一种基于三级联动检测的侦检车及侦检方法与流程

1.本发明涉及环境检测技术领域，具体涉及一种基于三级联动检测的侦检车和侦检方法。


背景技术：

2.在化学、生物、核泄漏等事故处置过程中，首要和关键环节是对事故现场的泄漏的危险物质进行侦检。侦检的目的是便于有针对性地做好个人安全防护，确定事故现场危险区范围，及时采取撤离、疏散措施和处置措施，便于中毒人员的医疗救治。
3.如何安全并全面地探测出泄漏物质的种类，测量泄漏物质的浓度，同时实时检测泄漏物质浓度的变化，是侦检领域的难题。一般在发生化学、生物、核泄漏等事故时，消防或应急安防部门应携带对应的侦检仪器开展侦检工作，且侦检仪器多为单一型检测仪器。但大多事故发生时，特别是如2015年天津港大爆炸、2019年响水大爆炸等复杂事故侦检救援环境时，现场有害危险物质无法预知，在时间紧急的情况下如携带单一功能型侦检仪器难以确保针对性，影响侦检效果。且常规侦检仪器需要工作人员暴露在现场操作，无法远距离侦检，现场工作人员面临巨大的生命安全威胁。另一方面，各侦检仪器的数据在现场无法整合分析，不能及时有效外发以供指挥机构评估，进一步影响了现场侦检和救援的效果。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种能够对环境中多种有害物质进行检测，提高侦检过程安全性、准确性的基于三级联动检测的侦检车和侦检方法。
5.为实现上述目的，本发明的基于三级联动检测的侦检车，包括车体，所述车体包括驾驶舱和设备舱，所述驾驶舱和所述设备舱相互隔离；所述设备舱内设置有多种侦检设备；所述驾驶舱内设置有信息处理设备，所述信息处理设备与多种侦检设备通讯连接并接收所述多种侦检设备采集的多项侦检信息；其中，所述信息处理设备综合所述多项侦检信息生成侦检策略，并根据所述侦检策略按照车体停放区域、车体与泄漏点之间区域和泄漏点区域的顺序逐级进行侦检。
6.进一步，所述信息处理设备生成的侦检策略包括第一侦检策略、第二侦检策略和第三侦检策略，所述第一侦检策略、所述第二侦检策略和所述第三侦检策略相互关联，所述第二侦检策略根据所述第一侦检策略生成，所述第三侦检策略根据所述第二侦检策略生成。
7.进一步，所述多种侦检设备组合形成与所述第一侦检策略、所述第二侦检策略和所述第三侦检策略对应的一级侦检设备组、二级侦检设备组和三级侦检设备组。
8.进一步，所述一级侦检设备组按照所述第一侦检策略侦检车体停放区域的气体成分和浓度、次声波频率及强度和核素辐射强度。
9.进一步，所述二级侦检设备组按照第二侦检策略侦检车体和泄漏点之间区域的气象信息、气体泄漏位置和成分。
10.进一步，侦检员通过所述三级侦检设备组按照第三侦检策略侦检泄漏点的多项侦检信息。
11.进一步，所述一级侦检设备组包括正压设备、复合气体浓度侦检设备、生物气溶胶侦检设备、次声波侦检设备和核素侦检设备。
12.进一步，所述二级侦检设备组包括红外及激光光学侦检设备、傅里叶光学侦检设备和气象侦检设备。
13.进一步，所述三级侦检设备组包括便携式侦检设备和人员安全防护装备，所述便携式侦检设备用于气体浓度检测、生物粒子检测和/或核素检测。
14.本发明的侦检车的侦检方法，所述侦检车为上述的侦检车，所述侦检方法包括如下步骤：
15.启动正压设备向驾驶室提供正压环境后驾驶侦检车行驶至侦检区域；
16.通过一级侦检设备组按照第一侦检策略对车体停放区域进行侦检，并在侦检结果满足预定标准后生成第二侦检策略；
17.通过二级侦检设备组按照第二侦检策略对车体与泄漏点之间区域进行侦检，并在侦检结果满足预定标准后生成第三侦检策略；
18.侦检员携带三级侦检设备组按照第三侦检策略对泄漏点区域进行侦检。
19.本发明侦检车集成了多种侦检设备，能够对环境中多种有害物质进行检测，并且通过信息处理设备对多种侦检设备采集的侦检信息进行综合分析生成最优的侦检策略，根据侦检策略按照车体停放区域、车体与泄漏点之间区域和泄漏点区域的顺序逐级进行侦检，确保了侦检过程的安全性和准确性，实现了对复杂环境和未知泄漏物的有效侦检。
20.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1～图3为本发明一实施例的基于三级联动检测的侦检车的结构示意图；
23.图4为本发明一实施例侦检车中人员安全防护装备的示意图；
24.图5为本发明一实施例侦检车的侦检方法的流程图；
25.图6为本发明侦检车的侦检区域示意图。
具体实施方式
26.现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本发明将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。
27.附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现
这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
28.附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
29.如图1-图3、6所示，本发明的基于三级联动检测的侦检车，包括车体，所述车体包括驾驶舱1和设备舱2，所述驾驶舱1和所述设备舱2相互隔离；所述设备舱2内设置有多种侦检设备；所述驾驶舱1内设置有信息处理设备11，所述信息处理设备11与多种侦检设备通讯连接并接收多种侦检设备采集的多项侦检信息；其中，所述信息处理设备11综合接收的多项侦检信息生成侦检策略，并根据所述侦检策略按照车体停放区域、车体与泄漏点之间区域和泄漏点区域的顺序逐级进行侦检。
30.所述信息处理设备11生成的侦检策略包括第一侦检策略、第二侦检策略和第三侦检策略，所述第一侦检策略、所述第二侦检策略和所述第三侦检策略相互关联，所述第二侦检策略根据所述第一侦检策略生成，所述第三侦检策略根据所述第二侦检策略生成。侦检策略中包含了需要侦检的区域、采用的侦检设备种类、侦检的流程及分析方法等信息。
31.例如，第一侦检策略包括车辆停放区域、一级侦检设备组和侦检此区域获得的分析结果，如气体成分及浓度、生物气溶胶粒子浓度、次声波频率及强度、核素辐射强度等。侦检结果不满足预定标准后判断此区域不安全，信息处理设备11会发出撤离现场的警报。所述一级侦检设备组包括正压设备21、复合气体浓度侦检设备22、生物气溶胶侦检设备23、次声波侦检设备24和核素侦检设备25等。具体来说，设备舱体2设置总气体采样进气口一个、总气体采样出气口一个；设置位置低于复合气体浓度侦检设备22及生物气溶胶侦检设备23的进出气口最低点避免雨水进入采气口影响侦检精度；且设置位置远离底盘排气口或其它尾气排烟口，避免尾气混入采样口影响侦检精度；总气体采样进气口接进气总管并利用分管接入复合气体浓度侦检设备22及生物气溶胶侦检设备23的进气口，分管内置单向阀避免气体串扰影响侦检精度，总气体采样出气口接出气总管并利用分管接入复合气体浓度侦检设备22及生物气溶胶侦检设备23的出气口，分管内置单向阀避免气体串扰；气管材质优选特氟龙管，减少吸附降低管路吸附以提高侦检精度。
32.正压设备21包括过滤模块、紫外消毒模块，主风机增压模块、控制模块和管路组成。正压设备21(除管路外)设置于设备舱2内并螺接固定，过滤模块主要包含颗粒物过滤、活性炭过滤、催化物过滤等部位组成，过滤模块和紫外消毒模块使进入到设备内主风机增压模块的空气滤除有害物质。设备舱2和驾驶室1通过正压设备的管路相连，管路内部设有单向阀确保空气单一流向。(驾驶室1关闭所有门窗和底盘空调后)在主风机增压模块的作用下，空气从驾驶室1外经消毒过滤增压后流向驾驶室1，并驱使驾驶室1内空气压力大于侦测车外部空气压力，即使驾驶室1存在密封不佳的缝隙在气压的作用下外部未过滤空气也不能进入驾驶室1内，即进入到驾驶室1内的所有空气只有通过正压设备这一单一入口，确保了工作人员安全。
33.复合气体浓度侦检设备22(有毒、有害危险气体检测)：该设备内部装载多只(如30只)电化学或其它类型气体浓度传感器，如装载氯气、硫化氢、氨气等多只不同传感器，设备工作时车外部气体从设备舱2外自动抽入设备并进一步进入各传感器中，设备逐一分析各传感器的参数，即可实时得到每一个传感器的参数值，如某传感器浓度为0则不存在该种气
体，大于0则可获知存在该气体成分并已获知确切浓度。复合气体浓度侦检设备22采集分析的结果通过有线(或无线)网络信号传递给信息处理设备11。
34.生物气溶胶侦检设备23(生物危害检测)：设备工作时车外部气体从设备舱2外自动抽入设备中，进一步进入设备内部的激光、荧光分析采集部件，分析出实时空气中的气溶胶浓度值、生物粒子浓度具体数值。生物气溶胶侦检设备23采集分析的结果通过有线(或无线)网络信号传递给信息处理设备11。
35.次声波侦检设备24(次声波危害检测)：紧贴设备舱2内壁并螺接固定，这样既可采样通过舱壁传递的次声波，又可采样衍射至设备舱2内的次声波。该设备内部的次声传感器和采集器，可分析出附近次声波的频率和场强数值。次声波侦检设备24采集分析的结果通过有线(或无线)网络信号传递给信息处理设备11。
36.核素侦检设备25(核泄漏检测)：设备垂直于上部舱顶，使核物质及放射性物质感应器位于上方远离下部舱体金属，提高采集分析精度，设备下部螺接固定。设备上电后自动工作，经分析感应器信号可获知车周界核素粒子辐射量强度，可实现区域周界中子和伽马射线实时检测。核素侦检设备25采集分析的结果通过有线(或无线)网络信号传递给信息处理设备11。
37.复合气体浓度侦检设备22、生物气溶胶侦检设备23、次声波侦检设备24、核素侦检设备25均位于设备舱2，信息处理设备11设置在驾驶舱1实时接收复合气体浓度侦检设备22、生物气溶胶侦检设备23、次声波侦检设备24、核素侦检设备25的采集分析的结果，通过信息处理设备11进行车辆停放区域侦检集中分析，判定车辆周界有毒、有害危险气体、生物危害、核泄漏、次声危害的种类、浓度(或强度)，主动给出报警和提示。特别地，通过车辆周界侦检可以主动提示车辆周界是否过于危险，提示侦检车(和车上工作人员)是否应该立即转移。信息处理设备11经分析可获知气体成分和浓度，则气体成分如硫化氢、氯气、氨气、丙烷等各种有毒有害气体的浓度不超标则可判定为气体安全。信息处理设备11经分析可获知次声波强度，如次声波强度低于标准(如110db)则可判定为次声波安全。信息处理设备11经分析可获知车周界核素粒子辐射量强度，如低于标准则可判定为核泄漏情况安全。
38.在侦检结果满足上述预定标准后判断此区域安全，信息处理设备11会生成第二侦检策略，亦即第二侦检策略根据第一侦检策略的侦检结果而生成。第二侦检策略包括车体和泄漏点之间区域、二级侦检设备组和侦检此区域获得的分析结果，如气象、泄漏物温度、气体泄漏点位置、成分、浓度等信息和分析结果等。具体来说：
39.所述二级侦检设备组包括红外及激光光学侦检设备26、傅里叶光学侦检设备27和气象侦检设备28。工作人员在驾驶室1内控制设备舱2顶部天窗4打开、升降平台5升起，确保天窗完全打开后再控制升降平台升起，杜绝磕碰可能。红外及激光光学侦检设备26、傅里叶光学侦检设备27随升降平台抬升至设备舱顶以上后，获得侦检所需的足够高度。
40.红外及激光光学侦检设备26设置于升降平台顶部，配合云台并螺接固定，云台可保证设备的稳定性提高远程侦检精度，并可以水平转动做更大面范围侦检。该设备中的红外部分可以得到视像范围内的红外光学影像，通过该红外影像如果有气体泄漏则可以明显看到气体泄露部位影像(大多气体是无色的肉眼难以观察，用该设备判定泄露气体位置)，可以用红外光学分析出视像中各物体的温度和泄露气体的温度，设备中的激光分析器利用激光衍射等分析方法可以分析出可燃气体的浓度信息。红外及激光光学侦检设备26采集分
析的结果通过有线(或无线)网络信号传递给信息处理设备11。
41.傅里叶光学侦检设备27设置于升降平台顶部，配合云台并螺接固定，云台可保证设备的稳定性提高远程侦检精度，并可以水平转动做更大面范围侦检。利用内部光栅、傅里叶光学原理和光谱分析，解析出视像范围内气体的成分(如某处泄露点泄露出的气体成分完全未知，则该设备侦检后可获知泄露出的气体成分和浓度)。傅里叶光学侦检设备27采集分析的结果通过有线(或无线)网络信号传递给信息处理设备11。
42.气象侦检设备28位于车顶，可实时侦检出仪器周边温度、湿度、风速、风向、大气压强等气象信息，用于判定气象条件和物质扩散分析。气象侦检仪设备28采集分析的结果通过有线(或无线)网络信号传递给信息处理设备11。
43.信息处理设备11实时接收红外及激光光学侦检设备26、傅里叶光学侦检设备27、气象侦检设备28的采集分析的结果，通过红外及激光光学侦检设备26的红外光学影像，自动判定提示可能存在的气体泄漏点，判定泄漏点气体的温度；通过红外及激光光学侦检设备26的激光可燃气体浓度采集结果主动给出燃、爆的报警和提示；信息处理台通过气体泄漏点判定结果自动控制傅里叶光学侦检设备27指向泄漏点(也可以手动控制傅里叶光学侦检设备27指向某一位置)，利用傅里叶光学侦检设备27的解析结果判定有毒、有害危险气体种类、浓度，并主动给出报警和提示；通过气象侦检仪的风速、风向、大气压强和已分析的危险气体浓度，进一步分析出危险气体扩散趋势模型。特别地，通过远程侦检可以主动提示目标远程部位是否过于危险，提示工作人员是否可以开展人员抵近侦检。
44.在侦检结果满足预定标准后判断此区域安全，信息处理设备11会生成第三侦检策略，亦即第三侦检策略根据第二侦检策略的侦检结果而生成。第三侦检策略包括泄漏点区域、三级侦检设备组和侦检此区域获得的多项侦检信息及人员安全信息。所述三级侦检设备组包括便携式侦检设备29和人员安全防护装备33。具体来说：
45.生成第三侦检策略后，侦检员进行人员安全防护装备的穿戴。如图4所示，人员安全防护装备包括体征手环30、防化服31、空气呼吸器32、自供氧呼吸面罩36。侦检员持便携式侦检设备29，抵近至需侦检现场。便携式侦检设备29是侦检员现场侦检时可携带的侦检设备。便携式侦检设备29使用储能装置供电。便携式侦检设备29可以是一台或多台(根据任务需要提前准备，至少准备一台)，具备气体浓度便携检测或生物粒子便携检测或核素便携侦检功能，其核心特征是便携可移动、具备无线通信功能(无需固定供电和线缆，采用电池供电)。
46.第三侦检策略中，体征手环30和空气呼吸器32的数据信息通过lora或蓝牙或nbiot等物联方式，外发给无线通信桥接设备，便携式侦检设备29的实时采集侦检数据通过lora或蓝牙或nbiot等物联方式，外发给无线通信桥接设备。无线通信桥接设备34主要由核心控制板、无线物联通信模块、4g/5g和卫星通信模块和有线通信模块组成。
47.无线通信桥接设备实时接收体征手环30、空气呼吸器32和便携式侦检设备29的采集分析的结果，统一通过有线网络信号传递给信息处理设备11，由信息处理设备11进行人员抵近侦检集中分析。信息处理设备11通过收体征手环30、空气呼吸器32的数据，依据脉搏、呼吸频率、空气呼吸器气瓶压力信息自动判定抵近人员身体状态，自动给出预警提示；通过便携式侦检设备29的侦检信息判人员抵近部位有毒、有害危险气体、生物危害、核泄漏的种类、浓度(或强度)，主动给出报警和提示。特别地，信息处理设备11判定人员身体状态
不佳或抵近部位有害物质浓度过高，通过收体征手环30振动或声音报警提示抵近人员立即返回侦测车，确保了侦检人员的安全性。
48.如图5所示，本发明的侦检车的侦检方法，包括如下步骤：
49.步骤s610：启动正压设备向驾驶室提供正压环境后驾驶侦检车行驶至侦检区域。
50.步骤s620：通过一级侦检设备组按照第一侦检策略对车体停放区域进行侦检，并在侦检结果满足预定标准后生成第二侦检策略；
51.步骤s630：通过二级侦检设备组按照第二侦检策略对车体与泄漏点之间区域进行侦检，并在侦检结果满足预定标准后生成第三侦检策略；
52.步骤s640：侦检员携带三级侦检设备组按照第三侦检策略对泄漏点区域进行侦检。
53.本实施例中步骤s610～步骤s640的具体内容在上述实施例中已经详细说明，在此不再赘述。
54.本发明侦检车上集成了多种侦检设备，能够对环境中多种有害物质进行检测，并且通过信息处理设备对多种侦检设备采集的侦检信息进行综合分析生成最优的侦检策略，根据侦检策略按照车体停放区域、车体与泄漏点之间区域和泄漏点区域进行三级联动检测，确保了侦检过程的安全性和准确性，实现了对复杂环境和未知泄漏物的有效侦检。
55.附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
56.描述于本发明实施例中所涉及到的方法可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现，所描述的模块也可以设置在处理器中。其中，这些模块的名称在某种情况下并不构成对该模块本身的限定。
57.应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本发明的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。
58.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本发明实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是cd-rom，u盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、触控终端、或者网络设备等)执行根据本发明实施方式的方法。
59.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其
它实施方案。本技术旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
60.应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。