一种用于公交车辆的自动灭火抑爆系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种公共交通工具的火灾报警系统，特别是一种用于公交车辆的自动灭火抑爆系统及方法。属于公共交通工具的火灾报警以及自动灭火领域。
【背景技术】
[0002]为了减少汽车尾气对大气的污染，缓解城市高峰时段道路拥堵的状况，国家倡导市民绿色出行，并不断发展与完善城市公交系统，使得公交车成为人员密集的地方，也是公共安全中需要重点关注与监测的场所。而近年来国内反恐形势日趋严峻，公交车辆人为纵火、简易爆炸物等典型威胁越来越多，群死群伤事件时常发生，造成了严重不良后果，给社会带来恐慌、不稳定等不良影响。
[0003]目前公交车辆配备的安全锤、侧窗自爆系统、灭火器等灭火防爆安全方式属于被动安全防范设施，对于紧急火灾事件由于人员的慌乱已无法起到很好的作用；而干粉灭火剂喷射后有可能会进入逃生人员的呼吸道和并且遮挡住人的视线，从而造成进一步危害；通过在发动机舱室内安装灭火弹对高温导致的自燃起作用，不能对低燃点可燃气体和闪点引起的爆燃以及远离灭火弹引爆索的自燃及时做出反应；检测冷却液温度，只能避免发动机高温工作；还有就是火灾发生前预警，以汽车进站安检方式预警，防止旅客将易燃易爆等危险物品携带上车，主要运用于大型或长途汽车站，对于公交线路站点成本非常高，不利于推广。
[0004]目前国内仅有四川成都研发出“防火公交”，已在部分公交线路应运，由装有灭火液的水箱、管路、水泵、车厢内10个喷淋头等构成，灭火控制由司机手动控制，能够在60s内扑灭车辆客舱和发动机舱内的固体和液体火灾，2min内将灭火液喷完。但该灭火系统由司机手动控制，司机在驾驶车辆的同时可能会错过灭火最佳时机；同时由于通过水泵和喷淋头喷洒灭火剂，灭火速度和效率很低，无法达到快速灭火和防爆的要求。
[0005]经过检索相关文献，了解目前国内研制的公交车灭火系统主要分为两类，一类是具有灭火功能的公交车(如专利CN103301587A，CN104307123A等)，一类是对公交车安装灭火系统(如专利CN104147721A)，它们使用的火焰探测器包括烟雾探测器(如专利CN103330999A、CN103861221A)、温度探测器(如专利CN103330999A)、易燃气体探测器(如专利CN104332026A);这些探测器都要求温度、烟雾或气体浓度达到一定阈值时才能检测到火焰，不能起到快速探测，及时预警的目的；使用的灭火剂有液态灭火剂、干粉灭火剂和水(CN103861221A, CN104200602A);液态灭火剂具有隔绝空气的作用，会给乘客造成窒息。干粉灭火剂会进入逃生人员的呼吸道和并且遮挡住人的视线，从而更易造成进一步危害，而水的灭火效率比较低，时间较长，当火势较大时有可能造成灭火失败，无法达到快速灭火、防爆的目的。目前上述灭火系统的灭火时间通常在十几秒以上。
[0006]为了解决上述装置中探测器灵敏度低、灭火效率低的不足，本发明采用在车厢内布置一定数量的紫红外火焰探测器，实现对整个车厢的火灾或爆炸的监测，当探测器探测到火焰后迅速将火警信号传递给控制盒，控制盒启动灭火瓶喷洒六氟丙烷灭火剂，灭火剂的喷洒方式采用管道输送及喷嘴喷洒的方式，喷洒的灭火剂可在全车均匀覆盖。整个系统采用数字技术实现自动报警、驱动灭火瓶及相关部件，从而实现对整车的快速灭火及抑爆。
[0007]本发明申请人对国内外专利文献和公开发表的期刊论文检索，国内尚未发现用于一种用于公交车辆的自动灭火抑爆系统的方法及装置，以及尚未发现与本发明相似的报道或文献。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是:提供一种用于公交车辆的自动灭火抑爆系统及方法，用于迅速检测并扑灭发生在公共车厢内由于人为纵火或车辆自燃引起的火灾。本发明的整个系统实现了对整个车厢的火灾或爆炸的监测，实现了灭火剂在整个车厢的全方位的喷洒，实现了自动报警、自动驱动灭火瓶，有效的提高公交车辆的快速灭火和抑爆能力，保护乘客的生命和国家的财产安全。
[0009]本发明的技术方案是:提供一种用于公交车辆的自动灭火抑爆系统，其特征是:它至少包括:喷嘴、灭火瓶、控制盒和声光报警器，所述灭火瓶通过管道与多个喷嘴连通，灭火瓶和声光报警器分别与控制盒电连接；控制盒通过内CAN总线与多个探测器电连接。
[0010]所述的多个探测器与多个喷嘴间隔分布。
[0011]所述的探测器为紫红外火焰探测器。
[0012]所述的灭火瓶中充装了灭火剂和高压氮气，所述的高压氮气为2.5Mpa?3MPa氮气；所述的灭火剂与高压氮气的体积比是4:3。
[0013]所述的灭火瓶中用的灭火剂为六氟丙烷灭火剂。
[0014]所述的控制盒是由包括电源电路、单片机、灭火瓶驱动电路、内CAN接口、外CAN接口和显示单元组成，所述的单片机通过内CAN接口和外CAN接口分别与内CAN总线和外CAN总线电连接；单片机还分别与灭火瓶驱动电路和显示单元电连接；单片机和灭火瓶驱动电路连接处还电连接有紧急按钮；所述的单片机、显示单元和灭火瓶驱动电路均与电源电路电连接。
[0015]所述的电源电路为DC/DC电源模块；单片机为ARM单片机，显示单元为OLED显示屏，灭火瓶驱动电路是由PMOS管提供的功率驱动电路。
[0016]所述的管道是由主管和支管组成；所述的主管通过转接头与灭火瓶中高压软管连通；支管为多个，每个支管都对应连通有一个喷嘴。
[0017]一种用于公交车辆的自动灭火抑爆的方法，其特征是:当公交车车厢内发现火情时，多个探测器中的任意一探测器发现火焰后首先通过内CAN总线给控制盒上报火警信号；控制盒接收到火警信号后通过声光报警器进行声光报警并启动灭火瓶，同时通过外CAN总线向整车的信息系统上报自身工作状态和火警信息。
[0018]所述控制盒的电源电路为控制盒中的单片机、显示单元、灭火瓶驱动电路及控制盒外部的探测器供电；当控制盒的单片机接收到来自探测器或者紧急按钮发送的火警信号时，单片机输出喷瓶信号，在灭火瓶驱动电路的作用下，驱动灭火瓶喷撒灭火剂，同时启动声光报警器，对车辆和乘客进行保护；若发现故障则随时提示给司机；同时单片机对所有的输入、输出信号进行分析判断后，将处理结果通过显示单元显示、通过外CAN接口连接的外CAN总线与整车的信息系统进行信息传递；控制盒的工作模式分为自动/半自动两种，自动模式下探测器探测到火焰时，控制盒中的灭火瓶驱动电路直接驱动灭火瓶中的灭火剂进行灭火，同时启动声光报警器对乘客及周边人群进行警示；半自动工作模式下由驾驶员根据情况判断是否进行灭火操作，如需要则按下紧急按钮进行灭火操作。
[0019]本发明有益效果是:本系统选择可靠性和响应速度均较好的紫红外双光谱火焰探测器，保证探测信息具有高可靠性、高灵敏度、较强的环境适应性、体积小等特点。采用的六氟丙烷(HFC-236)灭火剂，由于它的密度是空气的5倍，喷洒后会悬浮在车厢底部，不宜从窗户流失，同时其不是窒息方式灭火，能够有效保证车内正常氧气浓度。满足环保、高效、快速、不影响人员逃生、无毒或微毒、可灭A、B、C、E类火灾，适用于公交车辆灭火抑爆的条件。贮存灭火剂使用的灭火瓶中充装了灭火剂和一定量的高压氮气，灭火剂喷洒时长小于10s，2s?5s即可完成灭火。高压氮气还具有打靶吹扫、密封、反吹、解堵的特点。
[0020]本发明能够自动/半自动两种方式启动灭火剂管路喷洒系统，本发明的紫红外火焰探测器和控制盒能够实现对公交车内发生的火灾进行快速准确的探测与识别，并启动管路喷洒系统完成灭火抑爆的操作。本发明的单片机自带多路I