朱明明，宮 明

（河北省保定市公安局危險(xiǎn)爆炸物品管理支隊(duì)，河北 保定 071051）

北京奧運(yùn)會(huì)、國(guó)慶60周年、上海世博會(huì)、廣州亞運(yùn)會(huì)、上合組織峰會(huì)的大型焰火燃放充分展示了焰火燃放的藝術(shù)魅力，隨著人們觀(guān)賞水平的日益提高，對(duì)焰火燃放藝術(shù)觀(guān)賞品味越來(lái)越高，而且現(xiàn)在國(guó)際上逐漸流行起一種音樂(lè)焰火表演，即將音樂(lè)意境與燃放節(jié)奏相融合，給人一種聽(tīng)覺(jué)和視覺(jué)上的沖擊。目前國(guó)內(nèi)在微型藝術(shù)焰火燃放控制設(shè)備系統(tǒng)上與燃放實(shí)施要求還有很大距離，雖有焰火燃放設(shè)備出現(xiàn)，但不能進(jìn)行真正的音樂(lè)控制焰火同步，存在點(diǎn)火精度不高，音樂(lè)控制不到位，可靠性不穩(wěn)定等問(wèn)題，微型藝術(shù)化的道路還很長(zhǎng)，如何提高焰火燃放的微型化、專(zhuān)業(yè)化觀(guān)賞性并保證燃放的安全性，迫切需要提高我國(guó)焰火燃放技術(shù)水平。

隨著焰火燃放市場(chǎng)發(fā)展，燃放設(shè)備朝著小型化、簡(jiǎn)單化、智能化不斷創(chuàng)新，微型藝術(shù)焰火是對(duì)小型化、家庭焰火燃放賦予文化藝術(shù)特色，通過(guò)藝術(shù)化編排和模擬動(dòng)態(tài)預(yù)演設(shè)計(jì)，把焰火燃放各關(guān)鍵要素包括焰火燃放實(shí)景、效果清單、安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可以進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，便于策劃者和組織方了解整場(chǎng)焰火燃放情況。

1 實(shí)施內(nèi)容

微型藝術(shù)焰火燃放目標(biāo)是研發(fā)出應(yīng)用于高仿真的焰火燃放效果全景立體可視化編排綜合系統(tǒng)平臺(tái)和點(diǎn)火控制系統(tǒng)（音樂(lè)）的完美融合，將音樂(lè)節(jié)奏、意境與焰火效果進(jìn)行結(jié)合，提高焰火燃放的藝術(shù)層次，把信息化技術(shù)應(yīng)用于焰火的燃放控制。

1.1 內(nèi)容表述

焰火燃放前的意境和表達(dá)方式用模擬仿真技術(shù)進(jìn)行預(yù)演,然后通過(guò)與點(diǎn)火控制系統(tǒng)的無(wú)逢連接,達(dá)到焰火的藝術(shù)效果展示，給人們帶來(lái)更多的藝術(shù)感受。

1.2 組成關(guān)鍵技術(shù)

①微型藝術(shù)焰火燃放裝置；音樂(lè)點(diǎn)火控制技術(shù)是通過(guò)主機(jī)控制整個(gè)燃放控制系統(tǒng)，是燃放控制裝置的載體。通過(guò)通訊模塊接收來(lái)自音頻處理機(jī)發(fā)送的音頻信號(hào)控制燃放時(shí)間，另一組通訊模塊向集線(xiàn)器發(fā)送點(diǎn)火控制指令，點(diǎn)火控制器的點(diǎn)火頭接口直接連接電子點(diǎn)火頭的導(dǎo)線(xiàn)，點(diǎn)火控制器接收到點(diǎn)火指令后，將向?qū)?yīng)通道送點(diǎn)火電流，進(jìn)行點(diǎn)火。以下所示燃放控制設(shè)備聯(lián)系圖如圖1所示。

②仿真模擬動(dòng)態(tài)與音樂(lè)點(diǎn)火控制系統(tǒng)的同步技術(shù)。仿真模擬動(dòng)態(tài)技術(shù)是對(duì)燃放場(chǎng)地、燃放效果進(jìn)行預(yù)演，工作人員在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘察、分析后，依據(jù)（GB-24284）《大型焰火燃放規(guī)程》制作三維立體焰火燃放場(chǎng)景布置，確定燃放級(jí)別科學(xué)合理布置焰火燃放場(chǎng)地，如圖2所示。

仿真模擬動(dòng)態(tài)平臺(tái)能真實(shí)的設(shè)計(jì)焰火燃放場(chǎng)地外貌，顯示每個(gè)燃放點(diǎn)位的產(chǎn)品數(shù)量,燃放安全距離,可以對(duì)各個(gè)燃放位置的物體的易燃易爆程度進(jìn)行分析,保障了人員的安全，根據(jù)實(shí)際燃放所要求的時(shí)間精度對(duì)編排圖像進(jìn)行平滑地放縮（包括波形、時(shí)間軸、焰火符號(hào)圖像等元素），最高時(shí)間精度可以達(dá)到10ms。編輯時(shí)只需從焰火數(shù)據(jù)庫(kù)把標(biāo)識(shí)要燃放的焰火圖形符號(hào)拖放到指定的音頻波形時(shí)間節(jié)點(diǎn)，根據(jù)焰火產(chǎn)品的引線(xiàn)長(zhǎng)度、上升時(shí)間、效果時(shí)間的不同在操作中用不同的顏色來(lái)標(biāo)識(shí)，可以自行對(duì)所需燃放的焰火品種、數(shù)量、燃放時(shí)間進(jìn)行定義，以及對(duì)應(yīng)的點(diǎn)火控制點(diǎn)的編號(hào)進(jìn)行分配，大大提高了焰火燃放編排的可操作性及時(shí)間精確度，如圖3所示。

音樂(lè)焰火燃放需要音頻節(jié)奏與焰火在燃放過(guò)程中的同步，因此音頻文件的波形分析對(duì)于焰火的燃放來(lái)說(shuō)就顯得尤為重要，時(shí)間精度是一個(gè)決定性的因素，時(shí)間精度越高，音樂(lè)與焰火燃放同步精確度也就越高。制作音樂(lè)焰火燃放編排方案時(shí)以音頻波形和播放時(shí)間為主軸，只需從焰火庫(kù)中取出要燃放的焰火對(duì)象拖放到指定的音頻波形時(shí)間節(jié)點(diǎn)，系統(tǒng)將自動(dòng)根據(jù)指定的音頻波形所在時(shí)間點(diǎn)生成焰火實(shí)際燃放的點(diǎn)火時(shí)間；從而確保焰火燃放跟音樂(lè)節(jié)奏在時(shí)間上嚴(yán)格吻合，保證了焰火燃放與音樂(lè)節(jié)奏的同步要求，如圖4所示。

2 技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)

高仿真的焰火燃放效果全景立體可視化編排綜合系統(tǒng)平臺(tái)與點(diǎn)火控制系統(tǒng)、音樂(lè)的完美融合，可以對(duì)焰火燃放所需要表達(dá)的意境通過(guò)平臺(tái)展現(xiàn)出來(lái)，得到高仿真音樂(lè)焰火燃放的立體效果視頻，提高焰火燃放的藝術(shù)層次，給人們帶來(lái)更多的藝術(shù)感受。

2.1 點(diǎn)火控制與音樂(lè)節(jié)奏完全同步技術(shù)

在編排的時(shí)候向音頻中添加同步信號(hào)，然后在播放時(shí)解析音頻同步信號(hào)并控制焰火同步燃放，保證音樂(lè)播放與燃放節(jié)奏完全一致，如果沒(méi)有收到同步信號(hào)，則開(kāi)始計(jì)時(shí)，連續(xù)幾次都沒(méi)有收到同步信號(hào)，則暫停燃放，除非手動(dòng)啟動(dòng)，如圖5所示。

2.2 燃放過(guò)程中全場(chǎng)景一體化技術(shù)

全場(chǎng)景一體化技術(shù)控制是對(duì)音樂(lè)控制模塊、燈光控制模塊、激光控制模塊、遠(yuǎn)程視頻控制模塊進(jìn)行集成。通過(guò)以上模塊預(yù)先采集燃放項(xiàng)目的音樂(lè)、燈光、激光在人機(jī)界面進(jìn)行編輯和存儲(chǔ)指令操作，為燃放進(jìn)行命令和程序設(shè)計(jì)，達(dá)到了焰火、音樂(lè)、燈光等一體化場(chǎng)景的控制。

2.3 空中定時(shí)定點(diǎn)協(xié)同燃放技術(shù)

通過(guò)在焰火燃放的工作區(qū)中選擇基準(zhǔn)信息點(diǎn)，自動(dòng)掃描位移傳感組件，完成焰火入場(chǎng)識(shí)別，初始化位置數(shù)據(jù)設(shè)定；焰火進(jìn)入燃放工作區(qū)時(shí)，位移傳感器首先根據(jù)基準(zhǔn)信息點(diǎn)進(jìn)行位置復(fù)位，之后使用基于加速度傳感器的位移計(jì)算系統(tǒng)進(jìn)行位置計(jì)算，三維數(shù)據(jù)換算組件實(shí)現(xiàn)三維空間位置換算，精確判斷焰火飛行軌跡和三維位置；點(diǎn)火繼電器組件根據(jù)預(yù)定的飛行軌跡在特定時(shí)空點(diǎn)上引爆禮花彈。

3 焰火產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)

焰火燃放過(guò)程中要明確焰火產(chǎn)品的質(zhì)量概念，即焰火產(chǎn)品按照設(shè)計(jì)意圖由多種化工原料配制成粉劑后進(jìn)行加工制作裝配而成，在燃放中能按產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求在一定的時(shí)空環(huán)境中達(dá)到聲、光、色、形的效果，不出現(xiàn)任何不安全現(xiàn)象，那么這就是一個(gè)質(zhì)量正常的焰火產(chǎn)品，否則是一個(gè)不合格產(chǎn)品。

焰火晚會(huì)所燃放的焰火產(chǎn)品必須購(gòu)自合法的正規(guī)的煙花爆竹生產(chǎn)廠(chǎng)家和經(jīng)營(yíng)企業(yè)，嚴(yán)禁使用無(wú)煙花爆竹生產(chǎn)許可證廠(chǎng)家的焰火產(chǎn)品承擔(dān)燃放，合法的焰火產(chǎn)品也應(yīng)按照嚴(yán)格的檢驗(yàn)制度經(jīng)檢驗(yàn)確認(rèn)產(chǎn)品無(wú)質(zhì)量問(wèn)題方可進(jìn)入編排燃放。購(gòu)買(mǎi)燃放所需的焰火產(chǎn)品必須向燃放地縣級(jí)公安機(jī)關(guān)申請(qǐng)《煙花爆竹道路運(yùn)輸許可證》，做到憑證運(yùn)輸。

焰火燃放人員應(yīng)該對(duì)焰火產(chǎn)品進(jìn)行分類(lèi)，根據(jù)其燃放特點(diǎn)，可分為高空禮花彈、中空小禮花，地面盆花和架子焰火（冷光焰火）等，將這些品種按預(yù)先編排串球裝箱運(yùn)往燃放地。特別是禮花彈串球時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格操作規(guī)程，品種間隔時(shí)間均不能混亂，嚴(yán)格按照預(yù)先設(shè)計(jì)的分組編排進(jìn)行串球安裝，這樣才能保證和實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的藝術(shù)效果。

4 燃放的安全技術(shù)評(píng)估

2013年9月29日頒布的《大型焰火燃放安全技術(shù)規(guī)程》(GB 24284-2009)明確規(guī)定了對(duì)技術(shù)設(shè)計(jì)方案和組織實(shí)施方案（包括場(chǎng)地）的安全評(píng)估內(nèi)容，對(duì)主辦和承辦單位提出了更加嚴(yán)格的要求，為成功燃放提供了有力的保障措施，有利于焰火燃放行為的健康發(fā)展。安全評(píng)估應(yīng)當(dāng)包括作業(yè)單位的承擔(dān)資格、周?chē)h(huán)境和氣象條件的安全性、燃放的焰火及燃放器材的安全可靠性、發(fā)射裝置布景與點(diǎn)火方式及網(wǎng)絡(luò)的安全可靠性、安全距離與安全警戒范圍確定的科學(xué)可靠性、安全警戒性等。

5 技術(shù)前景分析

焰火燃放作為一種喜慶歡樂(lè)的表現(xiàn)形式，日益普及到人們的日常生活中，隨著人們欣賞水準(zhǔn)的日益提高，對(duì)焰火的燃放要求也越來(lái)越高，微型藝術(shù)焰火燃放（模擬數(shù)控）設(shè)備研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化燃放控制設(shè)備及技術(shù)成果的推廣應(yīng)用，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)微型焰火高精燃放技術(shù)的空白，達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。該項(xiàng)新技術(shù)的推廣應(yīng)用加快了我國(guó)煙花爆竹傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)提質(zhì)轉(zhuǎn)型步伐，帶動(dòng)了科技興業(yè)、科技興企和創(chuàng)新發(fā)展，提升了核心競(jìng)爭(zhēng)力。

花炮行業(yè)是我國(guó)有上千年歷史的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，全力實(shí)施“質(zhì)的提升和量的擴(kuò)張”并重的發(fā)展戰(zhàn)略，利用信息化技術(shù)是深化花炮產(chǎn)業(yè)發(fā)展和推動(dòng)產(chǎn)業(yè)集群優(yōu)化升級(jí)必由之路。微型焰火燃放技術(shù)與國(guó)際上流行的音樂(lè)焰火表演同步，將音樂(lè)的意境與節(jié)奏融合到焰火的燃放過(guò)程中，給人一種聽(tīng)覺(jué)和視覺(jué)上的沖擊，把焰火表演提升到了較高的藝術(shù)層次，將極大地豐富人們的生活，滿(mǎn)足市場(chǎng)的變化與需求，進(jìn)一步擴(kuò)大推廣應(yīng)用空間。