一款消防宣傳車的研制

胡 剛 何子燚

HU Gang et al

1.重慶迪馬工業有限責任公司 重慶 404000

2.漢陽專用汽車研究所 湖北武漢 430056

一款消防宣傳車的研制

胡 剛1何子燚2

HU Gang et al

1.重慶迪馬工業有限責任公司 重慶 404000

2.漢陽專用汽車研究所 湖北武漢 430056

消防宣傳車是集無線通信技術、計算機技術、集中控制技術、液壓技術、VR虛擬現實技術于一體，并結合廂體擴展系統、升降系統、供電系統、消防宣傳系統等組成的多功能車。其以教育、宣傳、娛樂、趣味、體驗、流動為任務，有效地宣傳消防知識。以某型消防宣傳車為例，介紹了該消防宣傳車的組成、功能和設計方法。

消防宣傳車 結構設計 研制

1 前言

隨著我國城鎮化工作的推進，城市人口越來越密集，消防工作的潛在壓力也越來越大。為探索消防宣傳新途徑，筆者公司開發了一款消防宣傳車，該車綜合國內外先進技術，并結合我國消防宣傳工作的特點研制而成。該車作為一個移動的宣傳場所，其本身具有極大的靈活性，將自主研發的高科技技術應用于消防宣傳車中，提供了貼近老百姓生活的消防宣傳平臺，提高了消防宣傳服務的質量。讓老百姓在接受消防知識教育的同時，增強了消防知識學習的互動性和娛樂性。當消防宣傳車走進學校、社區、工廠、農村的同時，消防宣傳工作也跨入了全民消防知識學習的新時代。實現了以“一次體驗，一生平安”為理念，集“教育、宣傳、娛樂、趣味、體驗、流動”為一體的體驗式消防宣傳新模式。該車自投入使用以來，得到了社會各界充分肯定和廣泛認可，實現了社會效益和經濟效益的雙豐收。

2 消防宣傳車的功能和組成

消防宣傳車以聲像、展示、各種演練及互動體驗為主，主要功能為：

a.消防宣傳教育功能。包括大屏幕LED多媒體聲像播放系統、消防宣傳活動播放窗及液壓舞臺、消防知識綜合學習系統、119報警體驗系統、掌上消防教育應用系統、常見火災演示及撲救系統、建筑正壓送風系統演示模型等。

b.消防互動體驗功能。具有VR建筑火災虛擬逃生體驗系統、火災逃生體驗室。

c.照明、警示功能。車頂前部設一組長排警燈，配一個100 W報警器，傳輸警笛信號，并可作為廣播單元中的一部分。車身兩側設爆閃燈。車廂外部前方安裝一臺可以升降600 mm左右的LED顯示屏，該屏采用電機驅動升降機構。

d.供配電功能，系統具備市電AC220 V、靜音柴油發電機及UPS三種供電方式。市電提供車載交流系統設備的全部電力供應，油機提供無市電情況下，車載交流系統設備的全部電力供應。UPS電源用于市電、油機轉換過程中，確保車載交流重要及主要系統設備的連續不間斷地電力供應。兩種集中供電方式可相互轉換。

e.集中控制功能。集中控制系統同時具備IPAD無線控制和計算機有線網絡控制兩種工作方式。集中控制系統控制的設備包括視音設備、支撐系統、門梯收放、燈光調節、電源管理等。采用全中文界面，操作簡單、方便、易于掌握。能獨立地與各系統、各種設備通信，進行參數設置，統一管理，集中監控。被監控設備的所有重要參數都顯示在主監控界面，并對全車工作程序誤操作報警。

該消防宣傳車由多個子系統組成。其中119報警體驗系統、建筑火災虛擬逃生體驗系統和火災大屏幕滅火體驗系統是最關鍵的核心系統。

2.1 底盤系統

進入學校、社區、工廠、農村時，現場的地形環境復雜多樣，底盤的選擇十分重要。在滿足承載要求的前提下，應充分考慮底盤的機動性、越野性及可靠性。改制后的整車應能夠在未加修理的道路上、在開闊、起伏和丘陵地形上、以及在泥濘及沙土路面上平穩行駛。車輛應具備較大的動力、較大的爬坡度、較高離地間隙及較大的涉水深度。因此，該消防宣傳車選擇德國進口某二類載貨汽車底盤MAN TGM18.290，其技術參數如下：

車輛外形尺寸（長×寬×高）為9 000 mm×2 500 mm×3 000 mm(不含導流罩高度)；駕駛室為L型長途駕駛室；軸距為4 725 mm；后懸為2 866 mm；發動機功率為213 kW；車輛自重為5 760 kg；前橋載荷為7 100 kg；后橋載荷為11 500 kg；車輛最大總質量為18 000 kg；有效載荷為12 240 kg；車輛最高車速（電子限速器）為110 km/h；最小轉彎半徑為8.8 m；最小離地間隙為241 mm；裝載時大梁高度為957 mm。

2.2 消防知識綜合學習系統

消防知識綜合學習系統通過遠程控制技術控制多媒體人機互動平臺，可在LED大顯示屏幕播放農村、商場、企業、學校、家庭、軌道交通及公眾防火知識。宣傳內容包括文字、圖片、PPT和視頻案例等格式，并允許用戶自行管理和追加內容。

2.3 119報警體驗系統

與傳統教學宣傳模式不同，119模擬報警體驗系統不需要宣傳人員同對象進行教科書式的呆板教學。系統包括119報警學習、座機報警體驗、手機報警體驗以及消防趣味游戲4個部分，宣傳受眾在通過系統學習后可以在臺式機上體驗座機報警，也可通過車載WIFI在自己的手機上安裝119模擬報警體驗系統，模擬真實撥打119報警的流程。同時系統還提供火海逃生體驗游戲、消防員體驗游戲、消防宣傳體驗游戲、消防標識消消樂游戲等，供宣傳受眾自助學習消防安全知識。

2.4 VR建筑火災虛擬逃生體驗系統

VR建筑火災虛擬逃生體驗系統是一款基于微軟及Unity3D技術所開發的體感控制模擬系統，提供不少于三種類型的火場三維場景。該系統可識別用戶各種手勢及動作，并實時反映至電腦中的不同虛擬火場環境中，可實現虛擬人物在虛擬三維場景的各方向正常行走、跑步、低姿勢行走、捂住口鼻、物品拾取、使用滅火設備、呼救、打電話、開門等各種動作，從而達到模擬火場逃生的體驗效果。

2.5 掌上消防教育應用系統

宣傳受眾可通過自己手機或移動智能設備掃描本消防宣傳車身上的車載服務器地址二維碼，下載消防知識類互動游戲：消防隱患查找、趣味消防知識問答、消防員體驗、火海逃生、消防標識消消樂等。

2.6 常見火災演示及撲救系統

常見火災演示系統通過4個操作臺實景演示日常電器絕緣層破壞、電氣線路過載、短路、煙頭引發火災的實際過程。操作臺背后設置不小于21＂的顯示器，演示相關火災案例及現場操作輔助說明。

2.7 火災大屏幕滅火體驗系統

該系統通過無線傳感器與大型舞臺及真彩LED戶外升降顯示屏，模擬日常生活中經常遇到的家具火災、廚房火災、電器火災或油類火災等4類火災，設置對應這幾種火災的滅火器，讓參與人員體驗滅火的緊張過程。

2.8 建筑正壓送風系統演示模型

演示模型集建筑火災煙霧傳播模型和自動報警噴淋系統原理演示系統為一體，能模擬高層建筑著火后，建筑內部煙霧擴散情況及正壓送風系統的工作情況。配備一套屏幕不小于21＂的播放一體機，以聲音視頻動畫同步播放建筑物內火災自動報警與噴淋系統的工作原理。

2.9 火災逃生體驗室系統

火災模擬逃生通道仿造了現實中的建筑通道，利用聲、光、電相配合，打造逃生通道實景模型。通道內設置有紅外感應系統及各種常見消防設施，宣傳受眾可以親身體驗消防設施在火災逃生中的應用。通道內配備的紅外探測器等設備，可對參與者不規范的逃生方式予以提示。同時，設置了結繩逃生體驗，方便消防官兵指導群眾進行專業結繩技巧學習。

2.10 多媒體播放窗及舞臺

多媒體播放窗及舞臺采用P4室外真彩LED 屏，可顯示多媒體視頻、圖像及文字，面積為8.7 m2。 整屏最大亮度不小于6 000 cd/ m2，像素點壽命不小于100 000 h，像素密度為27 700點/m2，最佳視距大于6 m，安裝于車身左側，用于視頻播放，LED屏可以升高1.8 m。配套大型舞臺一個，面積不小于12 m2，附帶上下樓梯 2 套。舞臺為膠木板，舞臺支座穩定可收折。車廂前部為高亮度紅色文字顯示屏，可升降，面積不小于1.4 m2。整屏像素不小于12 000點，亮度不小于3 000 cd/ m2，整體防水。音響系統采用功率為不小于500 W的功放、調音臺、戶外音柱、DVD及無線話筒實現人聲、音頻信號的播放。

2.11 宣傳記錄系統

宣傳記錄系統包括車頂高清紅外云臺攝像機及車載硬盤錄像機。車頂高清紅外云臺攝像機采用陣列式紅外燈、紅外有效距離不小于100 m；室外全天候環境設計，具有防霧、防塵、除霜功能、帶雨刷；攝像機不小于200萬像素，可提供1080P高清畫質；具有不小于20倍光學變倍，能夠讓操作員在車上觀看宣傳車200 m外的現場情況。車載硬盤錄像機可將攝像機采集到的視頻圖像進行儲存，隨時回放。

2.12 安全警示系統

該系統包括駕駛員旁邊的200 W警報器、倒車后視顯示、車頂前部的長排警燈、車廂兩側及后部的頻閃燈。警報器可發出多種警笛音，并可對外喊話。倒車后視顯示保證倒車時的安全，長排警燈和頻閃燈則增加了消防宣傳車的警示效果。

2.13 液壓系統

液壓系統包括側拉箱傳動液壓系統、LED屏升降液壓系統、舞臺伸展液壓系統及箱體尾門上車梯收放液壓系統。整個液壓系統共用一個液壓泵站，可降低成本，安裝、維修、操作方便。

LED顯示屏舉升液壓缸行程為2 000 mm，額定載荷為3 000 kg，上升時間不大于2 min；擴展廂液壓缸行程為1 700 mm，額定載荷為5 000 kg，擴展時間不大于2 min；擴展箱支撐液壓缸額定載荷不小于20 000 kg，單點負載5 000 kg，升降時間不大于2 min；舞臺翻轉液壓缸行程為600 mm，額定載荷為2 000 kg，上升時間不大于2 min；尾部廂門翻轉液壓缸行程為600 mm，額定載荷為2 000 kg，上升時間不大于2 min；穩定支撐腿液壓缸行程 為350 mm，閉合后長度600 mm，延伸后長度898 mm，額定載荷不小于10 000 kg，單點負載3000 kg，升降時間不大于3 min。

液壓系統平衡閥的工作壓力為15 MPa，溫度為-35～+120℃，插孔方式為cavity10-2。溢流閥工作壓力21 MPa，溫度為-35-+120°，插孔方式為cavity10-2。換向閥為油路板式，公稱通徑為6 mm，使用最大流量63 L/min，最高壓力為31.5 MPa，最大容許背壓14 MPa，最高工作頻率300次/min，油溫范圍為0～55℃。液壓專用電機為380 V內軸式，可與相對應的泵直接相配，無需聯軸器，減少安裝控件，電極的配合面加工精度高，與泵相配，運轉平穩，噪音低，發熱量少。高壓齒輪泵排量為每轉150 ml/r，最大工作壓力可達3.0 MPa，可組合成二聯、三聯、四聯泵供選擇。

液壓電路控制系統與整車電氣系統融為一體，操控簡單，控制4條支撐腿的電路既能同步升降，也能單獨操控其中一條支撐腿，在提高工作效率的同時，確保能把整車調平。液壓油箱密封性好，加油口帶過濾網，內部加裝吸油過濾器和回油過濾器，尺寸為800 mm×470 mm×300 mm。液壓油管為鋼絲液壓油管。

3 消防宣傳車的結構設計

該消防宣傳車整車長度為9 350 mm，廂體長度為7 100 mm，側拉廂長度為4 900 mm，擴展寬度為1 700 mm，側拉廂內凈高為2 100 mm。舞臺長度為5 100 mm，寬度為2 450 mm。廂體骨架采用鋼骨架，外蒙皮采用1.2 mm鋼板。為方便介紹，將消防宣傳車按空間位置劃分為車內、車外及車底。

3.1 車內設計

車內從前向后分為駕駛艙、發電機艙、火災模擬逃生通道。側拉廂區從前至后分別為：模擬廚房、模擬客廳、活動內容介紹宣傳室。左側為全彩LED大屏及擴展舞臺。車內結構如圖1所示。

3.1.1 駕駛艙

儀表臺上安裝有倒車監視屏、警報器。可對外警示喊話并保證倒車安全。

圖1 車內結構示意圖

3.1.2 發電機艙

發電機安裝于消防宣傳車廂體前部下方的方艙內。為了方便發電機的檢修，發電機通過拖拉滑架與車地板相連。需要檢修時，可將發電機向前或向后拖出發電機艙長度的一半。發電機工作時會產生較大的振動和噪聲，必須采取減振、隔聲、吸聲和消聲等措施，因此在發電機拖拉滑架與車輛地板之間安裝橡膠減振墊，可有效隔斷發電機工作時產生的振動向底盤傳遞，還可緩沖車輛行駛時對發電機的沖擊。發電機艙墻壁采用高效吸音材料，里層襯以沖孔率很高的鍍鋅鋼板。沖孔鋼板和吸音材料的完美配合就像無數聲音活塞，當噪聲穿過沖孔鋼板小孔沖擊吸聲材料時，就像推動活塞運動一樣，聲波引起吸聲材料孔隙中的空氣和細小纖維振動。由于摩擦和粘滯阻力，把一部分噪聲能量變成聲音活塞的動能消耗掉，從而減少了部分噪聲向外傳播。

發電機艙上方中間位置安裝標準機柜，主要設備都集中安裝在機柜內，便于操作人員集中控制和觀察。機柜的安裝方式使設備的安裝標準化，便于設備的安裝、檢修及更換。為了方便機柜檢修，機柜通過滑軌與車體相連。檢修時，只需通過滑軌將機柜拉出。

發電機艙上方左右兩邊的空間，作為空調室外機的安裝位備用，本樣車未安裝空調。

3.1.3 火災逃生體驗室

火災逃生體驗室在車體的后部，通過車體右側的擴展艙擴大體驗面積。擴展艙采用液壓缸及滑軌實現廂體的擴展。擴展艙的可變狀態設計，適應了消防宣傳、行車等多種用途。

擴展艙內從前向后分別模擬廚房、客廳，在活動起點處張貼有活動內容介紹。擴展艙后部設計有收折滑梯，未使用時，滑梯向上收折起放在擴展艙內，用插銷固定，可保證行車安全。火災逃生體驗開始時，拔開插銷，放下滑梯，使滑梯與地面接觸，體驗人員從滑梯進入車內進行體驗。

擴展艙向右擴展后，主廂體露出的空間設計為模擬逃生通道，在車體左側車壁設計有仿真電梯門、119報警體驗系統、宣傳記錄系統，在地板上安裝有煙霧發生器、安全通道指示牌等。

3.2 車外設計

3.2.1 車外車頭設計

車頭上方安裝長排警燈，警燈上安裝有云臺攝像機，用于車輛警示和監控。廂體與車頭之間的廂體前墻上，安裝有LED單色屏，該LED屏通過滑軌及電動推桿實現升降。廂體前部左右兩側對稱安裝發電機門及空調艙門。

3.2.2 車外左側設計

車體左側后部安裝有下翻門，下翻門通過液壓機構實現翻轉。下翻門翻轉90°后展開形成一個舞臺，舞臺的外側通過3根手動支腿支撐在地面上，牢固可靠。舞臺周圍安裝有護欄，保證體驗人員的安全。舞臺的外側安裝有2部舞臺梯，體驗人員可由此梯登上舞臺，進行VR建筑火災虛擬逃生體驗及火災大屏幕滅火體驗等。如圖2～4所示。

圖2 左側視圖

圖3 LED屏升起狀態視圖

圖4 剖視圖(展開狀態)

下翻門內安裝有可升降的LED全彩屏，升降屏通過左右兩側的液壓油缸實現舉升，通過中間橫向安裝的平衡油缸實現左右兩側油缸的同步，保證左右兩側舉升油缸的同步工作。升降屏左右兩側安裝有V型滑槽作為滑軌，滑槽采用自潤滑的尼龍材料，性能可靠，維護方便。

3.2.3 車外右側設計

車體右側后部安裝有擴展廂體，可向右擴展1 700 mm。擴展廂體的外側通過液壓支腿支撐在地面上，牢固可靠。擴展廂體里面是逃生體驗室，擴展廂體外部設有若干門，前方是輕合金帶鎖卷簾門，門內安裝建筑火災煙霧傳播與自動報警噴淋系統原理演示模型。擴展廂體外部后方安裝5個向下翻轉門，門內止口安裝有密封膠條，可防水、防塵。5個門內從左向右依次安裝自助查詢系統、電氣線路過載燃燒短路實驗臺、煙頭處理不當火災成因實驗臺、電烤爐使用不當引發火災實驗臺、電氣絕緣性能實驗臺。翻轉門向下打開后，體驗人員可使用各類實驗臺進行實際體驗。

擴展廂體上方安裝有兩個上翻窗，供車內逃生體驗室采光。主箱體后上方的左右兩側安裝有頻閃燈，起警示作用，如圖5、6所示。

圖5 右側外觀視圖

圖6 右側內視圖

廂體尾部安裝有下翻門，通過液壓機構實現翻轉，下翻門上設計有上車梯步，可同時作為上車梯使用。如圖7所示。

3.3 車底設計

車底安裝有液壓平衡支撐系統，該支撐系統在車輛靜止時能減輕整車對輪胎的壓力，延長懸架系統使用壽命，保證車輛行駛安全。在工作時既可保持車輛的穩定，又可起輔助支撐的作用。

液壓支撐腿選用美國某自動調平液壓支撐，具有一鍵式自動調平收起功能，并具有手動方式，作為自動控制系統出現故障時的備份，在任意位置均能夠可靠鎖定。設計要求單腿承載能力不小于車輛總質量的1/2，宣傳車前腿支撐力為7.7 t，后腿支撐力為11.3 t，支腿收起后離地高度為400 mm；行程為500 mm，能夠滿足車輛通過性要求。支撐腿采用24 V直流泵驅動，不受市電控制，可自動收放，也可以每一個單獨控制。

圖7 車尾視圖

支撐腿的控制采用面板式操作模式。放下支腿僅需要按兩次“AUTO”鍵即可完成操作，放下支腿的過程不超過2 min，收起支腿也只用按一次“STORE”鍵即可完成操作，收起過程也不超過2 min。液壓支撐系統中設計有自動調平裝置，在特殊情況下也可以分別對支腿進行調整。在調平支腿工作狀態下，連續使用3個月，車身在各方向上都能做到小于10 mm的偏差，即廂體在各方向上的偏差均小于0.5°。

平衡支腿能滿足在四級公路、5%坡度上的調平要求。四支撐腿支撐車輛時，車輛車輪應完全離地，離地高度不小于100 mm。支腿帶互鎖裝置，當液壓支撐沒有收起時，車內的報警裝置將報警提醒駕駛員不要發動汽車，以免造成事故。整車效果如圖8所示。

圖8 整車效果圖

4 結語

該消防宣傳車是一款技術先進、結構復雜、外形美觀、操作方便、性能可靠的移動宣傳平臺。該車具備可擴充性及可升級功能，允許連接更多的二級平臺。所有設備均能夠經受復雜地形的考驗，可廣泛應用于學校、社區、工廠、農村等公共消防知識宣傳領域。該車的研制成功，為今后同類型車的研制和生產積累了一定的經驗。

Development of A Fire Propaganda Vehicle

The fire propaganda vehicle is a multi-functional vehicle consisting of wireless communication technology, computer technology, centralized control technology, hydraulic technology and VR virtual reality technology. It is combined with the expansion system of the box, lifting system, power supply system, fire promotion system and so on. With the task of education, publicity, entertainment, taste, experience and flow, the aim is to effectively publicize the knowledge of fire protection. The composition, function and design method of the fire prevention and propaganda vehicle was introduced in this paper, taking DMT5180XXC fire propaganda vehicle as an example.

the fire propaganda vehicle; structure design; development

U469.6+8.02

A

1004-0226(2017)12-0095-05

胡剛，男，1971年生，高級工程師，主要從事防彈車、系統集成車方面的改裝設計工作。

2017-10-23