一种用于防暴驱散车的正压滤毒通风控制系统及方法与流程

本发明涉及驱散车通风控制，尤其涉及一种用于防暴驱散车的正压滤毒通风控制系统及方法。

背景技术：

1、棘龙防暴驱散车常在人民武装警察部队中，主要在执行执勤、处置突发事件、反恐怖行动等任务中使用；一般来说，棘龙防暴驱散车主要由驱暴打击、媒体传输、车载机动三部分构成，其中棘龙防暴驱散车通常配备滤毒通风系统，用于确保车内人员在毒气、烟雾和其他有害气体侵袭场景下，呼吸的空气满足安全标准，避免外部污染气体渗入车内空间，提升车辆的防护能力，保障车内人员的生命安全和行动持续性；目前，滤毒通风系统的母的是用于实现特定环境内空气的交换、净化及压力调节，保障空气质量和环境安全，现已广泛应用于工业生产、民用建筑、车辆装备及特殊场景防护中，包括空气过滤、流量调节、压力控制等核心功能。

2、然而，现有防暴驱散车在面对多种毒气混合或浓度差异较大的场景，容易造成识别偏差，过滤装置的配置与操作多采用静态设置或单一预设逻辑，对过滤层的运行状态和吸附性能监测不足，造成过滤失效和空气污染物泄漏进入安全空间的风险，且现有技术中多采用固定风机速度和压力调节方式，无法根据车内外环境变化实时调整风机速度和正压设置，导致通风效率降低和能耗过高，同时对车内气流分布的优化处理不足，造成空气流动不均匀，部分区域空气质量无法满足安全要求，降低了整体防护效果和运行效率。

3、因此，如何对防暴驱散车的通风进行自动化控制是目前技术人员需要解决的技术问题。

4、

技术实现思路

1、本发明的目的是解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种用于防暴驱散车的正压滤毒通风控制系统及方法。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提出一种用于防暴驱散车的正压滤毒通风控制系统，包括：

3、气体种类与浓度识别模块：根据化学传感器和光学传感器检测外部环境中的毒气成分和浓度，记录气体的化学特性，生成气体特性数据；

4、过滤装置动态配置模块：基于所述气体特性数据，采用梯度提升决策树，根据毒气的化学特性选择合适的过滤层，调整活性炭层、hepa层和电离层的工作优先级以及工作状态并分配操作顺序，生成过滤配置方案；

5、优化过滤操作模块：根据所述过滤配置方案，结合过滤层的工作优先级和化学特性，决定激活和关闭过滤装置的时机，同时调整过滤装置的工作序列以匹配实际需求，生成操作优化决策；

6、过滤效能监控模块：根据所述操作优化决策，监控各过滤层的吸附饱和度和工作温度，并检查各过滤层的运行效率，生成效能监测记录；

7、通风效果实时调整模块：根据所述效能监测记录，采用模糊控制方法，实时调整风机速度和正压维持器的设置，分析实时数据以维持车内正压与优化通风效果，生成通风参数调整；

8、通风路径优化模块：基于所述通风参数调整，模拟车内气流分布，根据实时通风效果和车内空间布局调整风机输出功率和气阀状态，生成气流优化路径。

9、优选地，所述气体种类与浓度识别模块包括化学数据采集子模块、光学特性分析子模块和气体特性提取子模块，其中：

10、化学数据采集子模块：根据化学传感器检测外部环境中的毒气成分和浓度，进行化学传感器电信号采集，提取电信号强度变化，分析毒气成分的化学反应特征，提取与毒气成分相关的电信号特征值，生成化学响应特征数据；

11、光学特性分析子模块：基于所述化学响应特征数据，通过光学传感器检测特定波长光的吸收特性，采集光学传感器的吸收光强变化，分析毒气分子对光的波长吸收特性，提取毒气分子在光谱上的特征信息，生成光学吸收特性数据；

12、气体特性提取子模块：基于所述光学吸收特性数据，结合化学响应特征数据，通过匹配光学特性与化学响应特征值，提取毒气的化学性质及浓度信息，输出气体特性数据。

13、优选地，所述过滤装置动态配置模块包括过滤需求评估子模块、过滤层优先级调整子模块和过滤配置生成子模块，其中：

14、过滤需求评估子模块：基于所述气体特性数据，采用梯度提升决策树，进行毒气化学性质解析，计算毒气成分与过滤材料的反应性能，评估过滤层吸附能力及负载需求，提取过滤材料的需求参数，生成过滤需求参数；

15、过滤层优先级调整子模块：基于所述过滤需求参数，调整过滤层的工作模式，设定活性炭层、hepa层和电离层的激活条件，优化每一层的过滤优先级顺序，建立过滤层动态运行顺序配置，生成过滤层优先级配置；

16、过滤配置生成子模块：基于所述过滤层优先级配置，分配过滤装置的运行任务，设定过滤装置中各层的工作顺序，设定动态切换时的操作逻辑及关联规则，生成过滤装置的任务操作表，输出过滤配置方案。

17、优选地，所述毒气成分与过滤材料的反应性能的计算公式为：

18、

19、其中：为左分支过滤材料的梯度值，为右分支过滤材料的梯度值，为左分支过滤材料的二阶梯度值，为右分支过滤材料的二阶梯度值， 为正则化参数，t为毒气与过滤材料的化学反应时间，为左分支毒气与过滤材料的化学反应时间， 为右分支毒气与过滤材料的化学反应时间，p为毒气分子与过滤材料分子之间的亲和性系数，m为过滤材料的表面分子密度，为左分支过滤材料的表面分子密度，为右分支过滤材料的表面分子密度，为化学反应时间的权重系数，为亲和性系数的权重，为分子密度的权重。

20、优选地，所述优化过滤操作模块包括过滤时机控制子模块、工作序列调整子模块和操作决策生成子模块，其中：

21、过滤时机控制子模块：基于所述过滤配置方案，通过检测过滤装置内过滤层的当前状态并结合环境毒气浓度，提取环境参数和过滤层运行数据，计算装置启动所需的过滤条件，提取过滤层切换时间，生成过滤时机判定结果；

22、工作序列调整子模块：基于所述过滤时机判定结果，结合各过滤层的化学特性，通过分析过滤层工作条件和装置内部参数，设定过滤层的优先级切换规则，优化过滤层的运行顺序，确定各层工作模式，生成过滤运行序列；

23、操作决策生成子模块：基于所述过滤运行序列，通过提取过滤层动态切换规则和运行逻辑，设定过滤装置的整体任务分配和各层启动条件，生成装置运行计划并同步到所有过滤模块，输出操作优化决策。

24、优选地，所述过滤效能监控模块包括吸附饱和监测子模块、工作温度监测子模块和运行效率评估子模块，其中：

25、吸附饱和监测子模块：基于所述操作优化决策，采用实时数据采集过滤层吸附性能，通过提取吸附层的工作记录和化学吸附量，分析吸附层的饱和变化，结合毒气浓度计算剩余吸附能力，生成吸附状态监测结果；

26、工作温度监测子模块：基于所述吸附状态监测结果，通过实时监测过滤层温度变化，提取温度传感器记录的热量数据，分析温度变化对过滤性能的影响，结合饱和状态确定温度参数，生成工作温度参数记录；

27、运行效率评估子模块：基于所述工作温度参数记录，分析过滤装置在不同温度和吸附状态下的整体运行数据，通过提取效率参数和剩余过滤能力，计算过滤装置运行指标，输出效能监测记录。

28、优选地，所述通风效果实时调整模块包括风机速度调整子模块、正压设置调整子模块和通风参数分析子模块，其中：

29、风机速度调整子模块：基于所述效能监测记录，提取车内外气流数据和风机运行状态数据，进行风机当前速度的实时读取并对比当前车内气压和外部气压，分析气压差对通风需求的影响，结合实时毒气浓度计算风机运行速度调整量，确定调整后的风机运行参数，生成风机速度调整结果；

30、正压设置调整子模块：基于所述风机速度调整结果，采用模糊控制方法，提取正压维持器运行数据，通过计算车内正压差值和外部环境压力的变化，结合风机速度调整量分析正压维持器输出参数，调整正压维持器的运行模式和控制逻辑，生成正压设置参数；

31、通风参数分析子模块：基于所述正压设置参数，提取实时通风效果相关数据和车内气流变化状态，通过计算正压和风机速度对车内空气流动的联合作用，提取车内空气交换率和气流分布数据，输出通风参数调整。

32、优选地，所述提取正压维持器运行数据，提取正压维持器运行数据需要采集维持器的输出压力值、目标压力设定值、实时输出功率、压力调节范围和阀门的开闭状态，通过压力传感器实时采集输出压力，结合设定值提取目标压力和调整范围，并记录当前功率输出，同时记录阀门的开闭角度与动作状态，所有数据通过正压维持器的实时控制系统同步提取；

33、所述提取实时通风效果相关数据需要包括污染物浓度、温度、湿度、气压、气流速度和方向，通过空气质量传感器获取污染物浓度，通过温湿度传感器获取温度和湿度分布，通过气压传感器记录车内外气压差，通过气流传感器获取车内不同区域的流速和方向数据，结合风机和气阀的运行状态综合分析车内气流分布特性。

34、优选地，所述通风路径优化模块包括气流分布模拟子模块、风机功率调整子模块和气阀状态优化子模块，其中：

35、气流分布模拟子模块：基于所述通风参数调整，提取车内空间布局数据和风机及气阀的物理位置关系，读取实时通风状态数据并结合车内温湿度分布，分析车内各区域空气流动轨迹，识别空气流动受阻区域并优化气流路径，生成气流分布路径；

36、风机功率调整子模块：基于所述气流分布路径，提取风机功率输出数据，通过对比各区域气流分布均匀性和空气交换率，调整风机功率输出水平和运行模式，优化风机运行参数以改善气流分布，生成风机输出功率参数；

37、气阀状态优化子模块：基于所述风机输出功率参数，提取气阀实时开闭状态数据，分析气阀开闭与风机输出联动关系，通过调整气阀开启角度和动态切换策略优化气流通道，建立通风路径优化方案，输出气流优化路径。

38、本发明第二方面提供一种用于防暴驱散车的正压滤毒通风控制方法，应用于上述所述的用于防暴驱散车的正压滤毒通风控制系统，包括以下步骤：

39、步骤一：基于化学传感器和光学传感器的输出数据，提取毒气的化学反应信号和光学吸收信号，解析其特性值，结合化学反应时间、导电性和光吸收光谱，分类毒气种类并量化浓度，生成气体特性数据；

40、步骤二：基于所述气体特性数据，结合毒气的化学成分类别及浓度，分析毒气与过滤材料的反应性能，解析活性炭层对有机毒气的吸附适应性、hepa层对颗粒物过滤的效率和电离层对化学反应毒气的去除能力，通过梯度提升决策树动态调整每一层过滤单元的优先级和运行时序规则，分配过滤任务并激活所需单元，生成过滤配置方案；

41、步骤三：基于所述过滤配置方案，对过滤单元的当前运行负载、任务优先级和毒气特性进行动态解析，通过判断过滤单元饱和度和化学适应性，按任务优先级启动或关闭过滤单元，对低负载单元延长运行时间，对高负载单元减少运行时长，优化工作序列并完成动态切换，生成操作优化决策；

42、步骤四：基于所述操作优化决策，采集各过滤单元的吸附饱和度、当前工作温度和过滤时间，按化学反应速率判断吸附层的剩余能力，记录hepa层对颗粒物的过滤饱和程度和运行效率，对高温过滤层的热影响进行动态调整，记录所有层级的当前性能状态，生成效能监测记录；

43、步骤五：基于所述效能监测记录，通过解析车内外气压差、风机输出速度和正压维持器的当前功率，动态调整风机速度以稳定正压状态，按模糊控制方法结合正压输出范围调整正压维持器的功率水平，优化通风效果并同步调节风机与正压装置，生成通风参数调整；

44、步骤六：基于所述通风参数调整，解析风机输出功率与气流分布的联动关系，通过车内不同位置的气压分布计算气流路径的适配调整方案，动态调整气阀的开闭角度与风机输出功率，对车内气流的分布区域进行实时校正，生成气流优化路径。

45、与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

46、1．本发明中，通过结合毒气的化学特性和浓度，采用梯度提升决策树动态调整过滤层的工作优先级及分配操作顺序，实现了针对性过滤的选择和优先级排列，避免了过滤资源的过度消耗。

47、2．本发明中，通过监控过滤层吸附饱和度和工作温度并结合动态操作优化决策，使过滤装置能够在长期运行中实时监控运行状态，及时调整工作序列，延长过滤装置的有效寿命。

48、3．本发明中，通过模糊控制方法调整风机速度和正压维持器设置，实时优化车内正压及通风效果，通过对通风路径的模拟和调整风机功率输出与气阀状态，优化了车内空气的流动效率和空气质量分布均匀性，提升了整体的动态响应能力和运行稳定性。

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