消防模拟营救训练系统的制作方法

xiaoxiao2020-6-26  15

专利名称:消防模拟营救训练系统的制作方法
技术领域
本实用新型涉及火灾、反恐消防训练系统,具体是一种模拟环境可变、能够对受训人员受训实战能力进行评估反馈、提高受训环境真实性和提高受训人员受训效率的消防模拟营救训练系统。
背景技术
近年来,随着火灾、恐怖活动的增多,社会安全成为一个关乎民生很严重的问题。 目前,我国消防人员和反恐人员的日常训练都是在一个特定的地方进行,每次进入训练的路线都没有变化,这使得受训人员对场地路线都是完全熟悉,没有可变性;而且训练中所用伤者是由沙袋人代替,受训人员在进入训练场地时,提前知道了伤者的受伤情况,无法代替在真实情况下伤者的生理反应有关情况,有的地方也采用队员来代替伤者,这使训练危险性大幅度的提高;现有技术的训练系统没有实时的监控系统和评估系统,这也使目前消防部队和安全教育部门没有客观准确的数据来评估受训人员的应急救援能力。综上所述,现有技术的火灾、反恐消防训练系统存在如下问题1、受训场地无可变性,这就局限了受训人员应变能力的提高和对未来真实环境的认识不足,进一步降低了受训人员的受训效率和营救训练的科学性;2、没有模拟真实情况下受伤者的生理反应状态,这使得受训人员在实际营救中不会针对各种不同的受伤情况采用对正确的应对施救措施,从而错过了营救的最佳救护时机,进一步降低了营救效率与营救的科学性;3、没有动作监控与评价体系,救援训练也就没有了评价的依据,是粗放式训练,这使得相同的错误经常会出现多次而得不到改正,训练效果不明显,从而影响实战救援工作。
发明内容本实用新型的目的是提供一种模拟环境可变、能够对受训人员受训实战能力进行评估反馈、提高受训环境真实性和提高受训人员受训效率的消防模拟营救训练系统。为实现本实用新型目的而采用的技术方案是这样的,即一种消防模拟营救训练系统,其中,包括建筑变结构活动墙子系统包括若干个活动墙,每个活动墙的底部通过滑轮与导轨滚动连接,活动墙顶部与由驱动电机的带动的链轮连接,驱动电机的运行由主监控计算机控制;由所述活动墙组装成各种模拟空间;模拟生物人子系统包括仿真人体模型,在仿真人体模型上设置有由PLC控制器控制的脉搏振动模拟装置、心跳振动模拟装置和呼吸模拟装置,以及与模拟生物人主监控计算机连接的扬声器和无线局域网模块;模拟生物人主监控计算机连接并控制PLC控制器,还通过无线局域网模块与主控系统的主监控计算机通信;跟踪监控子系统包括安装在仿真人体模型上的,由口对口呼吸检测器、胸压检测器、水平传感器、针孔摄像头及模拟生物人主监控计算机构成的监控子模块,所述监控子模块通过路由器与主监控计算机及视频监控计算机连接;所述视频监控计算机通过视频采集卡的输入端连接摄像头组,视频监控计算机上还连接有用于现场播放的电视墙及用于视频存储的视频服务器;模拟环境子系统由场景模拟主监控计算机连接用于现场的声音效果模拟的音箱、模拟现场的灯光效果的场景灯、模拟现场的烟雾效果的烟机、模拟现场的高温效果的电加热器及将电加热器的热度分散到现场的通道内的风机构成;主控系统由主监控计算机通过控制总线控制或/和无限通信方式协调各子系统的工作,其中主监控计算机还通过231/485转换口连接有以RFID扫描记录方式对搜救路线进行记录的巡更设备组,RFID即射频识别。由于本系统具有上述结构,其优点是模拟环境多变、能够对受训人员受训实战能力进行评估反馈、提高了受训环境真实性和提高了受训人员受训效率。

本实用新型的装置可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明。图1为本实用新型的结构示意图。图2为本实用新型受训监控系统连接结构框图。图3为本实用新型仿真人体模型连接结构框图。图4为本实用新型火灾场景模拟装置连接结构框图。图中1、导轨;2、链轮;3、驱动电机;4、滑轮;5、活动墙;6、主监控计算机;7、模拟生物人主监控计算机;8、PLC控制器;9、扬声器;10、无线局域网模块;11、视频监控计算机; 12、视频服务器;13、电视墙;14、巡更设备组;15、摄像头组;16、视频采集卡;17、无线路由器;18、主监控计算机;19、遥控爆炸箱;20、场景灯;21、烟机;22、电加热器;23、风机;24、 场景模拟主监控计算机;25、音箱;26、仿真人体模型;27、针孔摄像头;28、显示器;29、口对口呼吸检测器;30、胸压检测器;31、水平传感器。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明参见附图1、2、3和4,图中的消防模拟营救训练系统,其中,包括建筑变结构活动墙子系统包括若干个活动墙5,每个活动墙的底部通过滑轮4与导轨1滚动连接,活动墙5顶部与由驱动电机3的带动的链轮2连接,驱动电机3的运行由主监控计算机6控制;由所述活动墙5组装成各种模拟空间;模拟生物人子系统包括仿真人体模型沈,在仿真人体模型沈上设置有由PLC控制器8控制的脉搏振动模拟装置、心跳振动模拟装置和呼吸模拟装置,以及与模拟生物人主监控计算机7连接的扬声器9和无线局域网模块10 ;模拟生物人主监控计算机7连接并控制PLC控制器8,还通过无线局域网模块10与主控系统的主监控计算机18通信;跟踪监控子系统包括安装在仿真人体模型沈上的,由口对口呼吸检测器四、胸压检测器30、水平传感器31、针孔摄像头27及模拟生物人主监控计算机7构成的监控子模块,所述监控子模块通过路由器17与主监控计算机18及视频监控计算机11连接;所述视频监控计算机11通过视频采集卡16的输入端连接摄像头组15,视频监控计算机11上还连接有用于现场播放的电视墙13及用于视频存储的视频服务器12 ;模拟环境子系统由场景模拟主监控计算机M连接用于现场的声音效果模拟的音箱25、模拟现场的灯光效果的场景灯20、模拟现场的烟雾效果的烟机21、模拟现场的高温效果的电加热器22及将电加热器的热度分散到现场的通道内的风机23构成;主控系统由主监控计算机18通过控制总线控制或/和无限通信方式协调各子系统的工作,其中主监控计算机18还通过231/485转换口连接有以RFID扫描记录方式对搜救路线进行记录的巡更设备组14,RFID即射频识别。上述实施例所述的口对口呼吸检测器四采用流量检测计。本实施例所述的胸压检测器30采用压力变送器。上述结构所述的水平传感器31采用电子水平仪。上述建筑变结构活动墙子系统中活动墙的作用是用来改变整个环境通道和房屋布置情况,其中,传动机构主要包括轨道和驱动电机及运动机构等,其作用是改变活动墙的位置状态,由于系统有几个至十几个的活动墙体,门窗,由计算机随机产生组合,可构成数量较大组合方案,完全可以避免单一建筑结构简单、易记、实战效果差的弊端。活动墙控制模块主要负责调节每个电动机的转速和转向,并向电动机提供动力电源。通讯模块主要负责本子系统与主控系统的通讯,以达到远程控制的目的。主控系统发出的指令能通过控制模块和电动机执行机构改变每一扇活动强墙位置,将固定的训练路线变和训练环境改变为在同一地点可变化的训练环境。上述模拟生物人子系统中,仿真人体主要是根据人体真实比例和真实生命特征进行设计改装的仿真人体模型。从模拟人的材质设计上看,特别要在高温或者营救运动的情况下能够保证模特本身不受到伤害,以保证模拟人的外观和放置在模拟人体内的设备不受到损坏。模拟生物人监控模块是为了监控受训人员的抢救及护理过程,为评估系统提供数据依据。模拟生物人主监控计算机通过PLC控制器控制模拟人的生理动作、生理反应、通过扬声器声音等等,实现模拟过程。通讯模块以无线局域网模块为载体,其作用是完成模拟人与主控模块的数据交互功能,包括控制信息、监控视频、声音信息(呻吟、呼救、呼吸声等)。 主控模块通过无线通信将控制信息和数据信息下载到模拟人上的控制模块。模拟人根据指令,可以控制各种执行部件模拟人体在毒气烟气环境下的生命体征变化,例如脉搏、心跳、 呼吸、声音等等,从而更加逼近真实的人体,给训练增加真实感。上述跟踪监控子系统中,受训监控系统包括跟踪记录模块、视频摄像模块、存储模块和播放设备。跟踪记录模块摄像模块的目的是为了监控训练人员的实时营救全过程和状态,以加强评价的说服力,并为评价系统提供部分评分依据。存储模块是为了存储训练过程的视频,以便在回放评价时更加形象生动具有说服力。播放模块可以实时播放模拟人回传的实时数据,也可以播放营救现场的实时数据,还可以播放以上两种数据的存储录像数据,给用户提供观察界面。为了了解每一个参训人员的业务熟练程度,我们设计了一个专门跟踪参训队员的运动路径跟踪与描述的系统,它可以记录队员的运动路线,节点时间, 排障时间,救援时间等信息.软件可以绘制出参训队员的路径图和时间参数,每个人及其小组的综合时间,以便进行比较评价。其跟踪监控模块是这样工作的,主监控计算机通过无线路由器连接有安装模拟生物人上的监控子模块,通过无线路由器连接有视频监控计算机,视频监控计算机上连接有可以现场播放的电视墙,可用于视频存储的视频服务器,以及视频采集卡,视频采集卡的终端连接了摄像头组。主监控计算机上还通过231/485转换口连接有巡更设备组,巡更设备组主要以IC卡刷卡的方式进行搜救路线进行记录。上述受训监控系统中,还包括模拟生物人,在模拟生物人上还安装了部分检测元件,属于监控子模块的一部分1)通过其头部安装的微型摄像头模块进行录像,监视模拟人的视觉,并通过无线通信模块实时回传到主监控计算机;2)通过口对口呼吸检测器(采用流量检测计),监控现场救护(特别是口对口人工呼吸的动作);3)通过胸压检测器(采用压力变送器),检测现场救护(特别是胸压式心肺复苏的人工呼吸救护);4)水平传感器(采用电子水平仪),检测营救过程中被救者的体位状态,防止训练时的不正确运送动作。模拟环境子系统,主要是完成模拟火场或可燃气体泄露燃爆现象,给人以感观上的认识。爆炸演示模块根据功能可以分为真实爆炸环境和模拟爆炸环境两种,真实爆炸环境采用遥控爆炸箱实现,模拟爆炸采用声光烟同步模拟实现。遥控爆炸箱是气体爆炸燃烧的主要空间,透明的作用是为了让体验者更加真实的看到可燃气体在爆炸时的真实过程。 控制与点火模块的作用是通过控制天然气的输入时间来控制气体的混合比例,并在接受到点火命令时打火点燃混合气体,完成爆炸演示。在爆炸完成后,控制模块控制排出爆炸后的剩余气体。场景灯模拟现场的灯光效果,红色灯光模拟火焰效果。烟机模拟现场的烟雾效果。电加热器模拟现场的高温效果。风机将电加热器的热度分散到现场的通道内。场景模拟主监控计算机上连接有音箱用于现场的声音效果模拟。上述主控系统中的主监控计算机18,是整个系统的核心部分,它控制所有子系统工作。综上所述,本系统根据现在的国际上惯用的方法,将建筑活动墙、模拟生物人应用于训练中,使训练场景更为逼真,可大大提高消防特警的水平,从根本上改变我国目前落后的训练方式。建筑活动墙子系统的运用,能改变训练人员传统的营救思想,避免因为长期处于一种营救环境训练而形成一种固定思维。使训练人员能够根据环境的不同而有效应对,从而提高了训练的成效。模拟生物人子系统的运用,主要是针对传统的扛沙袋人的不足,往往在现场的营救中不能最有效地保护人民的生命安全。模拟生物人采用仿真人体设计,在技术上保证在模拟现场承受环境温度和施救运动过程下其外观和模拟人体内的各种电子设备不受到伤害和损坏,还要解决内部热量必须带出模拟人体。模拟人系统包括人体材质、监控模块、控制模块、通信模块等等。它不但模拟了最真实的人体结构,同时还在人体内部嵌入了监控与通信模块,能够监控训练人员的动作行为,从而为后续的训练评价提供依据。跟踪监控系统目的是为了监控训练人员的实时营救全过程和状态,以加强评价的说服力,并为评价系统提供部分评分依据。模拟爆炸、火(烟)、(毒)系统能够更为真实地模拟真实火灾现场,给训练人员一种火灾现场的直观感受,给训练人员一种现场的压迫感,增加了训练难度,使得训练更具有成效。
权利要求1.一种消防模拟营救训练系统,其特征在于,包括建筑变结构活动墙子系统包括若干个活动墙(5),每个活动墙的底部通过滑轮(4)与导轨(1)滚动连接,活动墙(5 )顶部与由驱动电机(3 )的带动的链轮(2 )连接,驱动电机(3 ) 的运行由主监控计算机(6)控制;由所述活动墙( 组装成各种模拟空间;模拟生物人子系统包括仿真人体模型(26),在仿真人体模型(26)上设置有由PLC控制器(8 )控制的脉搏振动模拟装置、心跳振动模拟装置和呼吸模拟装置,以及与模拟生物人主监控计算机(7)连接的扬声器(9)和无线局域网模块(10);模拟生物人主监控计算机(7) 连接并控制PLC控制器(8),还通过无线局域网模块(10)与主控系统的主监控计算机(18) 通信;跟踪监控子系统包括安装在仿真人体模型(26)上的,由口对口呼吸检测器(29)、胸压检测器(30)、水平传感器(31)、针孔摄像头(27)及模拟生物人主监控计算机(7)构成的监控子模块,所述监控子模块通过路由器(17)与主监控计算机(18)及视频监控计算机(11)连接;所述视频监控计算机(11)通过视频采集卡(16)的输入端连接摄像头组(15 ),视频监控计算机(11)上还连接有用于现场播放的电视墙(13)及用于视频存储的视频服务器(12);模拟环境子系统由场景模拟主监控计算机(24)连接用于现场的声音效果模拟的音箱(25)、模拟现场的灯光效果的场景灯(20)、模拟现场的烟雾效果的烟机(21)、模拟现场的高温效果的电加热器(22)及将电加热器的热度分散到现场的通道内的风机(23)构成; 主控系统由主监控计算机(18)通过控制总线控制或/和无限通信方式协调各子系统的工作,其中主监控计算机(18)还通过231/485转换口连接有以RFID扫描记录方式对搜救路线进行记录的巡更设备组(14)。
2.根据权利要求1所述的一种消防模拟营救训练系统,其特征在于,所述口对口呼吸检测器(29)采用流量检测计。
3.根据权利要求1所述的一种消防模拟营救训练系统,其特征在于,所述胸压检测器(30)采用压力变送器。
4.根据权利要求1所述的一种消防模拟营救训练系统,其特征在于,所述水平传感器(31)采用电子水平仪。
专利摘要本实用新型涉及火灾、反恐消防训练系统,尤其是一种消防模拟营救训练系统,包括建筑墙及设置其内的仿真人体模型和火灾场景模拟装置,其中所述建筑墙为活动墙;所述火灾场景模拟装置设置在活动墙上,活动墙上还设置有受训监控系统;所述仿真人体模型与模拟生物人主监控计算机连接;所述受训监控系统包括与无线路由器连接的主监控计算机、模拟生物人主监控计算机和视频监控计算机。本实用新型由于所述结构而具有的优点是模拟环境多变、能够对受训人员受训实战能力进行评估反馈、提高了受训环境真实性和提高了受训人员受训效率。
文档编号G09B9/00GK201965785SQ201120071169
公开日2011年9月7日 申请日期2011年3月17日 优先权日2011年3月17日
发明者刘泽均, 刘涛, 王洪刚 申请人:重庆欧派信息科技有限责任公司

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