JP2016526988A - 高層及び超高層ビルの消火活動に適用する消防車 - Google Patents

Abstract

本発明は高層及び超高層ビルの消火活動に適用する消防車を開示し、車体シャーシ（1）と、指令制御装置（2）と、発射制御装置（3）と、装置格納部（4）と、発射装置（5）と、投射装置（6）と、消火弾（7）と、タレット制御装置（8）と、光電検出装置（9）とを含み、その内、指令制御装置（2）、発射制御装置（3）は車体シャーシ（1）の運転室の助手席の位置に設置され、装置格納部（4）は運転室の後部に設置され且つねじで車体シャーシ（1）に固定され、発射装置（5）は車体シャーシ（1）に設置され且つねじで固定され、投射装置（6）は発射装置（5）に設置且つ固定され、消火弾（7）は投射装置（6）の中に設置され、タレット制御装置（8）は車体シャーシと発射装置に分布し、車体レベリング及び発射装置動作を制御するために使用される。

Description

本発明は消防分野に関し、具体的には高層及び超高層ビルの消火活動に適用する消防車に関する。

高さが１０層以上または２４メートル以上の建築物は高層ビルと呼ばれ、高さが１００メートル以上の建築物は超高層ビルと呼ばれ、高層及び超高層ビルの消火活動は常に消防分野の難題である。国内外に既存する消防装備は消火の高さに限界があり、自動配置が難しく、高価格なため、高層、特に超高層ビルの消防要求を満たすことが難しい。

高層、超高層ビルの消火には通常昇降消防車及びはしご消防車が利用され、現在、世界で一番高い消防車はフィンランドのブロント消防車であり、車体シャーシ、昇降装置、電気システムを含む。当該消防車の上昇高さは１０１メートルであり、低エリア、中間エリア、高エリアに分けられて引き続きの給水を行い、最大給水高さは約１６０メートルだけである。該消防車の動作展開状態について、幅が約８メートルで、長さが１７．１３メートルで、走行高さが４メートルで、総重量が６０．２トンであり、ビルが多く密集している区域と狭い街では迅速に配置することができない。そのほか、該消防車の輸入価格は２２００万元と高く、中国国内の多くの都市の消防機関は負担できず、現在、北京、上海、杭州など少数の都市だけが装備されている。

高層ビルの消火システムは、中国都市環境における高層、超高層ビルの厳しい消防状況に対して研究開発され、都市の通常路面で迅速に自動配置ができ、高効率性を有し、大面積消火或は高層、超高層ビルの火災の抑制ができる特別な消火システムであり、ターゲットである火元に消火弾を投げる方法を採用する。消火弾の投げ精度は、高層ビル消火システムの全体的な消火効率を決定する。従来の消火弾の弾道算出方法は精確な弾道算出方法を使用せず、火災現場の状况に対する消防士の目視判断と実践経験に基づいて実現し、特定エリアに「盲目発射」を行い、命中精度が低いという問題がある。高層、超高層ビルで消火活動を行う際、全天候の近距離検出を完了するため、一部の消防車にターゲット（火元）検出装置が搭載されている。当該検出装置は照準眼鏡として固定焦点カメラを採用するため、視野の選択数が少なく、対象の大きさによって拡大比例を調整することができず、且つ赤外線線画像と白色光画像との融合ができない欠点を有する。

また、消火弾方式を利用して消火する従来技術では、一般的に消火弾が中央ブースター方式を採用し、消火剤を散布すると同時に、大量な傷害性破片を生じるため、一定の破壊性を有する。このような消火弾は森林、タンクなど人口密集区域から離れる区域に適用し、都市環境条件における高層、超高層ビルの消火には不適用である。

中国特許出願公開第１０２５８０２７８号明細書

本発明の発明者は、従来技術の上記状況を考量したうえ本発明を提出する。本発明の主な目的は、高層及び超高層ビルの消火活動用消防車に適用する制御システムを提供し、従来の消防装置が抱えている消火高度に限界があり、自動配置が困難で、高層及び超高層ビルの消防要求を満たすこと難しい問題を解決することである。

本発明の実施例によって、高層及び超高層ビルの消火活動に適用する消防車を提供し、車体シャーシ（１）、指令制御装置（２）、発射制御装置（３）、装置格納部（４）、発射装置（５）、投射装置（６）、消火弾（７）、タレット制御装置（８）、光電検出装置（９）を含み、そのうち、指令制御装置（２）、発射装置（３）は車体シャーシ（１）の運転室の助手席に設置され、装置格納部（4）は、運転室に設置された後ボルトで車体シャーシ（1）に固定され、発射装置（5）は、車体シャーシ（1）に設置されまたねじで固定され、投射装置（6）は、発射装置（5）に設置されまた固定され、消火弾（7）は、投射装置（6）の中に設置され、タレット制御装置（8）は、車体シャーシと発射装置に分布されており、車体レベリングの完成と発射装置の動作の制御に用いられ、光電検出装置（9）は、発射装置（5）の下部に設置され且つねじで固定され、そのうち、光電検出装置（9）は取付ケース、電源、ズーム白色光カメラヘッド、赤外線カメラヘッド、レーザ測距器、総合処理部を含み、ズーム白色光カメラヘッドはねじを介して取付ケースと接続し、赤外線カメラヘッドもねじを介して取付ケースと接続し、レーザ測距器もねじを介して取付ケースと接続し、ズーム白色光カメラヘッドの電力供給インターフェースはリード線を介して電源に接続され、赤外線線カメラヘッドの電力供給インターフェースもリード線を介して電源に接続され、レーザ測距器の電力供給インターフェースもリード線を介して電源に接続され、ズーム白色光カメラヘッドのデータインターフェースはリード線を介して総合処理部に接続され、赤外線線カメラヘッドのデータインターフェースもリード線を介して総合処理部に接続され、レーザ測距器のデータインターフェースもリード線を介して総合処理部に接続される。

本発明の実施例は、消火弾の発射ピッチ角と発射速度を調整し、且つ上昇弾道のデータに合わせて射撃諸元の算出（消火弾発射角度算出）を行うことにより、高層及び超高層ビルの消火活動を行い、消火高度が高く、高精度、低コスト、反応時間が短い利点を有すると同時に、通常の自動車シャーシを採用し、自動配置が速い特徴を有し、都市環境における高層及び超高層ビルの消防活動に適用し、現段階ではターゲットの大きさに基づいて拡大比例を調整できず、且つ赤外線画像と白色光画像の融合を完成できないという問題を解決する。

本発明の実施例に係る高層及び超高層ビルの消火活動に適用する消防車の構造の概略図である。 本発明の実施例に係る高層及び超高層ビルの消火活動に適用する消防車の運転室の構造の概略図である。 本発明の実施例に係る高層及び超高層ビルの消火活動に適用する消防車の装置格納部の構造の概略図である。 本発明の実施例に係る高層及び超高層ビルの消火活動に適用する消防車の発射制御装置の構造の概略図である。 本発明の実施例に係る高層及び超高層ビルの消火活動に適用する消防車の投射装置の構造の概略図である。 本発明の実施例に係る高層及び超高層ビルの消火活動に適用する消防車の消火弾の構造の概略図である。 本発明の実施例に係る高層及び超高層ビルの消火活動に適用する消防車のサーボ制御装置の構造の概略図である。 本発明の実施例に係る高層及び超高層ビルの消火活動に適用する消防車の光電検出装置の構造の概略図である。 本発明の実施例に係る高層及び超高層ビルの消火活動に適用する消防車の光電検出装置の総合処理部の機能モジュールの概略図である。 本発明の実施例に係る高層及び超高層ビルの消火活動に適用する消防車の光電検出装置のターゲット検出（位置検出）動作のフローチャートである。 本発明の実施例に係る高層及び超高層ビルの消火活動に適用する消防車の消火弾の組立棚及びタレットシステムの概略図である。 本発明の実施例に係る高層及び超高層ビルの消火活動に適用する消防車の光電検出装置動作のフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の具体的な実施形態について説明する。

図１は、本発明の実施例にかかる高層及び超高層ビルの消火に適用する消防車の構造の概略図である。図１に示すように、高層及び超高層ビルの消火に適用する消防車は、車体シャーシ１、指令制御装置２、発射制御装置３、装置格納部４、発射装置５、投射装置６、消火弾７、タレット制御装置８、光電検出装置９を含む。

そのうち、指令制御装置２、発射制御装置３は車体シャーシ１の運転室の助手席の処に置かれ、装置格納部４は運転室の後ろに置かれ且つボルトで車体シャーシ１に固定され、発射装置５は車体シャーシ１に置かれ且つ固定され、投射装置６は発射装置５に置かれて固定され、消火弾７は投射装置６内に置かれ、タレット制御装置８は車体シャーシ及び発射装置に分布され、車体のレベリングの完了と発射装置動作の制御に用いられ、光電検出装置９は発射装置５の下方に置かれ且つ螺合して固定される。

車体シャーシ１は通用の改装されたシャーシとサブフレームから構成される。そのうちサブフレームは装置格納部、発射装置など他の関連製品とシャーシとの接続などの機能を実現でき、消防車に取付られた装置の通用性と移植性を実現する肝心な部品である。

指令制御装置２は、表示操作台２−１と、情報処理機２−２と、通信装置２−３とを含む。そのうち、表示操作台２−１は金属板で作られ、助手席に取付られ、表示操作台２−１には発射スイッチ、モニタ、操作ボタン、指示ランプ、制御ハンドル、パノラマカメラなどを設置することができ、情報処理機２−２は表示操作台２−１と通信装置２−３に接続される。通信装置２−３は、操作者と火災警報（１１９）指令制御センタとの通信連絡に用いられる。情報処理機２−２は総合管理制御モジュール、弾道算出モジュール及び通信モジュールなどの機能モジュールを含む。

発射制御装置３は発射制御実行部品３−１及び消火弾シミュレータ３−２から構成される。そのうち、発射制御実行部品３−１は制御指令を切替えて発射装置５に出力する制御装置であり、それは情報処理機からの指令を受信し、且つ消火弾の発射制御任務を完了する。消火弾シミュレータ３−２は消火車のトレーニング段階で使用され、消火弾の位置信号及び消火弾の発射棚離れ信号を模擬する。

装置格納部４の内部は発電機群４−１、給電・配電キャビネット４−２、サーボ制御装置４−３などから構成され、外部には通信アンテナが取り付けられている。発電機群はディーゼルエンジン、発電機、本体ブラケット及び蓄電池などから構成され、給電総電力が７．３ｋW以上である。そのうち、ディーゼルエンジンは発電機群の動力源であり、発電機はエネルギー転換装置であり、ディーゼルエンジンから出力された機械的エネルギーを電気エネルギーに転換し、蓄電池は発電機群に直流制御電源を提供し、使用時に発電機群は単独な燃料タンクを有する。給電・配電装置は装置格納部の右側に固着され、主にディーゼルエンジン及び商用電源の切換え操作、電気パラメータの表示、配電及び保護機能を完了する。

発射装置５は、発射タレット５−１、発射ブラケット５−２、モジュール組立棚５−３から構成され、発射タレット５−１の構造内部の中心にケーブルが敷設される。発射ブラケット５−２は、モジュール組立棚を支持するために用いられ、迅速にモジュール組立棚５−３を充填し且つ発射時に指向効果を有する。該機構はモジュール組立棚５−３のロックとアンロックを実現するだけではなく、モジュール組立棚５−３の脚に合わせて初期発射方向を確定する。

投射装置６は、主に投射筒、動力装置、バランサなどを含む。投射筒の内部に消火弾、動力装置、バランサが置かれる。投射装置は「有限空間」平衡発射技術を採用し、無煙、無光、微声で、反動性がない特徴を有する。

消火弾７は、シェル７−４、信管７−６、点火器７−３、消火剤７−９、メインチャージ７−１０、スポイラー減速部７−１、燃焼室７−８、弾薬止め板７−２、ピストン７−７、カウリング７−５を含む。

シェル７−４、スポイラー減速部７−１及びピストン７−７は軽質金属材料で、シェル７−４は円筒状であり、スポイラー減速部７−１はシェル７−４の底部に置かれ且つねじでシェル７−４に固定され、弾薬止め板７−２はスポイラー減速部７−１の上方に置かれ、燃焼室７−８は弾薬止め板７−２の上方に置かれて弾薬止め板７−２と螺合して固定され、燃焼室７−８とシェル７−４はねじで固定される。ピストン７−７は燃焼室７−８の上に置かれ、ピストン７−７の外径とシェル７−４の内径がマッチし、ピストン７−７の中心には貫通孔があり、点火器７−３はピストン７−７の貫通孔に置かれ且つねじで燃焼室７−８に固定され、メインチャージ７−１０は燃焼室７−８の中に置かれる。消火剤７−９はピストン７−７の上部のキャビティに置かれ且つキャビティ全体を充填し、カウリング７−５はシェル７−４の最上部に置かれ且つピンでシェル７−４に固定され、カウリング７−５の表面にはスプレ孔があり、信管７−６はカウリング７−５の上に置かれ且つねじで固定される。

消火弾７が動作する時、信管７−６が消火弾が火元から５―１０メートル離れることを検出する場合、点火信号を点火器７−３に送信し、点火器７−３は燃焼室にあるメインチャージ７−１０に点火し、メインチャージ７−１０の燃焼によって高圧が生じ、高圧がシェル７−４内でのピストン７−７の動きを押し込み、消火剤を押すことによりカウリング７−５とシェル７−４と接続させるピンが切断され、消火剤７−９は続けてピストン７−７を押し込んで前方に動かせかつカウリング７−５がシェル７−４の先端に達すると制動し、この時にスプレ孔は既に空気に露出し、そして、このときピストン７−７は続けて消火剤７−９を押し込んで前方に動かせ、消火剤７−９がスプレ孔から噴出され、火元に飛び込み、消火効果を果たす。消火弾７の飛び散りの過程において、スポイラー減速部７−１は落下傘を開けて消火弾７を減速させ、消火弾７がガラスウォールを貫通して建築の奥まで進入して消火を実行する。

タレット制御装置８はタレットサーボ装置と車体レベリング装置から構成される。タレットサーボ装置は制御コンピュータ、サーボ制御モジュール、方位モータ、ピッチ電動シリンダ、方位読み出しモジュール、ピッチ読み出しモジュール、方位サーボ機構、回転軸受などの部品を含み、制御コンピュータにはサーボ制御モジュールが取付けられ、方位読み出しモジュールと方位サーボ構造はいずれも回転軸受の外歯と噛み合う。

車体レベリング装置はサーボ電動シリンダを選択してレベリングを行い、四つのサーボ電動シリンダの支持脚はそれぞれ車両シャーシのサブフレームに取付けられ、各支持脚のサーボ電動シリンダはそれぞれ一台のモータによって駆動される。レベリング装置は情報
処理機に制御されない場合手動で撤回できる。レベリング装置はレベリング執行機構、レベリング制御モジュール、角度の水平測定モジュール、レベリング制御モジュールから構成される。そのうち、四つの電力ドライバと制御コンピュータはレベリング制御キャビネットに集積され、レベリング制御キャビネットは装置制御室に取付けられる。レベリング装置の水平度検出素子として角度の水平測定モジュールは傾斜角センサを選択する。消火車のレベリング過程において、二つの水平センサが車体の水平度をフィードバックする。一つはメイン水平センサであり、車体の横方向且つ縦方向の水平度は該水平センサが示す度数を基準とし、シャーシ回転トラニオンの横梁の装着面に取り付けられており、もう一つはサブ水平センサであり、前部レベリングシリンダの横梁に取り付けられ、レベリング過程において、車頭方向の横方向水平度をフィードバックし、レベリング過程に置ける消火車のヘッドが傾斜する現象が起こることを回避できる。

図８は本発明の実施例に基づく高層及び超高層ビルの消火活動に適用する消防車の光電検出装置９の概略図である。図８に示すように、光電検出装置９は取付ケース、電源、ズーム白色光カメラヘッド、赤外線線カメラヘッド、レーザ測距器、総合処理部を含む。図９は、本発明の実施例に係る高層及び超高層ビルの消火活動に適用する消防車の光電検出装置の総合処理部の機能モジュールの概略図である。図９に示すように、総合処理部は総合スケジューリングモジュール、データ記憶モジュールと、機能自己検出モジュール、ズーム制御モジュール、データ補償モジュール、画像融合モジュール、画像比較モジュール、及び角度算出モジュールを含む。

ズーム白色光カメラヘッドを採用すると、捜索の過程において火元の距離と大きさによって焦点距離の調節ができ、火元の位置を正確に確定できる。

ズーム白色光カメラヘッドはねじを介して取付ケースに接続され、赤外線線カメラヘッドもねじで取付ケースに接続され、レーザ測距器もねじを介して取付ケースに接続され、ズーム白色光カメラヘッドの電力供給インターフェースはリード線を介して電源に接続され、赤外線線カメラヘッドの電力供給インターフェースもリード線を介して電源に接続され、レーザ測距器の電力供給インターフェースもリード線を介して電源に接続され、ズーム白色光カメラヘッドのデータインターフェースはリード線を介して総合処理部に接続され、赤外線線カメラヘッドのデータインターフェースもリード線を介して総合処理部に接続され、レーザ測距器のデータインターフェースもリード線を介して総合処理部に接続される。

次は、図１０を用いて光電検出装置９のターゲット検出の動作フローを説明する。

図１０は、本発明の実施例に係る高層及び超高層ビルの消火活動に適用する消防車の光電検出装置９のターゲット検出（位置検出）の動作フローチャートである。図１０に示すように、光電検出装置のターゲット検出（火元点の照準）には主に下記のステップを含む。

ステップ１（オプショナル）は、白色光の光軸、赤外線線の光軸とレーザの光軸の校正行う。光電検出装置９を使用する前に、白色光の光軸、赤外線線の光軸とレーザの光軸の校正が必要とする可能性があり（例えば、光電検出装置９を長期間使用しなくて、現在の基準光軸が上記の３つの光軸と一致しない場合）、即ち、赤外線線の光軸、レーザの光軸と最大拡大倍率での白色光の光軸との校正（一致性校正）であり、ズーム白色光カメラヘッド、赤外線線カメラヘッド、レーザ測距器の取付軸線を調整して、最大拡大倍率での白色光の光軸、赤外線線の光軸とレーザ光軸の光軸が取付ケースの基準面の±２０^〃以内にあるようにさせ、この時、上記の三つの光軸が互いに一致する要求を満たすと考えられる。調整が完了後、ズーム白色光カメラヘッド、赤外線線カメラヘッド、レーザ測距器の取
付ブラケットをそれぞれ取付ケースに固定し、その互いに一致する光軸を基準光軸とする。

ステップ２（オプショナル）は、白色光ズーム光軸の偏位の検出である。
光電検出装置９を使用する前に、白色光ズーム光軸の偏位の検出を必要とする可能性があり（例えば、光電検出装置９を長期間使用しなかった場合）、即ち、最小拡大倍率から最大拡大倍率までの順にズームを調整して、最大拡大倍率の白色光の光軸（基準光軸）に対する異なる拡大倍率のズーム白色光カメラヘッドの白色光の光軸の偏位量（例えば、基準光軸の三つの方向に対する現在の光軸の偏位角度）を検出し、且つ前記偏位量をデータ記憶モジュールに保存する。

ステップ３は、通電自己検出及びポート配置（装置初期化）である。
光電検出装置９は電源を起動させ、装置に通電させ、ズーム白色光カメラヘッド、赤外線線カメラヘッド、レーザ測距器、総合処理部へ同時に通電する。機能自己検出モジュールはズーム白色光カメラヘッド、赤外線線カメラヘッド、レーザ測距器及び総合処理モジュールに対して自己検出と初期化を行い、初期化完了後ポート通信状態の配置を行う。

ステップ４は、ターゲット照準とズーム制御である。
ズーム白色光カメラヘッドを利用して、光電検出装置９がターゲット（火元）に照準を合わせるようにする。具体的には、タレットを利用して光電検出装置９を回動させ、ターゲットがズーム白色光カメラヘッドの範囲に入るようにし（システムの表示パネルに表示させる）、ズーム制御モジュールがズーム白色光カメラヘッドの拡大倍率を制御して、照準を合わせられるターゲットを表示パネルの中央に寄せ（ターゲット距離測定画像の中心点がターゲット点に照準を合わせる）、また、高さを表示パネルにおける全画面の高さの３／４（他の割合であってもよく、完全に表示され且つ鮮明度の要求を満たせばよい）に調整する。

ステップ５は、光軸補償を行う。
データ補償モジュールはズーム白色光カメラヘッドの現在の拡大倍率（照準とズーム制御後の拡大倍率）に基づき、データ記憶モジュールにおける光軸偏位量を読み取り、データ補償を行う。即ち、現在の拡大倍率での光軸偏位量に基づき、光電検出装置９の角度を微調整して、現在の拡大倍率での白色光の光軸を基準光軸と一致させる（即ち、ターゲット距離測定画像データの補償後の新しい中心点がターゲット点に照準を合わせる）。

ステップ６（オプショナル）は、画像融合である。
または、赤外線線カメラヘッドを介してターゲット画像を取得する（ターゲットを赤外線線カメラヘッドの範囲に入らせる）場合、総合スケジューリングモジュールはズーム白色光カメラヘッドの照準及びズーム制御後の画像、及び赤外線線カメラヘッドの画像を読み取ってから、画像融合モジュールは画像融合処理を行う。即ち、赤外線線カメラヘッドの画像をズーム白色光カメラヘッドの照準及びズーム制御後の画像に対応する拡大倍率まで拡大又は縮小させ（ターゲットの大きさを二つの画像の中で一致させ且つ同時に中央に寄せる）、また画像の切り取り形態によって融合される二つの画像の横と縦の画素数を一致させ、且つ二つの画像を融合させ（さまざまな方法によって実現でき、例えば、同じ画素白黒階調を平均させるなど）、融合した後の画像を得る。

ステップ７（オプショナル）は、画像の比較と選択を行う。
画像比較モジュールは、白色光カメラヘッドの画像、赤外線線カメラヘッドの画像（赤外線線カメラヘッドによってターゲット画像を取得する場合、相応する拡大または縮小を行う）、または上記融合後の画像（赤外線線カメラヘッドによってターゲット画像を取得する場合）の鮮明度に対して比較を行い（例えば、画像鮮鋭度の比較は、画像フィルタを
介してエッジを突出する画像処理アルゴリズムを利用して実現でき、画像の各エッジに位置する画素が反映する勾配によって画像の全体の鮮鋭度を判断する）、ターゲット距離測定の選択に必要な画像を確定する。

ステップ８は、レーザ距離測定である。
レーザ測距器は連続的に（例えば5回）レーザ距離測定を複数回行い、その後、総合スケジューリングモジュールが5回で測定された距離から最大値と最小値を除き、中間における３つのデータを平均化し、そして該平均値をターゲット斜め距離にする。これによりターゲットに対する検出装置の検索と測定を完成する。

図９に示すように、角度計算モジュールは、消火弾の弾道計算角度（発射角度情報）を計算するために使用される。データ補償モジュールは、また弾軸偏位を記録し且つデータ補償を行うために使用される。

次に、図１２を用いて光電検出装置９のターゲット検出の消火弾弾道算出の動作フローを説明する。

図１２は、本発明の実施例にかかる高層及び超高層ビルの消火活動に適用する消防車の光電検出装置の消火弾弾道算出の動作フローチャートである。具体的には、上記レーザ距離測定を終了後、光電検出装置はターゲット火元から消火弾までの斜線距離Ｌを取得し、同時に、タレットシステムは総合スケジューリングモジュールにターゲットがタレットに対するピッチ角θと方位角φを送信し（例えば、タレット中心の方位角φが0にしてもよい）、光電検出装置は消火弾弾道算出を行い、消火弾の発射角度の情報を求める。

つまり、算出モジュールは斜線距離Ｌとターゲットピッチ角θ、ターゲット方位角ψに基づいて、発射ピッチ角Ψ_fと発射方位角φ_fを計算し、弾を発射仰角が角Ψ_f、発射方位角がφ_f（誤差が許可される場合、発射方位角はタレット中心の方位角、例えば0を取ってもよい）の時、ターゲットに命中できる。

消火弾弾道算出の具体的なステップは下記のとおりである。

ステップ（オプショナル）１、異なる棚位置（図１１に示す２４個のフレーム位置を例とする）の消火弾の位置と軸線が少し異なり、消火弾組立棚の各棚位置が検出装置光軸に対する左右偏位と上下偏位及び進行方向（方位）偏位角とピッチ偏位角を標定し、且つ四つの偏位データをデータ補償モジュールに記録する。

ステップ２、角度算出モジュールはターゲットの斜線距離とピッチ角に基づいてターゲット火元が消火弾に対する高度情報とターゲットから発射点までの水平距離を算出する。算出公式は下記のとおりである。
ｈ0＝Ｌ×ｓｉｎθ
ｄ＝Ｌ×ｃｏｓθ
公式において、θは消火弾組立棚のピッチ角であり、Ｌは消火弾組立棚からターゲットまでの斜線距離であり、ｈ0はターゲット火元が消火弾に対する高度情報であり、dはターゲットから発射点までの水平距離である。

ステップ３、角度算出モジュールは消火弾の発射角度を算出する。
角度算出モジュールの動力学と運動学の方程式は下記のとおりである。
動力学の微分方程式

運動学の微分方程式

上記運動学と動力学の微分方程式を利用して、特定の時刻に力とトルクの作用の下で、消化弾の主要飛行パラメータの増量を算出する。上記運動学と動力学の微分方程式において、その入力（既知量）は特定時刻の消火弾の飛行パラメータであり、速度、弾道傾斜角、弾道偏位角、ヨー角速度、ピッチ角速度、ピッチ角、ヨー角、ロール角及び消火弾が発射座標系における位置座標Ｘ、Ｙ、Ｚを含む。出力はこの時刻における上記１１個のパラメータの増量（ｄｘ／ｄｔ）である。その主な入出力パラメータは下表に示される。

そのうち、ｍは弾体の質量であり、ｇは重力加速度であり、ｑは動圧であり、Ｃ_Ａは軸力係数であり、Ｓ_Ｍは基準面積であり、Ｃ_Ｎは法線力係数であり、φ′は合成迎え角であり、Ｊ_Ｙ１は弾体Ｙ軸回りの慣性モーメントであり、Ｊ_Ｚ１は弾体Ｚ軸回りの慣性モーメントであり、Ｃ_ＺＹ１＝Ｃ_ＺＺ１は制動トルク係数であり、lは全弾体基準長さであり、Δlは重心から圧力中心までの長さである。
ターゲットピッチ角θと発射時の筒を離脱する速度（定数、例えば１６０ｍ／秒）、角速度の初期値（例えば、０）を上記微分方程式を計算する初期条件とし、消火弾のエアパラメータ（定数、主に軸力係数、法線力係数、圧力中心係数、制動トルク係数がマッハ数及び迎え角に従う変化）を結合し、常微分方程式の四次のルンゲ−クッタ数値法を用いて、上記式に対して連合算出を行い、全弾道パラメータ（即ち、弾道軌跡）、即ちｕ（ｔ）、ｖ（ｔ）、ｗ（ｔ）、ω_Y1(t)、ω_z1(t)、Ｘ（ｔ）、Ｙ（ｔ）、Ｚ（ｔ）、φ(t)、Ψ(t)、γ(t)を算出し、そのうち、ｔは離散化の時間である。特定弾道発射ピッチ角φでの全弾道パラメータを算出した後、特定弾道発射ピッチ角φ（初期値φ０＝θ）でｄに達する発射高Ｈを算出する。

公式（１２）を用いてＨとターゲット高ｈ０との大小関係を判断し、（１２）式を満たすと繰り返しを停止し、現在のピッチ角φｋが発射角である。（１２）式を満たさないと、公式（１３）を用いて発射ピッチ角を更新し、前記動力学と運動学微分方程式を用いて全弾道パラメータと発射高Ｈ_k+1をあらためて算出し、そのうち、ｋは現在の繰り返し回数であり、発射高H_kとターゲット高さｈ０の差が０．０１ｍより小さいまで行い、この時の発射角φｋは即ち最終的な消火弾の発射角である。
つまり、繰り返しの初期ピッチ角φ０はターゲットピッチ角θであり、その後ターゲットＸ軸距離（即ち、水平距離ｄ）における弾道高さＨとターゲット高さｈ０とを比較することによって、継続的に発射ピッチ角を補正して最終的にターゲットに命中する結果を取得する。

ステップ４（オプショナル）、データ補償モジュールが誤差補償を行う。
全弾道パラメータは、検出装置をその位置と方位基準として算出して確定されたものであり、指令制御コンピュータは補償によって消火弾の弾道位置が相違することによる位置と角度の四つの偏位データを除去し、それにより特定単位での発射に必要なピッチ角を確定する。
ここまで、高階ビル消火弾の弾道算出を完了し、消火弾は算出された発射角度に基づいて発射されることができる。

最後に、実際応用を例として、本発明の実施例にかかる高層及び超高層ビルの消火活動に適用する消防車の動作フローを説明し、それは以下のステップを含む。

ステップ１、作業員が着座し、消防車を起動させて出発する。
１）火災警報を受信した後、運転者、操作者はそれぞれ運転席と、助手席に座る。
２）運転者は消防車を起動させ、リバース映像装置を開け、火災の場所に向く。
３）操作者は作業台を検出し、動作ボタンが初期位置にあることを確保する。

ステップ２、発電機群を起動させ、各装置に通電して自己検出を行う
１）操作者は「機群起動」キーを「ＳＴＡＲＴ」位置に回転させて発電機群を起動させた後、キー（キーは自動的に「ＯＮ」位置に復帰する）を放し、動作が安定した後「交流指示」ランプが点灯される。
２）操作者は「総給電」ボタンを押して、発電機群に電源を出力する。
３）操作者は「装置の給電」ボタンを押し、情報処理機が先に通電されてシステムが起動されて自己検出を行い、情報処理機が正常になった後、自動的に検出装置、サーボ装置、レベリング装置の順に通電する；
４）操作者は表示パネルにおける「装置状態」欄を確認し、各装置の通電自己検出状態がいずれも「緑色」になることを確認する。

ステップ３、動作モードを選択し、適宜の場所に駐車する
１）操作者は、走行中に作業台の「動作モード」ノブを回転し、「消防」又は「トレーニング」動作モードを選択する。
２）操作者は火災現場のターゲット高さに基づいて、運転者は操作者の指令に基づいて、リバース映像を観察し、消火車を火災場所の近傍に臨時駐車する。
３）操作者は「レベリング制御」欄の状態を検査し、消火車の駐車位置の勾配が±１°を超える場合、「レベリング制御」欄のランプは「赤緑」が交互に点滅し、運転者は「レベリング制御」欄の指示ランプが点滅を停止するまでに新たに場所を選択して駐車し、「戻し」指示ランプは緑色になる；
４）運転者は消火車を駐車し、車から降りて消火車発射の保険距離内の状況を観察し、操作者と即時交流する。

ステップ４、レベリングを展開し、火災ターゲットに照準を合わせる。
１）操作者は作業台の「レベリング制御」ノブを「展開」位置に回転し、消火車が自動的にレベリングして展開し、レベリング過程において「展開」指示ランプが点滅し、レベリングが完了した後、作業台の「展開」指示ランプが点灯され、表示外面の「レベリング制御」欄の「展開」ランプが「緑色」になる。
２）発射タレットを回転してアンロックする。
３）操作者は作業台のハンドルを制御し、表示パネルの画像を観察し、「撮像モード」（表示パネルに白色光カメラヘッドのフレーミング画像が表示される）に切替え、発射タレットの回転を制御し、表示パネルの「＋」が火災ターゲットに照準を合わせ、その時「現在角度」欄は発射タレットの現在位置角度を表示する。

ステップ５、ターゲット位置を測定し、射撃諸元（即ち、発射角度）を算出する
１）直接レーザ測距器を用いてターゲット距離を正確に測定できる場合、操作者はハンドルのボタンを制御して火災ターゲット位置パラメータを測定し、「ターゲット位置」欄にはターゲットの「距離」と「高さ」データが表示される。
２）直接レーザ測距器を用いてターゲット距離を正確に測定できない場合（即ち、Ａを狙ってＢを打つ）、実際の燃焼点はＢ点なら、Ｂ点がレーザ測距器の精度要求を満たせない場合、Ｂ点付近のＡ点を狙って距離を測定し、そしてＡ、Ｂ二点間の位置変化に基づいて、Ａ点の距離データをＢ点距離データに変換し、さらにＢ点の射撃諸元を算出する。
３）指令制御装置はターゲットデータに基づいて、自動的に射撃諸元を算出し、同時に算出結果が効果的（方位角、ピッチ角が限定範囲内にあるか否か）であるか否かを判断し、「発射角度」欄に効果的な算出結果が表示される。

ステップ６、発射モードを選択し、発射保険をアンロックする
１）操作者は作業台の「発射モード」、「手動」または「自動」モードを選択する。
２）操作者は作業台の「発射保険」キーを「アンロック」位置に回転し、映像を記録し始める。
３）操作者は車外の運転手と連絡を維持し、発射保険領域への人の進入がないことを確認する。

ステップ７、発射タレットを回転させ、消火弾を発射する
１）操作者が「発射モード」の「自動」を選択する時、発射条件を備える「発射ボタン」の指示ランプが点灯し、操作者は発射される消火弾に対応する「発射ボタン」を押し、情報処理機は該消火弾に対応した算出結果に基づいて、自動的に発射タレットを制御してターゲット発射角度に回転させ、作業台の「発射許可」の指示ランプが点灯し、消火弾を発射する。
２）操作者は「発射モード」の「手動」を選択する時、まず「発射許可」指示ランプが消灯し、操作者は先に作業台のハンドルを制御して発射タレットを放射角度に回転し、即ち「現在角度」欄の数値と「発射角度」欄の数値が一定の誤差範囲内にあり、この時「発射許可」指示ランプが点灯し、発射条件を備える「発射ボタン」の指示ランプが点灯し、操作者は「発射ボタン」を押し、消火弾を発射する。

ステップ８、消火弾を発射する。
１）発射制御装置は点火シーケンス信号を出す。
２）点火シーケンス信号はモジュールケーブルボックスによって発射筒の点火器に送信される。
３）発射筒の発射弾薬が点火され、消火弾は一定の初期速度で筒から発射される。

ステップ９、遅延火薬の自己破壊の計時を始める。
１）遅延火薬は発射衝撃過負荷の作用で自己破壊遅延を開始する。遅延時間に達した後、
遅延火薬が消火弾の落下傘オープンと消火剤の散布との同時動作を制御し、消火弾が自己破壊する。

ステップ１０、信管の起動動作である。
高層ビル火災は主に室内火、正面火、壁内火という三つの状況に分けられ、本文は室内火の消防や救助作業を重点として考え、信管の動作フローを説明する。
そのうち、ステップ十の信管の起動動作は二つのステップに分けられる：

ステップ１０−１、信管保険をアンロックし、機能を起動させる
１）信管がターゲットに接近することを検出する。
２）信管の機械保険をアンロックする。
３）信管が発射衝撃過負荷の作用で、機械保険が慣性的にアンロックされ、点火回路が短絡状態からオフ状態になる。
４）信管の長距離保険解錠をアンロックする。
５）信管遅延時間が固定された後、長距離保険解錠（電気的保険）をアンロックし、信管が発射する状態になる。
６）信管の自己破壊の計時が始める
７）信管回路が動作し、自己破壊遅延を開始し、信管、遅延火薬と消火弾メインチャージは並列に接続され、消火弾自己破壊の信頼性を向上させる。遅延時間に達した後、信管は消火弾の落下傘オープンと消火剤の散布の同時動作を制御し、消火弾が自己破壊する。

ステップ１０−２、信管をトリガーする
信管又は遅延火薬が点火信号を出し、消火弾は点火信号を受信したと消火剤の散布と落下傘の展開による減速を同時に行う。
信管の各機能設置は以下のとおりである。
１） 信管は主に近接爆発トリガー機能を応用する。
２） 信管の接触爆発機能は近接爆発機能が失効した後の補充とし、消火弾が火災エリアに到着した後即時に消火剤を即時散布して消火することを確保する。
３） 信管の自己破壊機能は消火弾が弾道から偏って近接爆発、接触爆発トリガー条件を満たせない場合、或は近接爆発、接触爆発が同時に失効する場合、タイミング強制的に点火信号を出し、消火弾が起爆薬を携帯して自由に着地して、人員及び装置に被害を与えること又は消火弾に起爆薬が残されることによる回収危険を回避する。

ステップ１１、消火弾の動作である。
１）消火弾の減速落下傘は、消火弾が室内に入る前に空気の充填を完了して減速条件を備え、消火弾が室内に入る前に減速落下傘が消火弾の弾道に影響を与えることができない。２）消火弾が室内に入った後、減速落下傘が消火弾を減速させ、消火弾が壁面に衝突した後解体せず、壁体が貫通されないようにする。
３）消火弾は減速落下傘の動作中に消火剤を持続的に散布し、減速落下傘の空気の充填時間が消火弾の消火剤の散布時間との総時間の３０％以下を占める。

ステップ１２、遅延火薬自己破壊をトリガーする。
１）遅延火薬の自己破壊機能は信管の自己破壊機能と同じであるが、両者を個別に取り付け、互いに干渉がない。その目的は動作異常の場合における消火弾の使用の安全性を向上させることである。同時に、消火弾が室内に入って信管が失効した後補足消火機能として用いられることができる。
２）消火弾を発射した後３０００ｇ過負荷が生じ、遅延火薬は自動的にトリガーの計時を開始し、遅延火薬を８ｓ遅延した後、強制的に自己破壊点火信号を出す。
遅延火薬の自己破壊の作業過程は、消火弾を発射した後、遅延火薬の自己破壊遅延が自動的に８ｓを計時し始める。
遅延火薬の自己破壊遅延の計時時間が終わった後、自動的且つ強制的に自己破壊点火信号を出す。
消火弾は点火信号を受信した後、効果的な負荷セグメントと安全減速セグメントの動作を同時にトリガーし、効果的な負荷セグメントは消火剤を散布し、安全減速セグメントは落下傘を開く。

ステップ１３、システムを撤收し、装置の電源を切る。
１）操作者は作業台の「発射保険」キーを「ロック」位置に回転させ、「発射許可」ランプは消灯され、映像記録を停止する。
２）操作者は作業台の「レベリング制御」ノブを「戻し」位置に回転して、システムが撤收し始め、システムは自動的に発射タレットを水平に戻させ（方位角度が０°、ピッチ角度が０°）、それから四つのレベリングスタンドを初期位置に戻し、「戻し」ランプが点滅し、復位した後「戻し」ランプが点灯する。
３）操作者が作業台の「動作モード」ノブを「トレーニング」状態に回転する。
４）操作者が作業台の「装置給電」ボタンを押し、情報処理機は先にサブシステム装置電源を切り、それから情報処理機の電源を切る。
５）操作者が作業台の「総給電」ボタンを押し、システムの給電電源を切る。
６）操作者が作業台の「機群起動」キーを「ＯＦＦ」位置に回転して、発電機群をオフにし、「交流指示ランプ」が消灯する。

ステップ１４、車両が帰って火を消し、作業員が車両から降りる。
１）運転者が車両の運転席に乗って、消火車を起動して駐屯地に戻る。
２）運転者がリバース映像装置を閉じ、消火車のエンジンを消す。
３）運転者、操作者が車両から降りる。

１、車体シャーシ
２、指令制御装置
３、発射制御装置
４、装置格納部
５、発射装置
６、投射装置
７、消火弾
８、タレット制御装置
９、光電検出装置
２−１表示操作台
２−２情報処理機
２−３通信装置
３−１：発射制御実行部品
３−２消火弾シミュレータ
４−１発電機群
４−２：給電・配電キャビネット
４−３サーボ制御装置
５−１発射タレット
５−２発射棚
５−３モジュールの組立棚
７−１スポイラー減速部
７−２弾薬止め板
７−３点火器
７−４シェル
７−５カウリング
７−６信管
７−７ピストン
７−８燃焼室
７−９消火剤
７−１０メインチャージ

Claims (10)

1. 高層及び超高層ビルの消火活動に適用する消防車に関し、車体シャーシ（1）と、指令制御装置（2）と、発射制御装置（3）と、装置格納部（4）と、発射装置（5）と、投射装置（6）と、消火弾（7）と、タレット制御装置（8）と、光電検出装置（9）とを含み、
   そのうち、指令制御装置（2）と発射制御装置（3）は、車体シャーシ（1）の運転室の助手席の位置に搭載され、
   装置格納部（4）は、運転室に設置された後ボルトで車体シャーシ（1）に固定され、
   発射装置（5）は、車体シャーシ（1）に搭載されかつねじで固定され、
   投射装置（6）は、発射装置（5）に搭載且つ固定され、
   消火弾（7）は、投射装置（6）の中に搭載され、
   タレット制御装置（8）は、車体シャーシと発射装置に分布されており、車体レベリングの完成及び発射装置の動作の制御に用いられ、
   光電検出装置（9）は、発射装置（5）の下部に搭載され且つねじで固定され、
   そのうち、光電検出装置（9）は取付ケース、電源、ズーム白色光カメラヘッド、赤外線カメラヘッド、レーザ測距器、総合処理部を含み、
   ズーム白色光カメラヘッドはねじを介して取付ケースと接続し，赤外線カメラヘッドもねじを介して取付ケースと接続し，レーザ測距器もねじを介して取付ケースと接続し、ズーム白色光カメラヘッドの電力供給インターフェースはリード線を介して電源に接続され，赤外線線カメラヘッドの電力供給インターフェースもリード線を介して電源に接続され，レーザ測距器の電力供給インターフェースもリード線を介して電源に接続され，ズーム白色光カメラヘッドのデータインターフェースはリード線を介して総合処理部に接続され，赤外線線カメラヘッドのデータインターフェースもリード線を介して総合処理部に接続され，レーザ測距器のデータインターフェースもリード線を介して総合処理部に接続されることを特徴とする高層及び超高層ビルの消火活動に適用する消防車。
2. 前記総合処理部が総合スケジューリングモジュール、データ記憶モジュール、ズーム制御モジュール、データ補償モジュールを含み、
   そのうち、消火活動を行う前に、
   ズーム白色光カメラヘッドを利用して、光電検出装置（9）の照準をターゲットとする火元に合わせ、その内、タレットを利用して光電検出装置（9）を回転させ、ターゲットがズーム白色光カメラヘッドの範囲に入り且つ表示パネルに表示されるようにし、ズーム制御モジュールがズーム白色光カメラヘッドの拡大倍率を制御して、照準を合わせられるターゲットを表示パネルの中央に寄せ、全体を表示するステップと、
   データ補償モジュールはズーム白色光カメラヘッドの現在の拡大倍率に基づき、データ記憶モジュールにおける光軸偏位量を読み取り、データ補償を行い、その内、現在の拡大倍率での光軸偏位量に基づいて、光電検出装置（9）の角度を微調整して、現在の拡大倍率での白色光の光軸を基準光軸と一致させるステップと、
   レーザ測距器は連続的にレーザ距離測定を複数回行い、総合スケジューリングモジュールが複数回で測定された距離を平均化し、そして該平均値をターゲット斜め距離とし、それによりターゲットに対する検出装置の検索と測定を完成するステップで光電検出装置（9）を用いて火元検出を行うことを特徴とする請求項1に記載の高層及び超高層ビルの消火活動に適用する消防車。
3. 前記光電検出装置（9）で火元検出を行う前に、さらに、
   現在の基準光軸が上記三つの光軸と一致しない場合、ズーム白色光カメラヘッドの光軸及び赤外線カメラヘッドの光軸と、レーザ測距器の光軸との標準校正を行い、赤外線カメラヘッドの光軸及びレーザ測距器の光軸と、最大拡大倍率でのズーム白色光カメラヘッドの光軸とが一致するように調整し、互いに一致する光軸を校正後の基準光軸とするステップと、
   白色光ズーム光軸の偏位検出を行い、その内、最小拡大倍率から最高拡大倍率までの順にズーム調整を行い、基準光軸に対する異なる拡大倍率のズーム白色光カメラヘッドの白色光の光軸の偏位量を検出し、且つ前記偏位量をデータ記憶モジュールに保存するステップとを行うために用いられることを特徴とする請求項2に記載の高層及び超高層ビルの消火活動に適用する消防車。
4. 前記総合処理部が更に機能自己検出モジュールを含み、火元検出を行う前に、
   更に前記光電検出装置（9）を用いて、電源を起動し、装置に通電し、ズーム白色光カメラヘッド、赤外線カメラヘッド、レーザ測距器、総合処理部へ同時に通電し、機能自己検出モジュールがズーム白色光カメラヘッド、赤外線カメラヘッド、レーザ測距器及び総合処理モジュールに対して自己検出且つ初期化を行い、初期化が終了した後にポートの通信状態配置をするステップを行うことを特徴とする請求項3に記載の高層及び超高層ビルの消火活動に適用する消防車。
5. 前記総合処理部が更に画像融合モジュールを含み、光電検出装置（9）の火元検出は、さらに
   赤外線カメラヘッドによってターゲット画像を取得する場合、総合スケジューリングモジュールがズーム白色光カメラヘッドの照準及びズーム制御後の画像、及び赤外線カメラヘッドの画像を読み取るステップと、
   それから、画像融合モジュールが画像融合処理を行い、その内、赤外線カメラヘッドの画像をズーム白色光カメラヘッドの照準及びズーム制御後の画像に対応する拡大倍率まで拡大又は縮小させ、また画像の切り取り形態によって融合される二つの画像の横と縦の画素数を一致させ、且つ二つの画像を融合させ、融合した後の画像を得るステップと、を含み、
   その内、総合処理部が更に画像比較モジュールを含み、前記光電検出装置（9）の火元検出は、さらに
   画像比較モジュールが白色光カメラヘッドの画像、赤外線カメラヘッドの画像、及び/又は上記融合した後の画像の鮮鋭度を比較し、鮮鋭度が最も高い画像を確定して、ターゲットの距離の測定に必要な画像にするステップを含むことを特徴とする請求項2に記載の高層及び超高層ビルの消火活動に適用する消防車。
6. タレット制御装置（8）がタレットサーボ装置と車体レベリング装置から構成され、タレットサーボ装置が制御コンピュータ、サーボ制御モジュール、方位モータ、ピッチ電動シリンダ、方位読み出しモジュール、ピッチ読み出しモジュール、方位サーボ機構、回転軸受を含み、制御コンピュータにはサーボ制御モジュールが取り付けられ、方位読み出しモジュール及び方位サーボ機構はいずれも回転軸受の外歯と噛み合い、
   その内、車体レベリング装置がレベリング執行機構、レベリング制御モジュール、角度の水平測定モジュールを含み、またレベリング制御モジュールが装着され、そのうち、四つの電力ドライバと制御コンピュータはレベリング制御キャビネットに集積され、レベリング制御キャビネットは装置制御室に取り付けられ、消火車のレベリング過程において、二つの水平センサが車体の水平度をフィードバックし、一つはメイン水平センサであり、車体の横方向且つ縦方向の水平度は該水平センサが示す度数を基準とし、シャーシ回転トラニオンの横梁の装着面に取り付けられており、もう一つはサブ水平センサであり、前部レベリングシリンダの横梁に取り付けられ、レベリング過程において、車頭方向の横方向水平度をフィードバックすることを特徴とする請求項1に記載の高層及び超高層ビル消火活動に適用する消防車。
7. 前記総合処理部が更に角度計算モジュールを含み、その内、前記角度計算モジュールは消火弾の発射角度情報を計算することに用いられ、
   その内、前記レーザ距離測定を終了した後、光電検出装置（9）がターゲット火元から
   消火弾までの斜線距離Ｌを取得し、同時に、タレットシステムは総合スケジューリングモジュールにタレットに対するターゲットのピッチ角θを送り返し、光電検出装置（9）が
   消火弾の弾道計算を行い、消火弾の発射角度情報を求め、
   その内、光電検出装置（9）の消火弾の発射角度情報計算は下記ステップを含み、
   角度計算モジュールは以下の動力学及び運動学微分方程式に基づき、
   動力学微分方程式
   

   

   運動学微分方程式
   

   

   上記運動学および動力学微分方程式において、その入出力は下記の表のとおりであり、
   

   

   その内、mは弾体の質量であり、gは重力加速度であり、qは動圧であり、C_Aは軸力係数であり、S_Mは消火弾の参照面積であり、C_Nは法線力係数であり、φ′は合成迎え角であり、J_Y1は弾体Y軸回りの慣性モーメントであり、J_Z1は弾体Z軸回りの慣性モーメントであり、C_ZY1= C_ZZ1は制動モーメント係数であり、lは消火弾の参照長さであり、Δlは消火弾の重心から圧力中心までの長さであり、
   常微分方程式の四次のルンゲ−クッタ数値法を用いて、上記方程式に対して連合算出を行い、全弾道パラメータu(t)、v(t)、w(t)、ω_Y1(t)、ω_Z1(t)、X(t) 、Y(t) 、Z(t)、φ(t)、Ψ(t)、γ(t)を算出し、そのうち、tは離散化の時間であることを特徴とする請求項2に記載の高層及び超高層ビルの消火活動に適用する消防車。
8. 角度計算モジュールを用いて、
   以下の公式を利用して、ターゲットの斜線距離Lと、タレットに対するターゲットのピッチ角θに基づいて、ターゲットとなる火元が消火弾に対する高さh0及びターゲットから発射点までの水平距離dを算出し、
   h0=L×sinθ
   d=L×cosθ
   特定弾道のピッチ角φでの全弾道パラメータを算出した後、特定弾道のピッチφ角で水平距離dに達する発射高Hを計算し、その内初期値φ0=θで、以下の通りであり、
   

   

   公式（12）を利用してHとターゲット高h0との大小関係を判断し、（12）式を満たす場合に繰り返しを停止し、現在のピッチ角φkが最終的な消火弾の発射ピッチ角であり、 （12）式を満すことができない場合、公式（13）を用いて発射ピッチ角を更新し、前記動力学と運動学微分方程式を用いて再び全弾道パラメータと発射高H_k+1を算出し、そのうち、kが現在繰り返し回数であり、発射高H_kとターゲット高h0が（12）式を満たせるまで行い、そのときの発射角φkが最終的な消火弾のピッチ発射角であることを特徴とする請求項7に記載の高層及び超高層ビルの消火活動に適用する消防車。
9. 消火弾（7）はシェル（7-4）、雷管（7-6）、点火器（7-3）、消防剤（7-9）、メインチャージ（7-10）、スポイラー減速帯（7-1）、燃焼室（7-8）、薬止め板（7-2）、ピストン（7-7）、カウリング（7-5）を含み、
   シェル（7-4）、スポイラー減速帯（7-1）とピストン（7-7）は軽質金属材料であればよく、シェル（7-4）は円筒状で、スポイラー減速帯（7-1）はシェル（7-4）の底部に設置され且つねじでシェル（7-4）に固定され、薬止め板（7-2）はスポイラー減速帯の（7-1）上方に設置され、燃焼室（7-8）は薬止め板（7-2）の上方に設置され且つねじで薬止め板（7-2）に固定され、燃焼室（7-8）はねじでシェル（7-4）に固定されており、ピストン（7-7）は燃焼室（7-8）に設置され、ピストン（7-7）の外径とシェル（7-4）の内径がマッチし、ピストン（7-7）の中心には貫通孔が設けられ、点火器（7-3）はピストン（7-7）の貫通孔に設置され且つねじで燃焼室（7-8）に固定され、メインチャージ（7-10）は燃焼室（7-8）中に配置されており、消防剤（7-9）はピストン（7-7）の上部のキャビティに設置され且つキャビティ全体を充填し、カウリング（7-5）はシェル（7-4）最上部に設置され且つピンでシェル（7-4）に固定され、カウリング（7-5）の表面にはスプレ孔が設けられ、雷管（7-6）はカウリング（7-5）に設置され且つねじで固定されており、
   消火弾（7）が動作する時、雷管（7-6）が消火弾が火元から5〜10m離れていることを検出した時、点火信号を点火器（7-3）に送信し、点火器（7-3）は燃焼室（7-8）にあるメインチャージ（7-10）に点火し、メインチャージ（7-10）の燃焼によって高圧が生じ、高圧がシェル７−４内でのピストン７−７の運動を押し込み、消防剤（7-9）を押圧することによりカウリング（7-5）とシェル（7-4）とを接続させるピンが切断され、消火剤７−９は続けてピストン７−７を押し込んで前方に動かせてカウリング７−５がシェル７−４の先端に達すると制動し、この時にスプレ孔はすでに空気に露出し、一方この時ピストン（7-7）は続いて消火剤（7-9）を押し込んで前方に動かせ、消火剤（7-9）がスプレ孔から噴出され、火元に飛び込み、消火効果を果たしており、消火弾（7）の飛び散り過程において、スポイラー減速帯（7-1）は落下傘を開けて消火弾（7）を減速させ、消火弾（7）がガラス壁を通過して建築の奥まで進入して消火を実施することを特徴とする請求項1に記載の高層及び超高層ビル消火活動に適用する消防車。
10. 発射制御装置（3）は発射制御実行部品（3-1）と消火弾シミュレータ（3-2）から構成され、その内、発射制御実行部品（3-1）は制御指令を発射装置（5）へ送信し、発射装置（5）は情報処理機からの指令を受信し、また消火弾の発射制御タスクを完了し、消火弾シミュレータ（3-2）は消火車のトレーニング段階に使用され、そして消火弾の位置信号及び消火弾の発射棚離れ信号を模擬するために用いられ、
    その内、装置格納部（4）の内部は発電機群（4-1）、給電・配電キャビネット（4-2）、サーボ制御装置（4-3）を含み、装置格納部（4）の外部には通信アンテナが取り付けら
    れ、
    その内、発射装置（5）は発射タレット（5-1）、発射ブラケット（5-2）、モジュール組立棚5-3）から構成され、発射タレット（5-1）の構造内部の中心にケーブルが敷設され、
    発射ブラケット（5-2）はモジュール組立棚を支持するために用いられ、モジュール組立棚（5-3）の高速充填及び発射時の指向効果を有し、発射ブラケット（5-2）はモジュール組立棚（5-3）のロックとアンロックを実現するだけではなく、モジュール組立棚（5-3）の脚に合わせて初期発射方向の確定を完了し、
    その内、投射装置（6）は投射筒、動力装置、バランサを含み、投射筒内部に消火弾と、動力装置及びバランサが配置されることを特徴とする請求項1に記載の高層及び超高層ビルの消火活動に適用する消防車。

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