火災(zāi)有蔓延速度快,破壞力強(qiáng)等特點(diǎn),特別是對參與撲救工作的消防人員的人身安全造成巨大威脅。實(shí)現(xiàn)自動控制下的定點(diǎn)滅火對于提高滅火過程中高效性和準(zhǔn)確性的要求、保障消防人員生命安全有重要意義。本文以消防水槍水射流為研究對象,在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出了基于遺傳算法優(yōu)化的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的落點(diǎn)預(yù)測模型及水槍姿態(tài)控制方法。本文研究的主要內(nèi)容如下:（1）本文基于林用消防車構(gòu)建了水射流實(shí)驗(yàn)平臺。實(shí)驗(yàn)平臺主要用于消防水槍工況參數(shù)、外界環(huán)境參數(shù)及水射流落點(diǎn)數(shù)據(jù)的采集,為后續(xù)模型的建立提供依據(jù)。實(shí)驗(yàn)平臺主要包括:消防水槍、云臺、升降臺、各類傳感器及計(jì)算機(jī)。實(shí)驗(yàn)平臺中器材搭建部分需要完成管路、電路的設(shè)計(jì)連接及各傳感器的排布;軟件部分需要解決信息的傳輸、數(shù)據(jù)的處理和主要設(shè)備的控制等問題。在完成實(shí)驗(yàn)平臺構(gòu)建的基礎(chǔ)上對水射流實(shí)驗(yàn)的方案進(jìn)行了設(shè)計(jì)。（2）本文首先通過統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對各水射流影響因素進(jìn)行分析,選擇出水射流落點(diǎn)預(yù)測模型中的輸入變量。分別利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法優(yōu)化的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建了水射流落點(diǎn)的預(yù)測模型,通過實(shí)驗(yàn)對兩個(gè)模型進(jìn)行了對比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,遺傳算法能夠有效優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),GA-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型中各組實(shí)驗(yàn)的... 

【文章來源】：北京林業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１?“北極貓”消防摩托??Ｆｉｇ．?Ｍ?Ｔｈｅ?“ａｒｃｔｉｃ?ｃａｔ”?ｆｉｒｅ?ｍｏｔｏｒｃｙｃｌｅ??

Ｆｉｇ．?１－２?Ｔｈｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ?ｆｉｒｅ－ｆｉｇｈｔｉｎｇ?ｍｏｎｉｔｏｒ??國內(nèi)研宄中基于圖像的射流控制研究主要基于智能消防裝備進(jìn)行。典型的智能消防??裝備（見圖１－２）主要包括以下幾個(gè)部件：圖像采集設(shè)備、射流噴射裝置（水槍或水炮）、??云臺（閔永林，２０１０）。這類消防裝備的工作原理是利用探測系統(tǒng)前端的圖像采集設(shè)備掃??描探測空間，中央處理器對采集的圖像進(jìn)行處理判斷監(jiān)測區(qū)域內(nèi)是否有火災(zāi)發(fā)生。若有??火災(zāi)發(fā)生，利用圖像處理方法獲取著火點(diǎn)空間坐標(biāo)，同時(shí)啟動報(bào)警和消防水泵，定點(diǎn)滅??火水槍或水炮可根據(jù)確定的火源位置通過驅(qū)動控制水炮角度的電機(jī)使其調(diào)整至相應(yīng)位??置對起火點(diǎn)進(jìn)行滅火操作。對于具有火災(zāi)探測定點(diǎn)滅火功能的消防水槍或水炮，國內(nèi)有??很多科研院所和研宄人員做了相關(guān)的研宄工作。??由凈瓶公司開發(fā)的一款消防炮利用紅外線探測裝置確定火源點(diǎn)位置并根據(jù)得到的電??信號對水炮的調(diào)節(jié)運(yùn)動進(jìn)行控制，調(diào)整炮口直接朝向起火位置并啟動水泵進(jìn)行火災(zāi)撲救??（張進(jìn)良，２００８）；基于數(shù)字控制的自動定點(diǎn)撲救消防水炮以雙波段攝像機(jī)為為火源圖像??探測采集裝置，根據(jù)探測得到的圖像計(jì)算著火點(diǎn)位置，從而調(diào)整水炮角度至相應(yīng)位置實(shí)??施噴水撲救操作（劉申友

海動力機(jī)械公司生產(chǎn)的ＬＨ４００ＣＵＶ型消防車車載滅火裝置作為主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備，并在此??基礎(chǔ)上配置流量積算儀、壓力傳感器、云臺、升降臺、環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測傳感器及用于數(shù)據(jù)??處理的ＰＣ端等實(shí)驗(yàn)器材構(gòu)建成完整的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。本文中實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖見圖２－１，??圖２－ｌ（ａ）表明了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中水流和信息傳遞的方向，圖２－ｌ（ｂ）為實(shí)驗(yàn)平臺中主要器件的??連接示意圖。圖２－ｌ（ａ）中黑色箭頭指示的是水流通過的方向，水通過汽油泵的工作從水??箱進(jìn)入管路，接入的調(diào)壓閥用來調(diào)整壓力以采集不同壓力下的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；流量傳感器接??入管路中用來實(shí)時(shí)測量管道中的流量數(shù)據(jù)；壓力傳感器安裝在消防水槍進(jìn)水口處以獲取??該位置液體壓力信號。初始狀態(tài)中水槍固接在云臺上與地面保持平行，實(shí)驗(yàn)中調(diào)節(jié)云臺??的俯仰角度和水平角度來進(jìn)行水槍不同姿態(tài)下的射流實(shí)驗(yàn)。云臺底部固定在高度可調(diào)的??升降平臺上，水槍髙度的變化可通過調(diào)節(jié)升降平臺的高度實(shí)現(xiàn)。空心箭頭指示信息傳輸??的方向，ＰＣ端可通過發(fā)送指令接收壓力、流量、風(fēng)速、風(fēng)向和溫度傳感器采集到的實(shí)??時(shí)信號，同時(shí)也可以向云臺發(fā)送指令設(shè)定或調(diào)整云臺角度。升降平臺

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[3]基于計(jì)算機(jī)視覺的消防炮射流軌跡識別[D]. 蘇浩.南京航空航天大學(xué) 2014
[4]基于遺傳算法和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的鐵路客運(yùn)量預(yù)測研究[D]. 謝小山.西南交通大學(xué) 2010
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[6]消防炮射流軌跡的研究[D]. 孫健.上海交通大學(xué) 2008
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本文編號：3416591