快速识别,智慧灭火装备更精准

7月1日,第二届雄安未来之城场景汇参赛项目展示中心,观众对新能源地下停车场AI火灾抑制装置很感兴趣。贾磊磊供图
7月2日,中普智隅(雄安)消防科技有限公司技术总监贾磊磊在第二届雄安未来之城场景汇展示中心介绍非贮压全氟己酮灭火装置。 本报记者 白 云摄
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封闭的地下停车场,一旦发生火灾,蔓延迅速,后果严重。电动车充电区域,因电池热失控、充电设备故障等情况,也存在一定火灾风险。
第二届雄安未来之城场景汇雄安安全应急创新技术应用大赛上,参赛项目“新能源地下停车场AI火灾抑制装置”给出了针对新能源地下停车场不同场景的灭火方案。
AI 2至3秒快速识别火情、移动灭火车库防止次生灾害、穿刺式灭火救援系统精准定位,这套快捷、高效的灭火装备在大赛中获得优秀奖,并被应急管理部办公厅、工业和信息化部办公厅、国务院国资委办公厅联合列入2025年应急管理技术急需装备需求目录,与雄安新区应急管理局联合孵化。
AI助力,火情识别从烟感到智感
“传统烟雾传感器从感知到报警用时近一分钟,AI自动灭火系统只需2至3秒。”7月2日,第二届雄安未来之城场景汇参赛项目展示中心,中普智隅(雄安)消防科技有限公司(以下简称“中普智隅”)技术总监贾磊磊在自家展台介绍。
2024年6月,这套装置的初级产品在北京一家商业地下停车场试运行时,安装的是传统烟雾传感器。“很快我们就发现,烟雾传感器的响应时间不够快,这促使我们投入人力研发AI识别系统。”贾磊磊介绍。
AI是第二届雄安未来之城场景汇参赛项目的高频词。应用于消防场景的新能源地下停车场AI火灾抑制装置,又有什么特点?
“我们同样也要训练大模型。不同的是,这套设备引入了热成像技术。”贾磊磊说,为了让系统识别火情更精准,他们向大模型投喂了5万多条火焰图像、温度等数据,让AI学会了从烟雾到温度到火势的自动识别。
“简单说,就是让这套系统发现火情更精准,预报火情更迅速。”贾磊磊说,尤其对于相对密闭的地下停车场而言,汽车一旦起火,烟雾不易扩散、热量容易积聚,稍有不慎就会引发“火烧连营”。“我们争取的这50多秒,对于控制火势很关键。”他说。
之所以对报警时间如此分秒必争,在于新能源车辆安装的锂电池一旦起火,其热失控反应很难中断。电池会在短短十几秒内迅速积聚大量热能,并不断产生氧气、氢气等气体,促使这一过程滚雪球式发展。
及时发现火情是为了更快处置火情,这套AI自动灭火系统就自带解决方案。
“我们将AI识别火情和自动灭火装置布置在一套系统中。”贾磊磊打开演示视频,画面中,热成像感知到的火情会迅速传到火灾报警主机,由主机驱动安装在附近的全氟己酮自动灭火装置即刻投入“战斗模式”。
装置内置的灭火材料会顺着安装在车库顶部的管路精准抵达火情位置,全氟己酮灭火剂从天而降对着起火车辆进行喷淋灭火。
起火发生的必要条件是可燃物、助燃物(氧气)、引燃物、燃烧过程未受抑制的链式反应自由基。“研究表明,针对锂电池起火,灭火剂浓度达到8.5%就能有效抑制。我们研发的这套装备,能从稀释烟雾、抑制燃烧入手,破坏火势的自由基反应。”贾磊磊介绍。
记者注意到,这套装置可以覆盖18个车位的面积,它不仅能通过喷淋灭火剂控制住起火车辆的温度,还能在AI的指引下,精准启动对起火点周围车辆的喷淋保护,避免火势带来连锁反应,造成更大损失。
对不止一辆车开展持续性的喷淋降温保护,自动灭火装置的存储是否够用呢?
“这套装置的特点是喷淋一分钟,等烟雾浓度降低到一定比例后再喷,内置的全氟己酮灭火剂可以支持60分钟的工作时间,完全能支撑到消防部门到场处置。”贾磊磊说。
“金钟罩”上阵,让起火车隔离“冷静”
“刚和客户谈完,客户对我们的AI自动灭火系统和新能源车辆移动灭火车库很感兴趣。”7月2日,中普智隅(雄安)消防科技有限公司总经理李彪专程从位于安徽合肥的公司总部赶到雄安洽谈合作。
在第二届雄安未来之城场景汇比赛过程中,中普智隅就接到了多家公司的合作意向。“在新能源汽车灭火领域我们还是新人。”李彪说,不过,中普智隅的母公司安徽鑫思诚科技有限公司,却在轨道交通锂电池安全防护,电气柜、机房安全防护等领域占据一定市场份额。
安徽鑫思诚科技有限公司主要针对特定空间或特殊场所火灾扑救技术与装备、公共安全物联网监测技术与装备进行研发。其中,他们研发的专利产品非贮压全氟己酮灭火装置,已在北京、沈阳等国内多地的地铁,德国、匈牙利等国外的轨道交通项目中广泛应用。
在雄安未来之城场景汇参赛项目展示中心,贾磊磊拿下展台上一个手臂粗细的红色装置说:“就是它。”
地铁等轨道交通上安装的电池,大多在车辆底部,如果每年都维护,拆卸非常麻烦。
普通的压力灭火装置,使用年限只有2年—5年。非贮压全氟己酮灭火装置,可免维护使用15年。“仅这一项,就可以让其全生命周期维护成本减少50%。”贾磊磊说。
这项技术是移动灭火车库的动力源。
记者注意到,中普智隅展示的移动灭火车库打开时就像一个车罩,自动升起将起火车辆罩在其中,紧接着安装在移动灭火车库尾部的灭火装置自动喷淋灭火剂。
“可以把移动灭火车库比喻为‘金钟罩’。”贾磊磊说,“因为电池发生的热失控反应很难中断,我们就在如何隔离起火源、抑制热失控上下功夫。”
承担着隔离作用的灭火车库要经受高温的考验。中普智隅通过实验测得,锂电池芯在起火时的温度高达1400摄氏度。“所以,我们除了在移动灭火车库的基础材质上选用了金属,防火罩更是选用了可抵抗1600摄氏度高温的材料。”贾磊磊说。
移动灭火车库完全打开后,用隔离的手段控制火势蔓延。内置的喷淋管路也会架设到车辆两侧,喷嘴将灭火装置内的灭火剂喷淋到车辆上,通过降温、抑制火势让起火部位“冷静”下来,为消防部门前来救援争取时间。
小巧的灭火装置内置0.5升到30升不等的灭火剂,0.5升的灭火剂可高效抑制1.2立方米的电气机柜着火。移动灭火车库标配两个15升的灭火装置,足够应对一辆新能源汽车的热失控。
这一装置的最大特点是可以移动,既可以手推也可以电驱动。“去年在北京试运行时,我们就请北京消防部门、试用公司给产品挑毛病提意见。”李彪介绍。
目前,移动灭火车库的自重降到了90公斤,就是研发团队听取了试用公司的建议,在对移动灭火车库减重的同时,又加装了轮子和助力系统,让这套装置通过减速带、拐弯等场景时,单人也可以操作。
“产品的设计逻辑很清晰,更多的是在应用中要适应不同的场景。”贾磊磊举例,他们走访了多家地下停车场,收集了很多在研发过程中没有关注到的问题。
“比如有的停车场管理方反映,网约车司机会趁充电间隙在车内休息。一旦这个过程中汽车起火,移动灭火车库就不能完全将车辆封死,否则会有人员安全隐患。”贾磊磊说,改进后的产品即使在防火罩落下后,轻轻一推也可以升起。
针对有的车辆在充电过程中起火,防火罩会因为充电枪手柄卡住不能完全落下,起不到隔离的作用,研发团队也进行了创新。贾磊磊拿出一张示意图,防火罩的外侧又增设了一圈围帘,十余厘米宽的围帘缝隙给充电枪留出了空间。
谈到这套装备的可普及性,贾磊磊很有信心。“移动灭火车库只占一个车位的空间,而对于大面积的地下停车空间来说,只需配备1—2台即可满足。”贾磊磊说。
精准穿刺,锁定起火“肇事芯”
“我们这次还收到了国家部委的橄榄枝。”贾磊磊笑着介绍,他们此次亮相场景汇的穿刺式锂电池火灾救援系统,引起了交通运输部的关注。
目前,新能源汽车的长途运输,尤其是海运,一旦起火,很难控制,严重时会造成整船车辆受损。精准找到起火车辆,并及时控制住这辆车的火势就变得非常迫切。穿刺式锂电池火灾救援系统就是针对这种应用场景设计的。
在设计这款灭火装置前,中普智隅研发团队也走访了相关单位,获悉此前针对运输船上的新能源汽车起火,曾用过防火毯等其他灭火措施。“这种方式船上不适用,如果汽车底部的起火点持续有明火,能把船的甲板烧穿,造成更大范围的损失。”贾磊磊说。
这是因为新能源汽车的电池大多安装在车辆底部,传统的水、干粉、泡沫等灭火剂都只能喷洒到车辆表面,很难对电池所在区域开展针对性抑制。同时,单个电芯起火,导致的高温会使周围电芯发生连锁反应。
贾磊磊拿出了他们此前对电池箱起火的测试数据:以288个电芯的电池箱为例,对满盘电池不同位置的电芯进行加热,从燃烧过程和温度看,起火点周围有3个电芯时,燃烧时间持续240秒,周边电池温度60摄氏度,明火扑灭时间为3秒;起火点周围8个电芯时,燃烧时间持续360秒,周边电池温度90摄氏度,明火扑灭时间为9秒。
“这说明,如果我们能迅速找准起火电芯,对‘肇事芯’进行热失控管理,就能降低它引发更多电芯起火的可能,抑制火势。”贾磊磊介绍。
穿刺式救援系统和移动灭火车库的使用非常类似,也是发现火情后,由人操纵找到起火车辆,通过手动或遥控方式,将穿刺设备推到起火车辆底盘下的电池箱位置。
穿刺设备核心部位采用的是高强度轻质钨合金材质,坚固锋利,尤其是设计成锥形后,更有助于迅速从车辆底部刺穿锂电池箱,方便向其中注射灭火剂。
“整个设备由智能遥控模块、电动刺破系统和高效灭火喷射系统组成。”贾磊磊说,刺头通过十余米的管路,可与消防车上的灭火剂喷射卡口对接,也可与非贮压全氟己酮灭火装置连接,让灭火剂直接抵达起火部位。从“隔靴搔痒”到“怼脸”灭火,穿刺式救援系统能更迅速更精准地让火势得到抑制。
“我们正在不断测试升级。”贾磊磊说,他们想通过研发,让遥控模块通过热成像识别技术,进一步提高刺穿的准确度。
与此同时,他们也想推动相应的国家标准出台,可以在新能源汽车出厂时,在电池箱上预留出基础线圈。“因为穿刺式救援系统可能会把没有起火的电芯打穿,这就有可能给起火的电芯提供新的能量源。如果电池箱上有基础线圈,我们的设备直接与之对接,就能避免这一麻烦。”贾磊磊说。
谈及未来,李彪满怀期待。“全国5月份的数据显示,新能源汽车单月销量已占当月汽车新车总销量的48.7%。”李彪说,这意味着他们的产品将拥有更大的市场需求。
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“在场景汇,我们扩大了朋友圈”
自从参加雄安未来之城场景汇比赛后,中普智隅(雄安)消防科技有限公司(以下简称“中普智隅”)总经理李彪和技术总监贾磊磊的行程就很满。
“这几天,我们马不停蹄地对接客户。仅雄安新区,就有两家地下空间管理方邀请我们来谈合作。”李彪笑着说,这超出了他带领团队前来参赛的预期。
李彪介绍,作为一家本部在安徽的企业,远道来参赛,一方面是充分考虑到雄安新区的“地下一座城”,有着巨大的地下空间应用场景;另一方面是考虑到雄安未来之城场景汇这个平台,让他们有更多被看到的机会。
从产品需求方到技术研发科研院所,从比赛过程中收名片留电话到比赛结束后去洽谈合作,他们通过一场比赛,确确实实扩大了自己的朋友圈。
这也促使李彪在6月初的初赛结束后,马上在雄安新区注册了中普智隅。“雄安新区管委会已经和我们对接,对参赛落地企业提供相应的房租补贴。眼下我们正在寻找办公场所,安排4名员工先过来开展工作。”李彪预计,到年底,和新能源地下停车场AI火灾抑制装置项目有关的研发团队都会搬迁到雄安新区。
除了更多的应用场景,作为科研人员,贾磊磊说,他还看好雄安新区的科研创新氛围。
“仅从比赛中,我们就收获了很多宝贵的信息。”贾磊磊说,在安全应急创新技术应用赛道上,他们关注到了多项行业内的新技术、新创意,对他们下一步的研发设计有很大启发。
“比如用于森林救援的投弹式灭火设备、用于室内救援的探头感知设备等,这些创意都非常好。让我们也思考是否可以借鉴。”贾磊磊举例,让他感兴趣的还有一家企业带来的三维快速建模系统,能对整座建筑迅速建模,结合火情规划出最合理的逃生路线。
“研发公司非常重视研发氛围,如果更多行业公司齐聚一地,大家开展竞争的同时,也会促进发展。”贾磊磊说,他看到雄安新区其他产业“上下楼就是上下游”的相关报道,非常期待在应急救援领域,这一幕也能得到复制。(记者白云)
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