模型的提取，将符合火灾颜色特征以及烟雾颜色特征的像素点提取出来，通过对图像进行区域联通、轮廓计算、几何图像查找，确定火灾发生的具体部位；

s3、图像信息处理主机3给消防炮集中控制盘4下发指令，消防炮集中控制盘4对电机5、消防炮6进行控制，并将信息发送给中控室报警及消防联动模块进行报警；

s4、电机5驱动第二云台带动消防炮6转动，对火灾部位进行精确定位；

s5、消防炮6通过管路8从大体积高位水池12中抽水，对火灾部位进行灭火。

发生火灾时，红外线火灾探测器1将图像传送给图像信息处理主机3，进行第一类识别，由图像信息处理主机3通过图像中的像素点灰度值判断是否有火焰存在，并以影像面积增长率识别是火焰还是火灾。触发图像跟踪监视器2进行第二类识别，由图像跟踪监视器2对图像进行分帧处理，并对每帧图像进行火灾颜色模型以及烟雾颜色模型的提取，将符合火灾颜色特征以及烟雾颜色特征的像素点提取出来，通过对图像进行区域联通、轮廓计算、几何图像查找，确定火灾发生的具体部位。图像信息处理主机3给消防炮集中控制盘4下发指令，消防炮集中控制盘4对电机5、消防炮6进行控制，并将信息发送给中控室报警及消防联动模块进行报警。电机5驱动第二云台带动消防炮6转动，对火灾部位进行精确定位。消防炮6通过管路8从大体积高位水池12中抽水，对火灾部位进行灭火。

此外，红外线火灾探测器1、图像跟踪监视器2均平行于消防炮6，不受其运动影响，红外线火灾探测器1在灭火期间跟随消防炮6一起运动，继续以影像面积增长率变化，确定消防炮6是在有效灭火的。