一种公交车起火逃生通道开辟与扩充装置

摘要

一种公交车起火逃生通道开辟与扩充装置，该系统根据功能可划分为起火与起爆监控系统，防盗损监控系统及供电系统；根据其空间布置，又可分为盒外系统与盒内系统。公交车运营时，整个系统通电工作；当公交车停运时，起火与起爆监控系统断电，防盗损监测系统导通持续监测。这种装置使得公交车起火时，烟火复合传感器能瞬间检测并向中央处理器发送起火信号，从而控制起爆雷管引爆线型聚能装药，形成高能量密度的聚能射流，对公交车门、窗边框进行切割，实现驾乘人员逃生通道的开辟与扩充。该装置可在公交车起火状况下微秒量级内形成无障碍逃生通道，解决公交车起火逃生与救援困局；且能实现线型聚能射流切割器的科学管理。

说明书

技术领域

本发明涉一种公交车起火状态下驾乘人员逃生通道开辟与扩充装置，属于公交车被动安全领域。

背景技术

 我国正处于社会经济飞速发展，人民生活水平日益提高阶段。城市人口剧增及私家车在寻常百姓家的迅速推广，随之而来的市内人员流动速度快、强度大，导致城市交通拥堵现象普遍，使得公共交通得到政府部门的广泛重视。以南昌地区为例，在公交车运行速度上，不仅设有常规公交，且根据流动人口集散情况还设置了南昌火车站到高铁西客站的快速公交，市区到辖县直达公交；在动力品种上有燃油公交车、电动公交车及燃气公交车等。发达的公共交通系统为市民提供了节能、环保、方便、快捷的出行方式，但近期我国数个主要城市连续发生了多起恶性公交车起火案，造成重大人员伤亡和财产损失，使得公共交通虽然拥有众多优点，却难以保障驾乘人员安全，引起市民乘车忧虑，甚至一度出现恐慌。

而公交车起火具有以下特点：（1）乘员多，流动频繁，彼此不熟悉，且年龄层次、身体素质各异，难以组织有序的逃生秩序；（2）起火后火势发展迅速，在秩序混乱且浓烟环境下，既使身体健壮的乘员也难以形成并实施消防意识；（3）车门、窗难以顺利打开，既使打开，在秩序混乱，烟、火交加的环境下老、弱、病、残、孕，小孩等体能弱势人群容易被困；（4）由于空间相对封闭，车外群众难以迅速实施针对乘员的直接营救。

鉴于此，本发明旨在基于线型聚能射流独特的切割能力，对公交车起火后逃生通道开辟与扩充开展设计，以解决公交车起火时逃生通道难以打开，或过于陕窄，且难以被车外群众施救等问题，从而实现公交车起火被动安全。

   发明内容

 本发明的目的是针对现有技术不足提供一种公交车起火逃生通道开辟与扩充装置。

本发明是基于线型聚能射流超强的切割能力，设计一种公交车起火状态下可对门、窗边框实施切割的逃生通道开辟与扩充装置。

所述装置由线型聚能射流切割器，起火与起爆监控系统，防盗损监控系统及供电系统组成；

所述线型聚能射流切割器结构包括装药外壳、炸药、金属药型罩；

所述防盗损监控系统由盗损触动传感器、盗损记录仪、盗损蜂鸣器、盗损无线信号发射器、中央处理器和防盗损监控系统常开继电器组成；盗损触动传感器嵌入线型聚能射流切割器安装螺栓位置，由信号线连接ECU和盗损记录仪；聚能装药在受到非授权盗损触动时，盗损触动传感器向中央处理器和盗损记录仪发送信号，防盗损监控系统常开继电器导通从而触发盗损蜂鸣器，并由盗损无线信号发射器向驾驶员、公交调度室及公安机关发送被盗损信号；

所述起火与起爆监控系统由起爆雷管、火情火警蜂鸣器、烟火复合传感器及中央处理器即ECU及起火与起爆监控系统常开继电器组合形成；由烟火复合传感器采集并向ECU发送火情火警信号，ECU检测并判断起火信号，控制起火与起爆监控系统常开继电器导通，从而触发起爆雷管引爆聚能装药，并启动火情火警蜂鸣器；

所述供电系统由车载电源、备用电源与常闭开关组成；车载电源与备用电源组成两套供电系统，以提高供电可靠性；而常闭开关仅可由检修人员断开，从而区别授权与非授权触动；

上述所述防盗损监控系统和起火与起爆监控系统，即线型聚能射流切割器监控系统按空间布置划分，划分由盒外系统与盒内系统组成：

盒外系统由盗损触动传感器、盗损蜂鸣器、烟火复合传感器、火情火警蜂鸣器、起爆雷管和起火与起爆监控系统控制开关组成；

盒内系统由盗损记录仪、盗损无线信号发射器、中央处理器、防盗损监控系统常开继电器、起火与起爆监控系统常开继电器、备用电源和常闭开关组成。

所述起爆雷管插入线型聚能射流切割器上顶段中部，用于起爆聚能装药；

所述防盗损监控系统中，盗损触动传感器通过信号线与ECU和盗损记录仪连接；而ECU与防盗损监控系统常开继电器以信号线连接；盗损蜂鸣器和盗损无线信号发射器，并联并与防盗损监控系统常开继电器以电源线连接，与供电系统C形成回路。

所述起火与起爆监控系统中，烟火复合传感器通过信号线与ECU连接；而ECU与起火与起爆监控系统常开继电器以信号线连接；火情火警蜂鸣器和起爆雷管并联后与起火与起爆监控系统常开继电器以电源线连接，并与供电系统C形成回路。

使用时，将线型聚能射流切割器沿公交车纵向左右两侧门、窗边框布置，并安装起爆雷管，其与烟火复合传感器及中央处理器（ECU）和常开继电器组合形成起火与起爆监控系统。由烟火复合传感器采集火情火警信号，ECU处理并判断起火信号，控制常开继电器工作从而触发起爆雷管引爆聚能装药，使线型聚能射流切割器在公交车起火状态下发生动作，并导通火情火警蜂鸣报警器，实现逃生通道的开辟与扩充。

与此同时盗损触动传感器嵌入聚能射流切割器安装螺栓位置，与ECU、盗损蜂鸣器、盗损记录仪、无线信号发射器及常开继电器一起组成防盗损监控系统。使聚能装药在受到非授权盗损触动时，盗损触动信号传感器向ECU发送信号，从而控制常开继电器导通，启动盗损蜂鸣器，同时由盗损无线信号发射器向驾驶员、公交调度室及公安机关发送盗损触动信号，并由盗损记录仪记录被盗损切割器编号。

线型聚能射流切割器沿公交车纵向门、窗边框从底板到顶框四周布置（图1、2－线型聚能射流切割器沿公交车左、右侧安装于方法与位置），此装置与公交车起火逃生通道线型聚能射流开辟与扩充监控系统相结合，一方面探测火情火警信号并控制线型聚能装药起爆；另一方面又监控非授权状态下线型聚能切割器受到的盗损触动信号，触发蜂鸣器，记录被盗损触动切割器编号以便于检查与维修，并向驾驶员、公交调度室及公安机关发送无线信号，从而实现防盗损监控。

本方案的技术优点在于：

1. 能够不依赖于驾乘人员的意识，系统在微秒量级内完成公交车起火状态下逃生通道的开辟与扩充。

2. 能实现不留根底的门、窗边框切割，使逃生通道得到最大限制的扩充，利于老、弱、病、残、孕、小孩等体能弱势人群逃生，也便于车外人员对驾乘人员实施救援。

3. 能实现含能材料的监控管理，以确保聚能装药安全使用。

附图说明

图1为线型聚能射流切割器沿公交车左侧安装方法与位置；

图中以“1”标记的虚线框为线型聚能射流切割器沿公交车纵向左侧安装方法与位置示意图。根据公交车结构，每一个拟切割通道高度均是从公交车底板致玻璃窗顶框，切割宽度为对应的窗户玻璃宽度；

图2为线型聚能射流切割器沿公交车右侧安装方法与位置；

图中以“2”标记的虚线框为线型聚能射流切割器沿公交车右侧安装方法与位置示意图。与左侧安装稍有不同的是，公交车右侧分布有两个车门，因而切割区域分为车门区域与车窗区域；

图3线型聚能射流切割器；

图中：1.切割器侧向圆弧拐角段 2.切割器直线段；

图4线型聚能射流切割器结构；

图中：1.切割器装药保护壳 2.切割器聚能装药 3.切割器药型罩；

图5公交车起火逃生通道开辟与扩充监控系统电路图；

图中：A－防盗损监控系统，B－起火与起爆监控系统，C－供电系统，1-烟火复合传感器,2-中央处理器（ECU）, 3-降压电阻,4-起火与起爆监控系统常开继电器,5-起爆雷管,6-火情火警蜂鸣器,7-车载电源,8-备用电源,9-盗损触动传感器,10-防盗损监控系统常开继电器,11-盗损蜂鸣器,12-盗损无线信号发射器,13-盗损记录仪, 14-常闭开关，15-起火与起爆监控系统电源开关；

图6公交车起火逃生通道开辟与扩充监控系统盒内、外分装电路图；

图中：A－盒内系统  B－盒外系统 其它零部件与图5相同；

图7聚能射流切割器侧向圆弧拐角区域切割效果；

图8线型聚能射流对门、窗边框切割效果。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步详细描述。

所述装置由线型聚能射流切割器，起火与起爆监控系统，防盗损监控系统及供电系统组成；

图1、2是线型聚能射流切割器沿公交车纵向左、右两侧安装示意图。起火状态下切割器形成射流，围绕公交车左右两侧门、窗边框实施切割，形成驾乘人员逃生通道，同时也为车外人员实施救援提供窗口。切割区域沿公交车纵向布置，除保留立柱用以支撑车顶盖外，切割高度沿底板至门、窗上边框，切割宽度等于各门、窗纵向尺寸。形成的逃生通道沿纵向与车内乘员分布相对应，任一位置的乘员均能在邻近区域获得逃生空间，以避免拥挤而降低逃生效率。

图3是线型聚能射流切割器，由爆轰波理论可知，当爆轰波经小于等于90度的尖角绕射时，将减弱爆轰波稳定性，降低射流切割能力。因而为了保证聚能装药能形成稳定爆轰，以使射流具有可靠的切割效果，将线型聚能射流切割器设计为圆弧拐角连接，用螺栓沿门、窗边框四周安装。

图4清晰展示其结构由外壳、炸药、金属药型罩组成，并以侧向圆弧拐角连接形成环形切割器。其中外壳一方面可保护聚能切割器免受非授权盗损，隔绝公交车运营期间环境温、湿度的影响；另一方面还可吸收部分炸药爆轰产物能量，降低爆轰产物对车内乘员的负面效应。炸药是聚能切割器的动力源，在起爆雷管的激发作用下，聚能装药形成稳定的爆轰，爆轰压力对药型罩做功，使其形成高能量密度的聚能射流以切割公交车门窗边框，从而实现逃生通道的开辟与扩充。需要说明的是，经过申请人的精心设计，以黑索金为主体的混合炸药，其装药线密度约为15~20g/m。在此线密度范围的聚能装药，其爆轰产物较少，且沿门、窗边框生成与膨胀，在人体靠近门、窗约5.0cm的范围，其压力约为2.5倍大气压，对人体不至于导致严重伤害。而药型罩的作用是聚集炸药爆轰能量，形成高能量密度聚能射流，执行公交车门、窗边框的切割，实现逃生通道的开辟与扩充。

图5、图6分别为公交车起火逃生通道线型聚能射流开辟与扩充监控系统电路图及分装图。按功能划分，由图5所示的防盗损监控系统、起火与起爆监控系统及供电系统组成。

（1）防盗损监控系统由盗损触动传感器、盗损记录仪、盗损蜂鸣器、盗损无线信号发射器、中央处理器和防盗损监控系统常开继电器组成。盗损触动传感器嵌入聚能射流切割器安装螺栓位置，由信号线连接ECU和盗损记录仪。聚能装药在受到非授权盗损触动时，盗损触动传感器向中央处理器和盗损记录仪发送信号，防盗损监控系统常开继电器导通从而触发盗损蜂鸣器，并由盗损无线信号发射器向驾驶员、公交调度室及公安机关发送被盗损信号。起火与起爆监控系统由起爆雷管、火情火警蜂鸣器、烟火复合传感器及中央处理器（ECU）及起火与起爆监控系统常开继电器组合形成。由烟火复合传感器采集并向ECU发送火情火警信号，ECU检测并判断起火信号，控制起火与起爆监控系统常开继电器导通，从而触发起爆雷管引爆聚能装药，并启动火情火警蜂鸣器。

（2）供电系统由车载电源、备用电源与常闭开关组成。车载电源与备用电源组成两套供电系统，以提高供电可靠性；而常闭开关仅可由检修人员断开，从而区别授权与非授权触动。

线型聚能切割器监控系统按空间布置划分，由图6所示的盒外系统与盒内系统组成。

（1）盒外系统由盗损触动传感器、盗损蜂鸣器、烟火复合传感器、火情火警蜂鸣器、起爆雷管和起火与起爆监控系统控制开关组成；

（2）盒内系统由盗损记录仪、盗损无线信号发射器、中央处理器、防盗损监控系统常开继电器、起火与起爆监控系统常开继电器、备用电源和常闭开关组成。

图7为聚能射流切割器侧向圆弧拐角区域切割效果，表明圆弧拐角设计可维持聚能装药爆轰稳定性，保障射流侵彻效果。图8为线型聚能射流对门、窗边框切割效果，表明聚能射流切割器在被引爆后，能在微秒量级内完成公交车起火逃生通道无障碍开辟与扩充。

公交车停止运营时，防盗损监控系统依然导通，监控可能发生的聚能射流切割器被盗损触动信号；而起火与起爆监控系统电源由开关控制。图5、6中所示起火与起爆监控系统电源开关由驾驶员点火钥匙控制其开闭，公交车点火则合上开关，熄火即断开。