趙夢(mèng)慧 ，陳智琴 ，周倩倩 ，饒芬芳

（安徽三聯(lián)學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，安徽 合肥 230601）

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，人們生活觀念的轉(zhuǎn)變，國(guó)民生活水平顯著提高，越來(lái)越多的人不僅能買(mǎi)上車(chē)，并且家庭車(chē)輛擁有量越來(lái)越高，擁有兩三輛汽車(chē)的家庭也日益普遍。城區(qū)街道的機(jī)動(dòng)車(chē)流量迅速增加，但相應(yīng)的停車(chē)設(shè)施和場(chǎng)地配備不足，人、車(chē)、路矛盾日益突出，群眾交通意識(shí)淡薄，給交通安全埋下了隱患，成為引發(fā)交通事故和因機(jī)動(dòng)車(chē)亂停亂放而造成的擁堵等一系列影響道路通暢等交通問(wèn)題的導(dǎo)火索。特別是機(jī)動(dòng)車(chē)亂停亂放問(wèn)題，是妨礙交通秩序和造成交通事故的一大頑癥。因此，杜絕機(jī)動(dòng)車(chē)輛亂停亂放，為經(jīng)濟(jì)的發(fā)展創(chuàng)造出安全、文明、暢通的道路交通環(huán)境是當(dāng)前亟待解決的問(wèn)題。

1 社會(huì)調(diào)查研究

1.1 歷史背景

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，各種新材料、新產(chǎn)品、新技術(shù)的不斷研發(fā)應(yīng)用，以火災(zāi)、爆炸、毒害、垮塌和交通事故等為特征的各種災(zāi)害事故不斷增多，應(yīng)急救援活動(dòng)也越來(lái)越頻繁，范圍越來(lái)越廣，規(guī)模越來(lái)越大，對(duì)社會(huì)發(fā)展的影響越來(lái)越明顯。同時(shí)，各種災(zāi)害事故的處置難度也不斷增大，對(duì)救援應(yīng)急提出了新課題、新要求。

消防車(chē)，又稱救火車(chē)，是專門(mén)用作救火、輔助滅火或消防救援的車(chē)輛，是消防技術(shù)裝備中的主力軍。自1518年世界上第一輛消防車(chē)誕生以來(lái)，消防車(chē)已有500年的歷史。新中國(guó)成立以后，中國(guó)消防隊(duì)伍也經(jīng)歷了6次變革，水龍消防車(chē)是北京現(xiàn)存最古老的消防車(chē)，俗稱水龍。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，我國(guó)消防車(chē)也越來(lái)越專業(yè)化，如今已經(jīng)擁有很多細(xì)分種類，其中，最常見(jiàn)的是城市主戰(zhàn)消防車(chē)，它們是城市消防的主力軍[1-2]。

1.2 現(xiàn)階段社會(huì)調(diào)查

大多數(shù)人對(duì)消防車(chē)的認(rèn)識(shí)還停留在表面，以為消防車(chē)只有一種樣式。其實(shí)不然，事故情況不同，對(duì)應(yīng)需要的消防車(chē)功能也不同，搶救救援派遣的消防車(chē)也就不一樣。常見(jiàn)的是水罐消防車(chē)，也有一些是干粉和泡沫消防車(chē)，此外還有的消防車(chē)具有云梯，有的具有風(fēng)筒。這些消防車(chē)都有各自特有的功能，在救援工作中發(fā)揮著不可替代的作用。

20世紀(jì)80年代，中日關(guān)系開(kāi)始進(jìn)入友好時(shí)期，引入了五十鈴CXZ森田水罐消防車(chē)，接著國(guó)產(chǎn)消防車(chē)也出現(xiàn)過(guò)經(jīng)典代表黃河JN1171震旦泡沫消防車(chē)，隨后國(guó)產(chǎn)的“美式消防車(chē)”出現(xiàn)在人們的視野之中。如今國(guó)內(nèi)看到的主戰(zhàn)消防車(chē)大多是歐式風(fēng)格，但其實(shí)我國(guó)也有部分城市采用了進(jìn)口或仿制的美式消防車(chē)，它們線條剛勁、外觀閃亮，很多設(shè)備都是外露的。比如，泡沫消防車(chē)就采用了中國(guó)重汽HOWO豪沃的消防車(chē)底盤(pán)，但裝配了美式消防車(chē)駕駛室。

近年來(lái)，國(guó)產(chǎn)消防車(chē)品種重新出現(xiàn)在大眾視野，汕德卡C7H、汕德卡C5H兩款消防車(chē)成為消防領(lǐng)域中亮相率最高的國(guó)產(chǎn)卡車(chē)之一。汕德卡C5H是作為彌補(bǔ)汕德卡C7H的車(chē)型而誕生的，與C7H的不同在于它的平臺(tái)會(huì)更小一些，整車(chē)是在MAN TGS平臺(tái)上改造的。汕德卡現(xiàn)在已經(jīng)搭載了濰柴動(dòng)力，不單是使用MAN發(fā)動(dòng)機(jī)，汕德卡的底盤(pán)接近德國(guó)MAN，還配供取水機(jī)器人，而且定價(jià)只是國(guó)產(chǎn)車(chē)的價(jià)格[3-4]。

1.3 研究需求

黨中央、國(guó)務(wù)院十分重視減災(zāi)防災(zāi)和災(zāi)害事故救援應(yīng)急工作，明確提出了要堅(jiān)持經(jīng)濟(jì)建設(shè)與防災(zāi)減災(zāi)一起抓的指導(dǎo)思想，要求各級(jí)政府切實(shí)貫徹“以防為主，防抗救相結(jié)合”的基本方針，加強(qiáng)防災(zāi)救災(zāi)體系建設(shè)，不斷提高抗御各種災(zāi)害事故的能力。社會(huì)和群眾對(duì)建立社會(huì)主義和諧社會(huì)，提高抗御災(zāi)害能力的呼聲也越來(lái)越高。消防部隊(duì)作為一支搶險(xiǎn)救援的專業(yè)隊(duì)伍，具有反應(yīng)迅速、訓(xùn)練有素、戰(zhàn)斗力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，已日益成為搶險(xiǎn)救援的骨干力量和主力軍。

為了使消防工作順利進(jìn)行下去，面對(duì)救援工作中出現(xiàn)的問(wèn)題，通過(guò)改進(jìn)消防車(chē)的設(shè)計(jì)采取最優(yōu)的方式去規(guī)避甚至克服。另外，中國(guó)人口基數(shù)大，城市的建筑、道路規(guī)劃并不像農(nóng)村那樣開(kāi)闊，道路更容易堵塞，這成為救援工作的一大難點(diǎn)。與此同時(shí)，在特殊場(chǎng)所和特殊時(shí)間段車(chē)流量聚集的問(wèn)題避無(wú)可避。例如，大型商場(chǎng)和游樂(lè)園一旦發(fā)生火災(zāi)，龐大的人流量和堵塞的交通必定延誤最佳救援時(shí)間，對(duì)救援工作造成一定影響；每當(dāng)節(jié)假日開(kāi)始和結(jié)束，父母接送孩子的車(chē)輛通常會(huì)占據(jù)整條道路，造成交通癱瘓；一些老城區(qū)、舊小區(qū)道路一般比較狹窄，再加上一些車(chē)輛的占道現(xiàn)象，也成為延誤救援的一個(gè)因素。課題組針對(duì)這些問(wèn)題，尋找解決方法[5-7]。

2 發(fā)展綜述

2.1 可研究方向

隨著城市的發(fā)展，火災(zāi)情況變得越來(lái)越復(fù)雜，道路變得越來(lái)越擁擠，上裝附加的乘員艙已無(wú)法滿足與日俱增的安全需求?，F(xiàn)代社會(huì)的無(wú)障礙消防車(chē)，既要解決道路問(wèn)題，也要解決救援中的問(wèn)題，這才是真正意義上的“無(wú)障礙”。針對(duì)汽車(chē)的機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)，分析能夠優(yōu)化的結(jié)構(gòu)，例如大型的消防車(chē)動(dòng)力和續(xù)航問(wèn)題，以及使用發(fā)動(dòng)機(jī)的消防車(chē)需要考慮到底盤(pán)的承重性能、汽車(chē)行駛中的平穩(wěn)性能。對(duì)于中小型消防車(chē)，因?yàn)轶w積較小，需要更大化有效利用好有限的空間，使設(shè)備齊全，將潛在的價(jià)值挖掘出來(lái)。

在隧道進(jìn)行搶救救援時(shí)，通道不利于消防車(chē)變向，這時(shí)可以借鑒火車(chē)構(gòu)造的原理，對(duì)消防車(chē)的車(chē)身進(jìn)行改造，設(shè)計(jì)專用于這種情況的特殊雙頭消防車(chē)。狹窄的城區(qū)通道對(duì)于消防車(chē)的外形并不友好，考慮到實(shí)際救援中必要的器材設(shè)備工具，若一味地減小消防車(chē)的體積，似乎有“殺敵一千，自損八百”的嫌疑。未來(lái)或許可以采用新的技術(shù)，將汽車(chē)設(shè)計(jì)成可組合、拆卸、變形、集裝式，但又不影響使用性能的變形汽車(chē)?？苹么笃蹲冃谓饎偂防锲?chē)可以從高大的機(jī)器人變成大小正常的汽車(chē)，這在現(xiàn)實(shí)生活看起來(lái)似乎很不可思議，但并不表示這不可能實(shí)現(xiàn)。不過(guò)，即使是微小的改變也可能需要汽車(chē)材料、智能控制等方面的探索，涉及對(duì)汽車(chē)底盤(pán)、軸、軸承等的分析[8-9]。

2.2 改進(jìn)和設(shè)計(jì)新理念

消防車(chē)的技術(shù)發(fā)展已經(jīng)逐漸走向瓶頸，傳統(tǒng)卡車(chē)底盤(pán)+帶有乘員艙的上裝，充斥了近乎整個(gè)城市主戰(zhàn)消防車(chē)市場(chǎng)。就連最負(fù)盛名的AT系列，也已經(jīng)走過(guò)了25個(gè)年頭，當(dāng)前消防車(chē)行業(yè)革新開(kāi)始引起廣大人民和企業(yè)的關(guān)注。

消防車(chē)主要由底盤(pán)和上裝兩部分組成，底盤(pán)和上裝的設(shè)計(jì)廠家一般來(lái)說(shuō)不是同一家。消防車(chē)底盤(pán)設(shè)計(jì)需考慮的因素有很多，目前GB 1589—2016已將整車(chē)外廓尺寸修訂為2 550 mm，而消防車(chē)GB 7956—2014暫未修訂，整車(chē)寬度為2 500 mm。由于上裝結(jié)構(gòu)的構(gòu)造不同于普通的結(jié)構(gòu)，如輪圍一般凸出箱體40 mm～50 mm，箱體寬度尺寸在2 400 mm。因此，為了使上裝的操作變得更加靈活，箱體內(nèi)側(cè)需設(shè)計(jì)踏步結(jié)構(gòu)，所占空間約為65 mm，若車(chē)架寬度為850 mm，那么車(chē)架兩側(cè)的附件寬度需控制在710 mm以內(nèi)才能夠滿足上裝的整體布置。

2.2.1 底盤(pán)

老城區(qū)及狹窄街道適合使用車(chē)輛周身緊湊、底盤(pán)較低、短軸距、高機(jī)動(dòng)的小型消防車(chē)。這種消防車(chē)由于輕型底盤(pán)搭載的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不夠強(qiáng)勁，可以安裝隨車(chē)的附加發(fā)電機(jī)，在需要更多能量的時(shí)候開(kāi)啟。發(fā)電機(jī)在缺少尿素時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)將限制輸出功率以保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)和后處理系統(tǒng)。消防車(chē)底盤(pán)設(shè)計(jì)應(yīng)該盡可能地下移，必須滿足一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：底盤(pán)車(chē)架腹面兩側(cè)部件不得高出車(chē)架上平面，前后橋均可采用傳統(tǒng)的少片簧懸掛。在充分考慮整車(chē)質(zhì)量的前提下，消防車(chē)的底盤(pán)設(shè)計(jì)應(yīng)該輕巧便捷，既能夠滿足消防車(chē)的正常使用，也要確保底盤(pán)設(shè)計(jì)科學(xué)合理。

2.2.2 車(chē)載信息系統(tǒng)

中國(guó)正加快智慧消防體系建設(shè)，其核心要求就是消防裝備的智能化，以及通過(guò)消防網(wǎng)點(diǎn)的全方位覆蓋提升城市消防應(yīng)急能力。

消防車(chē)輛在執(zhí)行任務(wù)時(shí)，車(chē)輛底盤(pán)信息、上裝信息（上裝主要包括動(dòng)力輸出系統(tǒng)、滅火系統(tǒng)、專勤系統(tǒng)和各種電氣設(shè)備等，其中滅火系統(tǒng)指水、泡沫、干粉或二氧化碳等滅火系統(tǒng)；專勤系統(tǒng)指完成某項(xiàng)或多項(xiàng)消防專業(yè)技術(shù)作業(yè)的系統(tǒng)，如舉高系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)、防化系統(tǒng)等）、車(chē)載裝備器材信息等相對(duì)獨(dú)立，且無(wú)法實(shí)時(shí)自動(dòng)采集與傳輸。

本設(shè)計(jì)主要由車(chē)載信息采集與傳輸裝置、現(xiàn)場(chǎng)操作終端和監(jiān)控中心系統(tǒng)組成。車(chē)載信息采集與傳輸裝置通過(guò)有線/無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場(chǎng)操作終端及監(jiān)控中心系統(tǒng)連接；所述的車(chē)載信息采集與傳輸裝置，包括主控單元、CAN總線控制管理模塊、網(wǎng)絡(luò)通信管理模塊、音視頻信息處理模塊；其中，主控單元分別與CAN總線控制管理模塊、網(wǎng)絡(luò)通信管理模塊、音視頻信息處理模塊連接，控制模塊間數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)和交換。主控制器通過(guò)WIFI控制器與現(xiàn)場(chǎng)終端及其他無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接，實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)場(chǎng)操作終端及其他無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換；主控制器通過(guò)3G通信模塊與監(jiān)控中心系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無(wú)線通信功能；主控制器通過(guò)RJ45控制器與車(chē)載其他有線通信系統(tǒng)連接。消防車(chē)全信息動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)消防滅火救援現(xiàn)場(chǎng)以消防車(chē)為核心的全信息實(shí)時(shí)采集與傳輸，建立集消防車(chē)輛全信息采集、傳輸、處理、存儲(chǔ)、定位跟蹤與指揮調(diào)度為一體的綜合監(jiān)控管理系統(tǒng)。

通過(guò)WIFI無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)載信息采集與傳輸裝置的控制管理及相關(guān)信息交互功能，完成如裝置的參數(shù)配置、現(xiàn)場(chǎng)視頻信息采集控制等操作。該終端通過(guò)車(chē)載信息采集與傳輸裝置實(shí)現(xiàn)與監(jiān)控中心系統(tǒng)的信息上傳與指令下達(dá)功能，其中下行信息有警情信息和調(diào)度指令等，上行信息有車(chē)輛狀態(tài)信息等。操作終端實(shí)現(xiàn)的其他主要功能有車(chē)輛狀態(tài)信息管理、導(dǎo)航與定位、火災(zāi)撲救規(guī)程、搶險(xiǎn)救援規(guī)程及?；沸畔⒉樵兊裙δ堋Ｖ骺貑卧?1啟動(dòng)各模塊運(yùn)行，監(jiān)控各模塊工作狀態(tài)，接收請(qǐng)求和下達(dá)控制命令，控制模塊間數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)和交換，是車(chē)載信息采集與傳輸裝置的控制與管理核心。內(nèi)置路由控制功能，實(shí)現(xiàn)有線/無(wú)線數(shù)據(jù)的接收及轉(zhuǎn)發(fā)控制，是整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)的控制與管理中心。所有與監(jiān)控中心系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換都通過(guò)該模塊完成，是整個(gè)系統(tǒng)通信的關(guān)鍵設(shè)備，使用2個(gè)3G通信模塊，實(shí)現(xiàn)互為備份功能。該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)消防滅火救援現(xiàn)場(chǎng)以消防車(chē)為核心的全信息實(shí)時(shí)采集與傳輸，建立集消防車(chē)輛全信息采集、傳輸、處理、存儲(chǔ)、定位跟蹤與指揮調(diào)度為一體的綜合監(jiān)控管理系統(tǒng)[10-12]。

為此，近年來(lái)，中國(guó)國(guó)際海運(yùn)集裝箱（集團(tuán)）股份有限公司積極發(fā)揮集裝箱模塊化建筑和消防裝備產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)設(shè)立了中集安防，重點(diǎn)打造適應(yīng)快速建設(shè)消防網(wǎng)點(diǎn)的模塊化消防站。同時(shí)，中集天達(dá)也重點(diǎn)著眼于全面提升消防車(chē)產(chǎn)品的智能化和數(shù)字化水平，目前其旗下消防車(chē)產(chǎn)品的智能化程度都非常高，自主研發(fā)的智能物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)已成功上線，消防部門(mén)和消防企業(yè)可以利用大數(shù)據(jù)技術(shù)全面分析、整理有價(jià)值的信息，實(shí)現(xiàn)消防車(chē)輛智慧化管理。得益于優(yōu)秀的人體工程學(xué)理念以及先進(jìn)的電子控制技術(shù)和信息技術(shù)的共享，消防員可以使用便攜終端或車(chē)內(nèi)中控以直觀的觸摸方式操控消防車(chē)的功能并且根據(jù)道路信息反饋情況選擇合適的道路，旨在驗(yàn)證未來(lái)環(huán)境下的工況和存在形式。

但有些問(wèn)題根植于消防車(chē)本身，不能忽略，針對(duì)避免不了的地理環(huán)境問(wèn)題還是要進(jìn)行實(shí)際結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。車(chē)輛車(chē)身要緊湊，底盤(pán)要低，要適合老城區(qū)及狹窄街道使用。新的CT系列消防車(chē)自成一派，擁有令人印象深刻的緊湊尺寸和強(qiáng)勁的消防性能，與稍大的AT系列消防車(chē)搭配，是城市消防的理想車(chē)輛。

3 設(shè)計(jì)及研究意義

根據(jù)應(yīng)急管理部消防救援局的初步統(tǒng)計(jì)，2018年全國(guó)共接報(bào)火災(zāi)23.7萬(wàn)起，全國(guó)消防救援隊(duì)伍接警出動(dòng)115.7萬(wàn)起，出動(dòng)消防車(chē)輛219.3萬(wàn)輛次。隨著居民消防意識(shí)提高，消防逐步成為主動(dòng)需求，未來(lái)我國(guó)消防車(chē)應(yīng)在噸位上向兩頭擴(kuò)展，如小噸位在3.5噸以下，大噸位在8噸以上。小噸位消防車(chē)輕便靈活，可滿足農(nóng)村、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、熱鬧的集市等環(huán)境下的滅火需求。大噸位消防車(chē)，應(yīng)主要發(fā)展8噸、10噸、12噸、15噸、20噸、25噸消防車(chē)，以滿足大型火場(chǎng)的救援需求。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，無(wú)障礙消防車(chē)的提出對(duì)于解決目前存在的救援問(wèn)題提供了一種思路，在國(guó)家高度重視消防安全產(chǎn)業(yè)發(fā)展的情況下，可推動(dòng)我國(guó)消防車(chē)行業(yè)不斷發(fā)展進(jìn)步。