基于微压的消防员呼吸频率监测技术研究

简述并比较了消防员呼吸频率的主要监测技术及装置,设计了一套基于微压传感器的消防员训练用呼吸频率监测装置,对该装置的器件选型、结构组成、系统构建进行了阐述。该装置为口鼻罩式可穿戴装备,佩戴后可实时监测消防员训练时的呼吸频率,并可与其他消防员生命体征设备采集的数据融合,通过蓝牙传输到消防员体域网汇聚节点,再经网络传输到消防员实战训练评估大数据云平台。通过长期跟踪与分析消防员训练的呼吸频率数据,对评价训练效果、提高呼吸效率、提升消防救援队伍战斗力有重要意义。     

消防员生命体征监测系统设计与实现

设计并开发了一种用于实时监测运动状态下消防员心率、呼吸率、体温、姿态和活动强度等信息的消防员生命体征监测系统。介绍了系统的架构、功能和特点,给出生命体征信息采集终端软件和监控指挥中心软件的实现方案,并对实施过程中的关键技术如基于三轴加速度计的运动监测和基于心率和呼吸率的无氧阈值检测等进行说明。系统的实施可为指挥中心确保消防员生命安全和顺利开展灭火救援行动提供决策支撑。     

基于9轴传感器的消防员姿态判定及定位系统

设计开发消防员姿态判定及定位系统。采用9轴传感器捕捉采集姿态信号,利用GPS室外定位技术与UWB室内定位技术相结合定位消防员,采用无线ZigBee网络技术采集数据;通过贝叶斯估计算法对数据进行特征提取,再通过以太网控制器将数据传送到Web服务器,便于终端访问数据;利用云平台将数据反馈到终端显示器上,实现了高精度的定位系统。该系统能够实现远程的消防员姿态判定、精准定位、紧急报警、远程作战指挥等功能。     

一种化学洗消模拟训练装置

<正>该装置可对消防员开展系统性的洗消训练,使其熟练识别化学事故处置后的化学残留物,熟练掌握不同类型洗消剂配对使用、个人防护装备洗消处置方法、灭火装备洗消方法及效果评估及洗消污水快速输转。通过系统训练,达到消防部队对消防员开展实战洗消训练的综合要求。该装置具有以下特点:(1)化学残留物识别及报警技术分类训练。装置通过用侦检探头对化学残留物进行检测,目前设置了硫化氢、二氧化硫、氯气、氢气、氨气、磷化氢等六种气体探测头,其他为模拟报     

灾害现场消防员状态监测系统设计

针对消防员在执行任务时所面临的安全问题,设计了一种消防员状态实时监测系统。系统采用STM32单片机作为主控制器,通过压力变送器采集空气呼吸器气瓶内压力,通过温度、脉搏及MEMS惯性传感器件实现对人体体温、脉搏及姿态的实时监测,通过无线数传电台将采集到的数据传送至监测指挥平台。功能测试表明,系统有利于指挥员及时了解消防员的状态信息,为其做出正确决策提供依据。     

基坑混凝土支撑轴力监测值修正方法

为研究宁句城际轨道句容站基坑工程混凝土支撑轴力监测值异常报警现象,考虑混凝土收缩、徐变、弹性模量和温度等非荷载因素,采用理论分析和现场实测相结合的方法,探讨了基于理论的轴力修正公式法和基于现场实测的轴力修正系数法。结果表明:混凝土支撑轴力修正公式可对徐变应变、收缩应变和温度应变进行修正并考虑混凝土弹性模量的非线性变化,由修正公式算得的支撑轴力修正值为原始监测值的55%～64%,修正值更能反映混凝土支撑的真实受力状态; 对混凝土支撑轴力影响程度由大到小依次为混凝土徐变、混凝土收缩和混凝土弹性模量,徐变对支撑监测值的影响最显著; 结合现场实测数据,根据句容站基坑混凝土支撑轴力理论修正系数随时间变化的公式可直接计算偏保守的轴力修正值; 工程中可采用支撑残余轴力测试、钢箱测试等方法对混凝土支撑轴力监测值进行修正,综合理论分析、现场实测和文献中实测数据,实际基坑工程中混凝土支撑轴力修正系数可取0.5～0.65来估算支撑的真实轴力值。     

基于机器学习方法的有毒有害气体监测系统设计

针对近年来石油化工厂区、危险化学品存放港口火灾事故多发,消防员在灭火救援过程中多有人员伤亡的现状,提出一种专用于消防救援现场的有毒有害气体监测系统,阐述了系统的构成、工作原理,建立了现场有毒有害气体监测区域危险性和消防员现场作业危险性权值模型。应用机器学习方法对数据模型进行训练,在灭火救援现场为指挥员调度指挥提供科学的辅助决策支撑,有利于保障现场参战消防员的生命安全。     

轿车火灾扑救训练装置的设计与应用

分析了轿车火灾及其救援的特点,介绍了新研发的轿车火灾扑救训练装置的构成及使用方法。该装置的应用,对提升消防员处置汽车类火灾能力有一定的帮助。     

基于传感器的手指运动姿态监测

针对动态测量手指关节角度的需要,设计了基于传感器的手指运动姿态监测方法。从可穿戴式设备的角度出发,在分析了PVDF压电薄膜传感器、电阻应变片和三轴加速度计ADXL330工作原理的基础上,设计了动态角度测量实验和3组监测实验;传感器固定在手套的对应关节的位置处。对比3组实验,分析实验数据,得到结论:PVDF压电薄膜传感器动态响应快,适合高频激励下手指运动姿态的监测;电阻应变片在高频激励下的响应有一定的延迟,这种响应迟后对动态应变测量会产生误差,其比较适合低频激励下手指运动姿态的监测;加速度计ADXL330在低频激励下能较好地实现对手指运动姿态的监测,其工作的稳定性和可靠性良好。     

步态识别技术研究综述

步态识别是生物特征识别技术的一个新兴领域,旨在根据人们走路的姿势进行身份识别。本文对步态识别过程的步态检测、步态特征提取、步态分类与识别三个阶段进行了综述,分析了现有步态识别算法的特点,总结了步态识别研究存在的问题及未来研究方向。     

防盗门消防破拆模拟训练装置的研究

针对我国防盗门消防破拆训练器材的功能单一、效果不足等问题，基于多功能场景交互模拟技术和实战应用技术，研制了一种防盗门消防破拆模拟训练装置。介绍该装置的组成部分，包括防盗门基体、锁具破拆模块、门面破拆模块、发烟模块、温度感应模块、可燃气体模拟模块和计时模块等。说明如何应用该装置进行防盗门消防破拆训练，及不同类型火灾情况下的破拆救援步骤。该装置可真实模拟各类防盗门破拆处置现场环境，且各破拆模块具有可更换性，便于消防救援队伍开展多种防盗门破拆操法的训练。     

非视觉条件下路径整合能力的影响因素研究

为了探究非视觉环境下,消防员在室内火灾搜救过程中路径整合能力的影响因素,设计实验模拟发生火灾的黑暗室内环境,分析对比小组人数、前进姿势和空间布局复杂程度对于消防员记录距离、方位的影响,提出优化的室内救援方式以提高消防人员在搜救过程中的安全和工作效率。研究结果表明,在简单的空间布局情况下,消防员通过团队协作并采用直立的前进姿势可以更安全高效地在黑暗环境中完成室内搜救任务。     

消防救援人员创伤后应激障碍影响因素研究

调查研究消防救援人员PTSD 的发生情况及影响因素,为早期发现心理问题及进行心理干预提供依据。研究采用PTSD 筛查表、社会心理学相关问卷和人口学资料对3 624 名上海市消防救援人员进行追踪测查。结果发现：被试人员在应急救援工作中PTSD 症状总发生率为2.90%;被试PCL-5 得分在岗位类别、年龄、工作年限、受教育程度和年出警次数上存在显著差异（p<0.001）;分层回归分析显示,心理弹性、一般自我效能感、职业认同、朋友支持、集体自尊是保护性因素,神经质、开放性人格特质和消极应对方式是危险性因素（p<0.01）。消防救援人员个体易感性因素和社会心理因素会影响PTSD 症状的发生,日常训练中应当开展心理健康教育和心理训练。     

石油化工真火模拟训练装置池火模拟效果评价

真火模拟训练系统已在全球多个国家投入使用,是一套较为成熟且训练效果较好的实战训练设施,是当前消防部队推行实战化练兵的主要手段,也是未来消防员实战训练的发展趋势。真火模拟训练装置燃烧系统对实际火灾场景的重构效果直接影响着消防训练效果。本文基于理论模型、数值模拟、层次分析法等方法建立了石油化工真火模拟训练装置池火模拟效果评价方法。该评价方法不仅可以对真火模拟效果进行评价,还可以指导现有或拟建的真火模拟装置提高火灾事故模拟的还原度。     

新入职集训期消防员心理健康状况及社会影响因素探究

为了了解新入职集训期消防员心理健康状况,探讨社会影响因素对心理健康的影响,采用自编的消防员基本信息问卷、SCL90症状自评量表、SAS焦虑自评量表和SDS抑郁自评量表对某直辖市消防救援总队新入职集训期的569名消防员进行测评,并对其心理健康状况及社会影响因素进行分析。本次测评的消防员心理健康整体状况属于正常水平,优于现职消防员。SCL90总分及各因子分、SAS量表得分、SDS量表得分均显著低于我院同期调查的同直辖市的特勤支队消防员、某自治区森林消防支队消防员及中国成人常模。logistic回归分析提示：集训期消防员心理健康的显著影响因素为退伍军人、父母身体健康、年龄、饮酒、身体伤害、学历。通过测评分析,了解了新入职集训期消防员心理健康状况,准确识别集训期消防员心理健康的影响因素,对于开展集训期消防员的心理干预具有重大的指导意义。     

基于BIM和元胞自动机的建筑#br# 火灾救援路径动态规划研究

建筑物发生火灾时,建筑物复杂的内部环境以及火灾的实时蔓延会给参与室内救援工作的消防员带来隐患甚至生命危险。为提高消防员建筑火灾室内救援效率,文章提出了基于BIM技术和元胞自动机的消防员救援路径动态规划系统。该系统中,创新性将BIM建筑模型与元胞自动机有机结合,建立了一种新型元胞自动机路径规划智慧模型,该模型利用场景分层和碰撞检测的方法自动识别建筑物的各种构件和内部环境,具有很高的智能性和普适性;在火场中添加动态障碍物模型和随机灾变火模型,并利用实时检测方法研究真实火场的动态性对消防员救援路径的实时影响,使消防员科学、高效地避开静态、动态障碍物并安全完成救援。使用该系统对一座单层大空间体育馆进行实例模拟,验证了该系统的适用性,为制定建筑火灾消防救援策略、实现高效精准救援以及智慧消防提供技术支持。     

消防员心肺复苏技能实训系统研究

阐述了消防员在灾害事故救援现场熟练掌握心肺复苏技能的重要性,分析了消防员心肺复苏技能训练现状及存在问题,介绍了混合现实技术应用于消防员心肺复苏训练的优势,并设计出一种消防员混合现实心肺复苏技能实训系统.此研究对于加强消防员心肺复苏技能熟练掌握,提高消防员急救处置能力,提升灾害事故现场伤员的生存率具有重要意义.     

消防救援用无人机虚拟仿真训练系统设计

结合消防救援用无人机（UAV）训练的特点,利用三维仿真技术对无人机基本技能训练和城市建筑群、化工、洪涝、森林、地震、地铁站等6个主要实战场景进行模拟,消防救援人员在无人机实训教学中,可以通过导学模块熟悉无人机平台构型、部件功能和组装,通过模拟基础飞行掌握无人机自旋、“8”字等基本驾驶技能,通过模拟不同任务荷载熟悉荷载种类、功能和安装使用方法,通过模拟真实救援场景使用无人机搭配不同荷载掌握运用无人机执行不同类型救援任务,为实战救援打下坚实基础。     

精密仪器隔减振平台振动控制效应分析

为解决宽频激励(0～100Hz)对精密仪器设备正常工作带来的振动问题,采用研制的磁流变弹性体(magnetorheological elastomers,简称MRE)隔减振装置和高耗能隔振支座对精密平台实施振动控制。提出半主动控制装置与被动控制装置相结合的混合控制方案,结合各减振装置力学模型及平台运动姿态分析,建立“七自由度”的隔减振平台模型及其运动方程;设计与平台振动控制方案相适应的模糊控制器,并利用SIMULINK仿真软件对所建立的精密仪器隔减振平台进行动力仿真分析。结果表明：平台质心处竖向Z、绕X轴向及绕Y轴向的加速度与功率谱幅值显著降低,加速度峰值与均方根控制效果可达80%,控制效果显著。