一款消防宣传车的研制

胡 刚 何子燚

HU Gang et al

1.重庆迪马工业有限责任公司 重庆 404000

2.汉阳专用汽车研究所 湖北武汉 430056

一款消防宣传车的研制

胡 刚1何子燚2

HU Gang et al

1.重庆迪马工业有限责任公司 重庆 404000

2.汉阳专用汽车研究所 湖北武汉 430056

消防宣传车是集无线通信技术、计算机技术、集中控制技术、液压技术、VR虚拟现实技术于一体，并结合厢体扩展系统、升降系统、供电系统、消防宣传系统等组成的多功能车。其以教育、宣传、娱乐、趣味、体验、流动为任务，有效地宣传消防知识。以某型消防宣传车为例，介绍了该消防宣传车的组成、功能和设计方法。

消防宣传车 结构设计 研制

1 前言

随着我国城镇化工作的推进，城市人口越来越密集，消防工作的潜在压力也越来越大。为探索消防宣传新途径，笔者公司开发了一款消防宣传车，该车综合国内外先进技术，并结合我国消防宣传工作的特点研制而成。该车作为一个移动的宣传场所，其本身具有极大的灵活性，将自主研发的高科技技术应用于消防宣传车中，提供了贴近老百姓生活的消防宣传平台，提高了消防宣传服务的质量。让老百姓在接受消防知识教育的同时，增强了消防知识学习的互动性和娱乐性。当消防宣传车走进学校、社区、工厂、农村的同时，消防宣传工作也跨入了全民消防知识学习的新时代。实现了以“一次体验，一生平安”为理念，集“教育、宣传、娱乐、趣味、体验、流动”为一体的体验式消防宣传新模式。该车自投入使用以来，得到了社会各界充分肯定和广泛认可，实现了社会效益和经济效益的双丰收。

2 消防宣传车的功能和组成

消防宣传车以声像、展示、各种演练及互动体验为主，主要功能为：

a.消防宣传教育功能。包括大屏幕LED多媒体声像播放系统、消防宣传活动播放窗及液压舞台、消防知识综合学习系统、119报警体验系统、掌上消防教育应用系统、常见火灾演示及扑救系统、建筑正压送风系统演示模型等。

b.消防互动体验功能。具有VR建筑火灾虚拟逃生体验系统、火灾逃生体验室。

c.照明、警示功能。车顶前部设一组长排警灯，配一个100 W报警器，传输警笛信号，并可作为广播单元中的一部分。车身两侧设爆闪灯。车厢外部前方安装一台可以升降600 mm左右的LED显示屏，该屏采用电机驱动升降机构。

d.供配电功能，系统具备市电AC220 V、静音柴油发电机及UPS三种供电方式。市电提供车载交流系统设备的全部电力供应，油机提供无市电情况下，车载交流系统设备的全部电力供应。UPS电源用于市电、油机转换过程中，确保车载交流重要及主要系统设备的连续不间断地电力供应。两种集中供电方式可相互转换。

e.集中控制功能。集中控制系统同时具备IPAD无线控制和计算机有线网络控制两种工作方式。集中控制系统控制的设备包括视音设备、支撑系统、门梯收放、灯光调节、电源管理等。采用全中文界面，操作简单、方便、易于掌握。能独立地与各系统、各种设备通信，进行参数设置，统一管理，集中监控。被监控设备的所有重要参数都显示在主监控界面，并对全车工作程序误操作报警。

该消防宣传车由多个子系统组成。其中119报警体验系统、建筑火灾虚拟逃生体验系统和火灾大屏幕灭火体验系统是最关键的核心系统。

2.1 底盘系统

进入学校、社区、工厂、农村时，现场的地形环境复杂多样，底盘的选择十分重要。在满足承载要求的前提下，应充分考虑底盘的机动性、越野性及可靠性。改制后的整车应能够在未加修理的道路上、在开阔、起伏和丘陵地形上、以及在泥泞及沙土路面上平稳行驶。车辆应具备较大的动力、较大的爬坡度、较高离地间隙及较大的涉水深度。因此，该消防宣传车选择德国进口某二类载货汽车底盘MAN TGM18.290，其技术参数如下：

车辆外形尺寸（长×宽×高）为9 000 mm×2 500 mm×3 000 mm(不含导流罩高度)；驾驶室为L型长途驾驶室；轴距为4 725 mm；后悬为2 866 mm；发动机功率为213 kW；车辆自重为5 760 kg；前桥载荷为7 100 kg；后桥载荷为11 500 kg；车辆最大总质量为18 000 kg；有效载荷为12 240 kg；车辆最高车速（电子限速器）为110 km/h；最小转弯半径为8.8 m；最小离地间隙为241 mm；装载时大梁高度为957 mm。

2.2 消防知识综合学习系统

消防知识综合学习系统通过远程控制技术控制多媒体人机互动平台，可在LED大显示屏幕播放农村、商场、企业、学校、家庭、轨道交通及公众防火知识。宣传内容包括文字、图片、PPT和视频案例等格式，并允许用户自行管理和追加内容。

2.3 119报警体验系统

与传统教学宣传模式不同，119模拟报警体验系统不需要宣传人员同对象进行教科书式的呆板教学。系统包括119报警学习、座机报警体验、手机报警体验以及消防趣味游戏4个部分，宣传受众在通过系统学习后可以在台式机上体验座机报警，也可通过车载WIFI在自己的手机上安装119模拟报警体验系统，模拟真实拨打119报警的流程。同时系统还提供火海逃生体验游戏、消防员体验游戏、消防宣传体验游戏、消防标识消消乐游戏等，供宣传受众自助学习消防安全知识。

2.4 VR建筑火灾虚拟逃生体验系统

VR建筑火灾虚拟逃生体验系统是一款基于微软及Unity3D技术所开发的体感控制模拟系统，提供不少于三种类型的火场三维场景。该系统可识别用户各种手势及动作，并实时反映至电脑中的不同虚拟火场环境中，可实现虚拟人物在虚拟三维场景的各方向正常行走、跑步、低姿势行走、捂住口鼻、物品拾取、使用灭火设备、呼救、打电话、开门等各种动作，从而达到模拟火场逃生的体验效果。

2.5 掌上消防教育应用系统

宣传受众可通过自己手机或移动智能设备扫描本消防宣传车身上的车载服务器地址二维码，下载消防知识类互动游戏：消防隐患查找、趣味消防知识问答、消防员体验、火海逃生、消防标识消消乐等。

2.6 常见火灾演示及扑救系统

常见火灾演示系统通过4个操作台实景演示日常电器绝缘层破坏、电气线路过载、短路、烟头引发火灾的实际过程。操作台背后设置不小于21＂的显示器，演示相关火灾案例及现场操作辅助说明。

2.7 火灾大屏幕灭火体验系统

该系统通过无线传感器与大型舞台及真彩LED户外升降显示屏，模拟日常生活中经常遇到的家具火灾、厨房火灾、电器火灾或油类火灾等4类火灾，设置对应这几种火灾的灭火器，让参与人员体验灭火的紧张过程。

2.8 建筑正压送风系统演示模型

演示模型集建筑火灾烟雾传播模型和自动报警喷淋系统原理演示系统为一体，能模拟高层建筑着火后，建筑内部烟雾扩散情况及正压送风系统的工作情况。配备一套屏幕不小于21＂的播放一体机，以声音视频动画同步播放建筑物内火灾自动报警与喷淋系统的工作原理。

2.9 火灾逃生体验室系统

火灾模拟逃生通道仿造了现实中的建筑通道，利用声、光、电相配合，打造逃生通道实景模型。通道内设置有红外感应系统及各种常见消防设施，宣传受众可以亲身体验消防设施在火灾逃生中的应用。通道内配备的红外探测器等设备，可对参与者不规范的逃生方式予以提示。同时，设置了结绳逃生体验，方便消防官兵指导群众进行专业结绳技巧学习。

2.10 多媒体播放窗及舞台

多媒体播放窗及舞台采用P4室外真彩LED 屏，可显示多媒体视频、图像及文字，面积为8.7 m2。 整屏最大亮度不小于6 000 cd/ m2，像素点寿命不小于100 000 h，像素密度为27 700点/m2，最佳视距大于6 m，安装于车身左侧，用于视频播放，LED屏可以升高1.8 m。配套大型舞台一个，面积不小于12 m2，附带上下楼梯 2 套。舞台为胶木板，舞台支座稳定可收折。车厢前部为高亮度红色文字显示屏，可升降，面积不小于1.4 m2。整屏像素不小于12 000点，亮度不小于3 000 cd/ m2，整体防水。音响系统采用功率为不小于500 W的功放、调音台、户外音柱、DVD及无线话筒实现人声、音频信号的播放。

2.11 宣传记录系统

宣传记录系统包括车顶高清红外云台摄像机及车载硬盘录像机。车顶高清红外云台摄像机采用阵列式红外灯、红外有效距离不小于100 m；室外全天候环境设计，具有防雾、防尘、除霜功能、带雨刷；摄像机不小于200万像素，可提供1080P高清画质；具有不小于20倍光学变倍，能够让操作员在车上观看宣传车200 m外的现场情况。车载硬盘录像机可将摄像机采集到的视频图像进行储存，随时回放。

2.12 安全警示系统

该系统包括驾驶员旁边的200 W警报器、倒车后视显示、车顶前部的长排警灯、车厢两侧及后部的频闪灯。警报器可发出多种警笛音，并可对外喊话。倒车后视显示保证倒车时的安全，长排警灯和频闪灯则增加了消防宣传车的警示效果。

2.13 液压系统

液压系统包括侧拉箱传动液压系统、LED屏升降液压系统、舞台伸展液压系统及箱体尾门上车梯收放液压系统。整个液压系统共用一个液压泵站，可降低成本，安装、维修、操作方便。

LED显示屏举升液压缸行程为2 000 mm，额定载荷为3 000 kg，上升时间不大于2 min；扩展厢液压缸行程为1 700 mm，额定载荷为5 000 kg，扩展时间不大于2 min；扩展箱支撑液压缸额定载荷不小于20 000 kg，单点负载5 000 kg，升降时间不大于2 min；舞台翻转液压缸行程为600 mm，额定载荷为2 000 kg，上升时间不大于2 min；尾部厢门翻转液压缸行程为600 mm，额定载荷为2 000 kg，上升时间不大于2 min；稳定支撑腿液压缸行程 为350 mm，闭合后长度600 mm，延伸后长度898 mm，额定载荷不小于10 000 kg，单点负载3000 kg，升降时间不大于3 min。

液压系统平衡阀的工作压力为15 MPa，温度为-35～+120℃，插孔方式为cavity10-2。溢流阀工作压力21 MPa，温度为-35-+120°，插孔方式为cavity10-2。换向阀为油路板式，公称通径为6 mm，使用最大流量63 L/min，最高压力为31.5 MPa，最大容许背压14 MPa，最高工作频率300次/min，油温范围为0～55℃。液压专用电机为380 V内轴式，可与相对应的泵直接相配，无需联轴器，减少安装控件，电极的配合面加工精度高，与泵相配，运转平稳，噪音低，发热量少。高压齿轮泵排量为每转150 ml/r，最大工作压力可达3.0 MPa，可组合成二联、三联、四联泵供选择。

液压电路控制系统与整车电气系统融为一体，操控简单，控制4条支撑腿的电路既能同步升降，也能单独操控其中一条支撑腿，在提高工作效率的同时，确保能把整车调平。液压油箱密封性好，加油口带过滤网，内部加装吸油过滤器和回油过滤器，尺寸为800 mm×470 mm×300 mm。液压油管为钢丝液压油管。

3 消防宣传车的结构设计

该消防宣传车整车长度为9 350 mm，厢体长度为7 100 mm，侧拉厢长度为4 900 mm，扩展宽度为1 700 mm，侧拉厢内净高为2 100 mm。舞台长度为5 100 mm，宽度为2 450 mm。厢体骨架采用钢骨架，外蒙皮采用1.2 mm钢板。为方便介绍，将消防宣传车按空间位置划分为车内、车外及车底。

3.1 车内设计

车内从前向后分为驾驶舱、发电机舱、火灾模拟逃生通道。侧拉厢区从前至后分别为：模拟厨房、模拟客厅、活动内容介绍宣传室。左侧为全彩LED大屏及扩展舞台。车内结构如图1所示。

3.1.1 驾驶舱

仪表台上安装有倒车监视屏、警报器。可对外警示喊话并保证倒车安全。

图1 车内结构示意图

3.1.2 发电机舱

发电机安装于消防宣传车厢体前部下方的方舱内。为了方便发电机的检修，发电机通过拖拉滑架与车地板相连。需要检修时，可将发电机向前或向后拖出发电机舱长度的一半。发电机工作时会产生较大的振动和噪声，必须采取减振、隔声、吸声和消声等措施，因此在发电机拖拉滑架与车辆地板之间安装橡胶减振垫，可有效隔断发电机工作时产生的振动向底盘传递，还可缓冲车辆行驶时对发电机的冲击。发电机舱墙壁采用高效吸音材料，里层衬以冲孔率很高的镀锌钢板。冲孔钢板和吸音材料的完美配合就像无数声音活塞，当噪声穿过冲孔钢板小孔冲击吸声材料时，就像推动活塞运动一样，声波引起吸声材料孔隙中的空气和细小纤维振动。由于摩擦和粘滞阻力，把一部分噪声能量变成声音活塞的动能消耗掉，从而减少了部分噪声向外传播。

发电机舱上方中间位置安装标准机柜，主要设备都集中安装在机柜内，便于操作人员集中控制和观察。机柜的安装方式使设备的安装标准化，便于设备的安装、检修及更换。为了方便机柜检修，机柜通过滑轨与车体相连。检修时，只需通过滑轨将机柜拉出。

发电机舱上方左右两边的空间，作为空调室外机的安装位备用，本样车未安装空调。

3.1.3 火灾逃生体验室

火灾逃生体验室在车体的后部，通过车体右侧的扩展舱扩大体验面积。扩展舱采用液压缸及滑轨实现厢体的扩展。扩展舱的可变状态设计，适应了消防宣传、行车等多种用途。

扩展舱内从前向后分别模拟厨房、客厅，在活动起点处张贴有活动内容介绍。扩展舱后部设计有收折滑梯，未使用时，滑梯向上收折起放在扩展舱内，用插销固定，可保证行车安全。火灾逃生体验开始时，拔开插销，放下滑梯，使滑梯与地面接触，体验人员从滑梯进入车内进行体验。

扩展舱向右扩展后，主厢体露出的空间设计为模拟逃生通道，在车体左侧车壁设计有仿真电梯门、119报警体验系统、宣传记录系统，在地板上安装有烟雾发生器、安全通道指示牌等。

3.2 车外设计

3.2.1 车外车头设计

车头上方安装长排警灯，警灯上安装有云台摄像机，用于车辆警示和监控。厢体与车头之间的厢体前墙上，安装有LED单色屏，该LED屏通过滑轨及电动推杆实现升降。厢体前部左右两侧对称安装发电机门及空调舱门。

3.2.2 车外左侧设计

车体左侧后部安装有下翻门，下翻门通过液压机构实现翻转。下翻门翻转90°后展开形成一个舞台，舞台的外侧通过3根手动支腿支撑在地面上，牢固可靠。舞台周围安装有护栏，保证体验人员的安全。舞台的外侧安装有2部舞台梯，体验人员可由此梯登上舞台，进行VR建筑火灾虚拟逃生体验及火灾大屏幕灭火体验等。如图2～4所示。

图2 左侧视图

图3 LED屏升起状态视图

图4 剖视图(展开状态)

下翻门内安装有可升降的LED全彩屏，升降屏通过左右两侧的液压油缸实现举升，通过中间横向安装的平衡油缸实现左右两侧油缸的同步，保证左右两侧举升油缸的同步工作。升降屏左右两侧安装有V型滑槽作为滑轨，滑槽采用自润滑的尼龙材料，性能可靠，维护方便。

3.2.3 车外右侧设计

车体右侧后部安装有扩展厢体，可向右扩展1 700 mm。扩展厢体的外侧通过液压支腿支撑在地面上，牢固可靠。扩展厢体里面是逃生体验室，扩展厢体外部设有若干门，前方是轻合金带锁卷帘门，门内安装建筑火灾烟雾传播与自动报警喷淋系统原理演示模型。扩展厢体外部后方安装5个向下翻转门，门内止口安装有密封胶条，可防水、防尘。5个门内从左向右依次安装自助查询系统、电气线路过载燃烧短路实验台、烟头处理不当火灾成因实验台、电烤炉使用不当引发火灾实验台、电气绝缘性能实验台。翻转门向下打开后，体验人员可使用各类实验台进行实际体验。

扩展厢体上方安装有两个上翻窗，供车内逃生体验室采光。主箱体后上方的左右两侧安装有频闪灯，起警示作用，如图5、6所示。

图5 右侧外观视图

图6 右侧内视图

厢体尾部安装有下翻门，通过液压机构实现翻转，下翻门上设计有上车梯步，可同时作为上车梯使用。如图7所示。

3.3 车底设计

车底安装有液压平衡支撑系统，该支撑系统在车辆静止时能减轻整车对轮胎的压力，延长悬架系统使用寿命，保证车辆行驶安全。在工作时既可保持车辆的稳定，又可起辅助支撑的作用。

液压支撑腿选用美国某自动调平液压支撑，具有一键式自动调平收起功能，并具有手动方式，作为自动控制系统出现故障时的备份，在任意位置均能够可靠锁定。设计要求单腿承载能力不小于车辆总质量的1/2，宣传车前腿支撑力为7.7 t，后腿支撑力为11.3 t，支腿收起后离地高度为400 mm；行程为500 mm，能够满足车辆通过性要求。支撑腿采用24 V直流泵驱动，不受市电控制，可自动收放，也可以每一个单独控制。

图7 车尾视图

支撑腿的控制采用面板式操作模式。放下支腿仅需要按两次“AUTO”键即可完成操作，放下支腿的过程不超过2 min，收起支腿也只用按一次“STORE”键即可完成操作，收起过程也不超过2 min。液压支撑系统中设计有自动调平装置，在特殊情况下也可以分别对支腿进行调整。在调平支腿工作状态下，连续使用3个月，车身在各方向上都能做到小于10 mm的偏差，即厢体在各方向上的偏差均小于0.5°。

平衡支腿能满足在四级公路、5%坡度上的调平要求。四支撑腿支撑车辆时，车辆车轮应完全离地，离地高度不小于100 mm。支腿带互锁装置，当液压支撑没有收起时，车内的报警装置将报警提醒驾驶员不要发动汽车，以免造成事故。整车效果如图8所示。

图8 整车效果图

4 结语

该消防宣传车是一款技术先进、结构复杂、外形美观、操作方便、性能可靠的移动宣传平台。该车具备可扩充性及可升级功能，允许连接更多的二级平台。所有设备均能够经受复杂地形的考验，可广泛应用于学校、社区、工厂、农村等公共消防知识宣传领域。该车的研制成功，为今后同类型车的研制和生产积累了一定的经验。

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

胡刚，男，1971年生，高级工程师，主要从事防弹车、系统集成车方面的改装设计工作。

2017-10-23