RU2739390C1

RU2739390C1 - Robotic fire-extinguishing installation with blitz-monitoring system

Info

Publication number: RU2739390C1
Application number: RU2020118565A
Authority: RU
Inventors: Юрий Иванович Горбань; Михаил Юрьевич Горбань; Дмитрий Анатольевич Штирц; Сергей Георгиевич Немчинов
Original assignee: Общество С Ограниченной Ответственностью "Инженерный Центр Пожарной Робототехники "Эфэр"
Priority date: 2020-05-26
Filing date: 2020-05-26
Publication date: 2020-12-23

Abstract

FIELD: fire-prevention equipment.

SUBSTANCE: robotic fire-extinguishing installation with blitz monitoring system relates to robotic fire-extinguishing installations. Device includes fire robots with a gun shaft with drives of vertical and horizontal guidance, a nozzle with a jet spraying angle changing drive, a portable control panel, a disc gate with a drive and a pressure sensor connected to the switching unit, with an optical device mounted on the barrel with a television camera and an infrared sensor, as well as device for identification and determination of coordinates of ignition source, connected to control device with video monitor, connected to switching unit and determination of coordinates of ignition source and control device at output. According to the invention, the device further includes a unit for blitz-monitoring on fixed zones connected to a device for identifying and determining coordinates of the source of ignition and a control device with a video monitor, and optical device is equipped with own drives of horizontal and vertical guidance, connected to switching unit.

EFFECT: distinctive features of the device significantly reduce the time from the beginning of ignition to the start of the fire extinguishing installation and to extinguish in the initial stage of the fire.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам пожаротушения, а именно к роботизированным установкам пожаротушения.The invention relates to fire extinguishing devices, namely to robotic fire extinguishing installations.

Известны роботизированные установки пожаротушения, например, устройство по а.с. 2122874. Недостатком известных устройств является отсутствие возможности определения координат загорания в 3-мерной системе координат.Known robotic fire extinguishing installations, for example, a device.with. 2122874. The disadvantage of the known devices is the lack of the ability to determine the coordinates of ignition in a 3-dimensional coordinate system.

Наиболее близким по технической сути является "Роботизированный пожарный комплекс» патент RU 2319530 С2, содержащий пожарные роботы, включающие в себя лафетный ствол с приводами вертикального и горизонтального наведения, насадок с приводом изменения угла распыливания струи, переносной пульт управления, дисковый затвор с приводом и датчик давления, соединенные с блоком коммутации, и установленное на стволе оптическое устройство с телекамерой и ИК-датчиком, соединенное через устройство идентификации и определения координат очага загорания с устройством управления с видеомонитором, соединенное с блоком коммутации.The closest in technical essence is the "Robotic fire complex" patent RU 2319530 C2, containing fire robots, including a fire monitor with drives for vertical and horizontal guidance, nozzles with a drive for changing the angle of spray of a jet, a portable control panel, a butterfly valve with a drive and a sensor pressure connected to the switching unit, and an optical device mounted on the barrel with a TV camera and an IR sensor, connected through a device for identifying and determining the coordinates of the ignition source with a control device with a video monitor, connected to the switching unit.

Недостатками данного устройства является его высокая инерционность, связанная со значительным временем поиска очага загорания и определения его координат механическим сканированием по всей защищаемой зоне, что позволяет очагу загорания развиваться до значительных размеров, приводя к увеличению ущерба от пожара.The disadvantages of this device is its high inertia associated with a significant time to search for a fire source and determine its coordinates by mechanical scanning over the entire protected area, which allows the fire source to develop to a significant size, leading to increased damage from fire.

В основу изобретения поставлена задача создания устройства с одновременным мониторингом очага загорания по фиксированным зонам всего защищаемого объекта и с ускоренным наведением оптического устройства на очаг загорания по кратчайшему пути, определенному программой мониторинга.The invention is based on the task of creating a device with simultaneous monitoring of the ignition source in fixed zones of the entire protected object and with accelerated guidance of the optical device to the ignition source along the shortest path determined by the monitoring program.

Эта цель достигается тем, что в устройство дополнительно введен блок блиц-мониторинга по фиксированным зонам, соединенный с устройством идентификации и определения координат очага загорания и с устройством управления с видеомонитором, а оптическое устройство оснащено собственными приводами горизонтального и вертикального наведения, соединенными с блоком коммутации.This goal is achieved by the fact that a blitz-monitoring unit for fixed zones is additionally introduced into the device, connected to the device for identifying and determining the coordinates of the fire source and with a control device with a video monitor, and the optical device is equipped with its own drives for horizontal and vertical guidance connected to the switching unit.

Предложенное техническое решение позволяет значительно сократить время определения координат и наведения ствола на очаг загорания и производить тушение в начальной стадии пожара.The proposed technical solution makes it possible to significantly reduce the time for determining the coordinates and pointing the barrel at the fire site and to extinguish in the initial stage of the fire.

Автору не известны устройства с отличительными признаками в соответствии с заявляемыми техническими решениями.The author is not aware of a device with distinctive features in accordance with the claimed technical solutions.

Изобретение отвечает требованиям новизны и положительного эффекта, а также критерию "существенные отличия".The invention meets the requirements of novelty and positive effect, as well as the criterion of "significant differences".

На фиг. 1 представлена функциональная схема роботизированной установки пожаротушения с системой блиц-мониторинга (РУП), на фиг. 2 - общий вид пожарного робота.FIG. 1 shows a functional diagram of a robotic fire extinguishing system with a blitz monitoring system (RUP), Fig. 2 is a general view of a fire robot.

РУП включает в себя пожарные роботы (ПР) 1, установленные на противопожарном трубопроводе 2. В ПР 1 входят лафетный ствол 3 с приводами вертикального и горизонтального наведения 4, 5, насадок с приводом изменения угла распыливания струи 6, переносной пульт управления 7, установленный на вводе дисковый затвор с приводом 8 и установленный на выходе ствола датчик давления 9, соединенные с блоком коммутации 10, и установленное на стволе оптическое устройство с телекамерой и ИК-датчиком 11. В РУП входят также устройство управления 12 с видеомонитором, соединенное с блоком коммутации 10 по каналу связи 13, например, по RS-485 через сетевой контроллер 14, а также с приемно-контрольным устройством 15 с пожарными извещателями 16, и с устройством цифровой обработки сигнала в ИК-диапазоне 17, соединенным двухканальной связью 18 (видеоканал и ИК-канал) с оптическим устройством с телекамерой и ИК-датчиком 11 и блоком блиц-мониторинга по фиксированным зонам 19. Оптическое устройство с телекамерой и ИК-датчиком 11 смонтировано в отдельном корпусе, см. фиг. 2, и снабжено приводами горизонтального и вертикального наведения 20, 21, соединенными с блоком коммутации 10.RUP includes fire robots (PR) 1 installed on the fire-fighting pipeline 2. PR 1 includes a fire monitor 3 with drives for vertical and horizontal guidance 4, 5, nozzles with a drive for changing the spray angle of the jet 6, a portable control panel 7 installed on inlet, a butterfly valve with a drive 8 and a pressure sensor 9 installed at the barrel outlet, connected to the switching unit 10, and an optical device installed on the barrel with a TV camera and an IR sensor 11. The RUP also includes a control unit 12 with a video monitor connected to a switching unit 10 via communication channel 13, for example, via RS-485 via a network controller 14, as well as with a receiving and control device 15 with fire detectors 16, and with a digital signal processing device in the IR range 17, connected by two-channel communication 18 (video channel and IR channel) with an optical device with a TV camera and IR sensor 11 and a blitz-monitoring unit for fixed zones 19. Optical device with a TV camera and The IR sensor 11 is mounted in a separate housing, see FIG. 2, and is equipped with horizontal and vertical guidance drives 20, 21 connected to the switching unit 10.

Устройство работает следующим образом. ПР 1 в соответствии с нормативными требованиями располагаются так, чтобы каждая точка была в пределах досягаемости двух струй и в зоне наблюдения двух оптических устройств. Исходя из этих условий проектом составляются карты защищаемых зон: орошаемых струями и контролируемых оптическими устройствами. Учитывая, что в оптическом устройстве 11 используется ИК-матричный датчик с углом обзора 90 град, охватывающий квадрант, этим квадрантом фиксируется защищаемая зона объекта, например, слева перед ПР 1. Оптическое устройство 11 сориентировано по биссектрисе квадранта, причем ствол 3 расположен осью наведения на краю квадранта, вне поля углового обзора оптического устройства 11.The device works as follows. PR 1, in accordance with regulatory requirements, are located so that each point is within the reach of two jets and in the observation area of two optical devices. Based on these conditions, the project draws up maps of protected areas: irrigated by jets and controlled by optical devices. Considering that the optical device 11 uses an IR matrix sensor with a viewing angle of 90 degrees, covering the quadrant, this quadrant fixes the protected area of the object, for example, to the left in front of PR 1. Optical device 11 is oriented along the bisector of the quadrant, and the barrel 3 is located with the aiming axis on edge of the quadrant, outside the field of angular view of the optical device 11.

Другие квадранты вокруг этого ПР 1 фиксируются оптическими устройствами 11 соседних ПР 1. При такой расстановке оптических устройств 11 весь защищаемый объект контролируется ПР 1. При пусконаладочных работах в блок блиц-мониторинга фиксированных зон 19 заносятся координаты положения ствола 3 и оптических устройств 11 в фиксированных зонах. На видеомониторе устройства управления 12 на общем виде защищаемого объекта рамками выделяются все фиксируемые зоны. Фиксированные зоны в программе блока блиц-мониторинга 19 имеют функцию рабочей зоны для данного ПР 1, который тушит эту зону при возникновении там загорания. В программу также закладывается резервный ПР 1 для данной зоны. В дежурном режиме защищаемый объект находится под постоянным контролем пожарных извещателей 16, а оптические устройства 11 ориентированы на фиксированные зоны по всему защищаемому объекту. При возникновении очага загорания срабатывают пожарные извещатели 16 и приемно-контрольное устройство 15 выдает сигнал «Тревога» на устройство управления 12, которое включает все ПР 1 в работу. В блоке блиц-мониторинга фиксированных зон 19 заданные координаты фиксированных зон сравниваются с текущими. Сигнал подтверждения их соответствия поступает в устройство управления 12 и устройство цифровой обработки сигнала в ИК-диапазоне 17. От оптических устройств 11 видео- и ИК-сигналы о состоянии в фиксированных зонах поступают по двухканальной связи 18 на устройство цифровой обработки сигнала в ИК-диапазоне 17. После программной обработки поступившей информации устройство 17 производит идентификацию загорания и совместно с блоком блиц-мониторинга фиксированных зон 19 определяет зону загорания, рабочий и резервный ПР 1, относящиеся к этой зоне, и местоположение очага загорания в этой зоне. Данная информация передается на устройство управления 12, которое затем выдает управляющие сигналы по каналу связи 13 на соответствующие блоки коммутации 10 ПР 1, защищающих данную зону. Приводами вертикального и горизонтального наведения 4,5 стволы 3 наводятся на очаг загорания по кратчайшему пути к местоположению очага загорания. Для ускоренного наведения оптического устройства 11 включаются их собственные приводы горизонтального и вертикального наведения 20, 21. После наведения на очаг загорания оптических устройств 11 видео- и ИК-сигналы поступают по двухканальной телевизионной связи 18 на устройство цифровой обработки сигнала 17. По результатам программной обработки поступившей информации устройство 17 производит идентификацию загорания, определяет его координаты и размеры площади загорания и передает ее в устройство управления 12. Устройство 12 формирует управляющие сигналы по каналу связи 13 о координатах загорания на соответствующие блоки коммутации 10 РУП 1. Приводами вертикального и горизонтального наведения 4,5 стволы 3 наводятся на очаг загорания, после чего устройство управления 12 подает команду «запуск» и посылает технологические команды на включение насосной, на открытие дисковых затворов 8, на отработку программ пожаротушения. Пожаротушение больших площадей производится строчными струями с пошаговым перемещением строк и с повторением циклов. На небольших расстояниях и для небольших зон достаточно использовать расширенный факел струи. Наведение стволов на очаг загорания контролируется по баллистическим данным струи в зависимости от угла возвышения ствола и давления в сети. Информация о загорании на объекте передается дежурному оператору на пункт круглосуточного дежурства. На экране видеомонитора устройства управления 12 видеоинформация по каналу связи 18 от оптического устройства 11 после цифровой обработке очаг загорания в устройствах 17, 19 появляется в виде изображения очага загорания, выделенного в рамке. Дежурный, получая оперативную видеоинформацию, может взять управление на себя, перейдя в дистанционный режим.Other quadrants around this PR 1 are fixed by optical devices 11 of neighboring PR 1. With such an arrangement of optical devices 11, the entire protected object is monitored by PR 1. During commissioning, the coordinates of the position of the barrel 3 and optical devices 11 in fixed zones are entered into the blitz-monitoring unit of fixed zones 19 ... On the video monitor of the control device 12, in the general view of the protected object, all fixable zones are highlighted with frames. The fixed zones in the program of the blitz-monitoring unit 19 have the function of a working zone for a given PR 1, which extinguishes this zone when a fire occurs there. The program also includes a reserve PR 1 for this zone. In standby mode, the protected object is under constant control of fire detectors 16, and the optical devices 11 are oriented to fixed zones throughout the protected object. When an ignition source occurs, fire detectors 16 are triggered and the receiving and control device 15 issues an "Alarm" signal to the control device 12, which turns on all PR 1 into operation. In the block of blitz-monitoring of fixed zones 19, the given coordinates of the fixed zones are compared with the current ones. The signal for confirming their compliance is sent to the control device 12 and the digital signal processing device in the IR range 17. From the optical devices 11, video and IR signals about the status in the fixed zones are sent via two-channel communication 18 to the digital signal processing device in the IR range 17 After the software processing of the received information, the device 17 identifies the ignition and, together with the blitz-monitoring unit of the fixed zones 19, determines the ignition zone, the working and standby PR 1 related to this zone, and the location of the ignition source in this zone. This information is transmitted to the control device 12, which then generates control signals via the communication channel 13 to the corresponding switching units 10 of the PR 1 protecting this zone. Drives of vertical and horizontal guidance 4,5 barrels 3 are guided to the source of ignition along the shortest path to the location of the source of ignition. For accelerated guidance of the optical device 11, their own drives of horizontal and vertical guidance 20, 21 are switched on. After aiming at the source of ignition of the optical devices 11, video and IR signals are received via two-channel television communication 18 to the digital signal processing device 17. According to the results of the program processing of the received information, the device 17 identifies the ignition, determines its coordinates and the size of the combustion area and transmits it to the control device 12. The device 12 generates control signals via the communication channel 13 about the ignition coordinates to the corresponding switching units 10 RUE 1. Drives of vertical and horizontal guidance 4,5 the trunks 3 are guided to the source of ignition, after which the control device 12 gives the command "start" and sends technological commands to turn on the pumping station, to open the butterfly valves 8, to work out the fire extinguishing programs. Fire extinguishing of large areas is carried out with line jets with step-by-step movement of lines and with repetition of cycles. For short distances and for small areas it is sufficient to use an extended jet. The aiming of the barrels on the ignition source is controlled by the ballistic data of the jet, depending on the barrel elevation angle and the pressure in the network. Information about the lighting on the object is transmitted to the operator on duty at the round-the-clock duty point. On the screen of the video monitor of the control device 12, video information via the communication channel 18 from the optical device 11, after digital processing, the ignition source in the devices 17, 19 appears in the form of an image of the ignition source, highlighted in the frame. The duty officer, receiving operational video information, can take over control by switching to remote mode.

Предложенная роботизированная установка пожаротушения является эффективным автоматическим и дистанционно управляемым средством борьбы с пожарами, позволяющим направить мощный поток огнетушащего вещества непосредственно на очаг загорания, обнаруженный в ранней стадии, а также высвободить человека из опасных для жизни аварийных зон.The proposed robotic fire extinguishing installation is an effective automatic and remotely controlled means of fighting fires, which allows directing a powerful stream of extinguishing agent directly to the ignition source, detected at an early stage, as well as freeing a person from life-threatening emergency zones.

В отличие от известных, предложенная роботизированная установка пожаротушения включает в себя дополнительные устройства, позволяющие ускорить мониторинг защищаемого объекта для выявления очагов загорания и определения его координат.In contrast to the known, the proposed robotic fire extinguishing installation includes additional devices that make it possible to accelerate the monitoring of the protected object to identify the sources of ignition and determine its coordinates.

Эти отличительные особенности устройства позволяют значительно сократить время от начала загорания до запуска установки пожаротушения и производить тушение в начальной стадии пожара.These distinctive features of the device make it possible to significantly reduce the time from the start of fire to the start of the fire extinguishing installation and to extinguish in the initial stage of the fire.

Claims

A robotic fire extinguishing system with a blitz monitoring system, which includes fire robots with a fire monitor with vertical and horizontal guidance drives, a nozzle with a drive for changing the spray angle, a portable control panel, a butterfly valve with a drive and a pressure sensor connected to a switching unit, with an optical device installed on the barrel with a TV camera and an IR sensor, as well as a device for identifying and determining the coordinates of the fire source, connected to a control device with a video monitor, connected to a switching unit, characterized in that the device additionally includes a blitz monitoring unit for fixed zones, connected to the device for identifying and determining the coordinates of the source of ignition and with a control device with a video monitor, and the optical device is equipped with its own drives for horizontal and vertical guidance connected to the switching unit.