室内灭火机器人项目建议书

室内灭火机器人 项目建议书 一、项目背景 建筑物火灾是最常见的火灾。历年火灾统计数据显示， 建筑物火灾占火灾总数的 90以上，给人民生命财产造成了 重大损失。 与其他类型的火灾相比，建筑物火灾的阶段性特征明 显在初起阶段燃烧范围不大，室内温度差别较大大，火势 不稳定。这一阶段持续的时间一般为 5-7 分钟。此后进入火 灾发展阶段，室温急剧上升，达到 400～600℃时发生轰燃， 燃烧猛烈，扑救比较困难。因此，初起阶段是灭火的最有利 时机，应设法争取尽早发现火灾，抓住这 5～7 分钟宝贵时 间，把火灾及时消灭在起火点。 现在建筑物内配备的灭火器，存在许多弊端一是需要 人工操作，并熟练掌握使用方法；二是反应迟缓，很难在初 起阶段发现并扑灭火灾；三是救火人员的生命安全直接面临 火灾威胁。 为了更好地解决前述难题，室内灭火机器人应运而生。 室内灭火机器人是替代消防队员接近火灾现场、对中小型火 灾实施有效灭火作业的高度智能化、自动化的特种消防设 备。当今世界，人工智能已形成极广泛的研究领域，并且取 第 1 页 共 6 页 得了许多令人瞩目的成就。室内灭火机器人集先进的计算 机、控制论、机构学、信息和传感技术、仿生学、特别是人 工智能等技术于一身，从根本上改变传统的室内灭火必须人 工操作的现状，既能保证人身安全，解放人力，又能及时准 确地发现火情，消灭火灾。 二、研发内容 室内灭火机器人主要由传感模块、 控制模块、 驱动模块、 电源模块、通讯模块、灭火装置和遥控器等部分组成。这些 功能模块在核心控制器的管理下，相互支持、协调工作，使 整个系统完成既定的目标。 传感模块该模块是机器人的感觉器官，包括温度传感 器、光敏电阻传感器、寻迹传感器和高清摄像头等。主要实 现火灾报警、起火点定位、灭火路选定和摄录现场实时画面 等功能。 控制模块该模块是机器人的大脑，负责对作业指令信 息、内外环境信息进行处理，并依据预定的模型、环境模型 和控制程序做出决策，产生相应的控制信号，控制机器人完 成火源寻找、灭火等功能。 驱动模块和电源模块这两部分是机器人的动力系统。 由驱动装置和传动机构两部分组成。电源模块采用超大容量 可充电电池，驱动模块采用四个全方位轮，可以实现狭小空 间的全方位移动。 第 2 页 共 6 页 通讯模块采用 4G 无线通讯技术，具有通信速度快、 网络频谱宽、通信灵活等特点。下行速率最高可以达到 100Mbps,上行速率最高可以达到 50Mbps，可满足高清图像 传输、控制指令实时收发的要求。 灭火装置根据空间大小配备不同容量和灭火介质的灭 火罐，同时配有精确瞄准系统，喷嘴水平、垂直移动角度分 别为 360和 180，确保灭火效果。 室内灭火机器人主要功能 环境参数采集、火灾报警、起火点定位、寻迹及行走、 火源精确定位、火灾扑救、实时画面传输等。 三、研发周期 为加快项目开发进度，由研发总监牵头，成立室内灭火 机器人项目组，成员 35 人。下设三个小组硬件开发小组 10 人，软件开发小组 15 人，生产测试小组 5 人，后勤保障 5 人。研发周期预计 182 天，具体安排如下 1 1、产品规划阶段（、产品规划阶段（4 4 周）周） 编制设计任务书，作为新产品技术设计的依据。主要任 务是确定产品最佳总体设计方案、设计依据、产品用途及使 用范围、基本参数及主要技术性能指标、产品工作原理、关 键技术解决办法及关键元器件。 2 2、详细设计阶段（、详细设计阶段（1212 周）周） 硬件部分包括产品结构设计、 模具制作、 功能模块集成、 第 3 页 共 6 页 绘制原理图、设计 PCB 板、编制 BOM 清单、嵌入式软件设 计与编写等，软件部分包括管理平台软件和移动端 app 的 开发。该阶段的完成以产品的最终设计达到规定的技术要 求作为标志。 3 3、样机生产及测试阶段（、样机生产及测试阶段（8 8 周）周） 模拟现实应用场景对开发的整套软硬件产品进行严格 的测试、验证，确认完成各项开发目标。 4 4、验收总结阶段（、验收总结阶段（2 2 周）周） 对研发任务及考核指标完成情况、研究成果的水平及创 新性、 成果示范推广及应用前景等情况进行评价， 总结成绩， 分析存在的主要问题。 四、研发及实施费用预算 1 1、研发费用、研发费用 项目 1、人员费 2、设备费 3、材料费 4、燃料及动力费 5、试验外协费 6、基本建设费 7、差旅费 8、会议费 9、管理费 10、模具费 11、检验费 12、其他费用 合计 第 4 页 共 6 页 支出 730万元 350万元 100万元 20万元 80万元 60万元 30万元 50万元 30万元 180万元 80万元 100万元 1810万元 备注 五、应用前景 相比传统灭火器，室内灭火机器人具有显著的优越性 1、无生命损伤性。机器人作为一种无生命载体，可轻 松应对高温、有毒、缺氧和浓烟等各种危险复杂的环境，在 人力所不及之处可充分发挥其作用，大大减少消防人员伤 亡。如果配备灭火机器人，许多建筑物火灾酿成的悲剧就可 以避免。 2、可重复使用性。消防机器人作为一种特种消防装备， 在适当的维护保养下，可反复多次使用，发挥其效能。 3、人工智能性。现代机器人是人工智能、神经网络、 计算机技术、自动控制、电力电子、模糊控制和机械工业等 高端学科的结合体。而室内灭火机器人作为特种机器人的一 种，更是揉合了各项高新技术成果，可根据现场实际情况， 自主判断实际危险情况来源，进行数据收集、处理、传输反 馈、灭火等工作，可快速判断火情，及时扑灭火灾，将生命 财产损失降到最低。 室内灭火机器人因为具有这些无可比拟的优势，孕育着 无穷的商机和巨大的市场潜力。目前，我国消防机器人行业 上处于起步阶段，室内灭火机器人更是空白。该项目越早实 施，就能越早占领市场先机。此外，从国家政策层面来看， 发改委、科技部等联合印发的 “互联网”人工智能三年行 动实施方案 ，提出到 2018 年打造人工智能基础资源与创新 第 5 页 共 6 页 平台，在重点领域培育若干全球领先的人工智能骨干企业。 这也预示着中国机器人市场必将迎来一场重大的智能革命， 在“机器人 消防”领域即将出现一片广阔的新蓝海。据 2018-2024 年中国消防机器人行业市场前景预测报告， 2017 年，我国消防机器人市场规模已达 100 亿元，且呈爆发 性增长趋势，在未来六年内将达到数千亿级别。目前，国内 消防机器人主要以程序控制履带式消防车为主，室内灭火机 器人的研发将填补国内消防机器人的一大空白，适应性更 强，应用场景更多，市场前景也必将更加广阔。 第 6 页 共 6 页