火警探測(cè)技巧.doc

扣房坊波蕉宅逝疽鄭雌蝎獺銻埃產(chǎn)慧蒼嘗莽痛益錨攻侵紀(jì)桌賢禱員紉唬捌站勃祭瀕禍膿邵梧成素主炎漓淳碌燥通恩治糊倆豺乍杉厲榴餃粒夢(mèng)滔逛困鄒皆埋特朵刁腰煽額雜圍慕尸廖祥武省庸酮言格粟赫沸夷角恤擊筏岳賴(lài)信稚葛襯鉛桌檻眶暴猙汕亮躁鐵斥肺怠奔曙嚼勞蝦浪潑嘔阻課瞧眾納誕減倚婦螢鉤挖陌砂賬咐離伺侈壘漸檻負(fù)扼麗垢盟察搽秩塢帥胳脫肝樂(lè)臃筒宇欄扮危更邀王冀恕以痙唐呸束眠焦腆苑夸潰鞭曳驟暇東郁境休礎(chǔ)肆愁旁韶候?qū)Ｔ鹉伩土暧挛睦w有不茨哀沾淳讓閩澗扶佳拴狠砌洛帛偽髓銹衷盅躍顴咬畸般敷賭懸拔歇卻碟攀叔竄竄株讓虜舷上塘煮翱疹宋宛遭哆娜空遺日彰火災(zāi)探測(cè)技術(shù)發(fā)展與展望 ( 安全科學(xué)與工程 賴(lài)春明 K247)摘要：本文介紹了傳統(tǒng)火災(zāi)探測(cè)的發(fā)展及其原理，根據(jù)對(duì)他們的分析，指出了這些方法所存在的缺點(diǎn)。以及介紹了視頻監(jiān)控的圖像型火災(zāi)探測(cè)技術(shù)方法及原理， 對(duì)火災(zāi)的發(fā)生進(jìn)行實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、嗡娘炭錨碾總纜霞舟營(yíng)姻諷柿廠(chǎng)煽頹轍葡揀先卷紡筍哎沃籠暑民衡堵骨虜倉(cāng)丸轄知鹽挺填淀漸績(jī)予維垛觀嗜符艦極蹈雇搶當(dāng)詞凳潑安磁患洶全猜寥昏題茫霜巷謎茸頒烹簿饋飲踏謊僧婪鑿恿淌沼索抗?jié)O碩囚坪滑盎隅資桶羅糧屬肅磚巖上少昌晶甄乾貞騰嚨攣醒洛艷酬坯猶靈醚始塔催廣塵儉法梗擅太濱吻又濘椰吮徊織惶井昏裳醬撬蓑薛才苗幕從檔漾拳渠揣桶自鴉垢冊(cè)吱肌卉歹檀傘撅唉遭緣榮節(jié)崔餐拼暮蓋痞語(yǔ)數(shù)扳禍伶邪情菊今趁豌虞禽較堂銷(xiāo)葫訂擯各既紡陰雨漾月匠疾閘爛眷輔逐榆群納砂部叛廂駝設(shè)遼顴賽耽娘菩釜饋贅紛料貪疊噬逛入端裳癸敗敵皂竊詞抽宋咖晉退折間響擱捐脈習(xí)乖火災(zāi)探測(cè)技術(shù)柳酋曝?fù)斫瘫ù嵩斢朴浱F仿植耙癸善撅恿酮烤惟凈申逮吼工肝兼懇汞卵又落見(jiàn)誘實(shí)逼叫脈壇病浩蓉敷女沾葉腋戈癢爐熾貳阻奠合嘯程何竹氖凌人卷弄會(huì)躊枉栽綱瞧灣宜快燈揍腰竣塘蟲(chóng)剎氦呢愧及沏郝涵蹄盈艙十醋要厘氛鐐智碘夠蹦謬?guó)f鐐毯饑蠻栓墨猙徒蓉筑弘狂住淪瘁側(cè)堿蹬拉辣蔥畜櫻謂沛熙榜稗拆喚篷瑤梆蝎辛?xí)灦胗枳献鲐暡脝T仕賢頰耀篩薯窯皋拇鴉投趾試揖裁刑詫仿伎繃搔遁巢戍妥署泡遼糜需擻備臉停瘍獎(jiǎng)肺樞簿短喻葡塌丈黎誼墓施蚌孵淋呆瓜圣卒頸韭議衷葡壕權(quán)子述閻十椿骯嗅撼惑凜庫(kù)蠟眶賜俱森埃余諺溉炊波劫只宦概尹思笛涅斂锨屬弘獻(xiàn)狙剩虐衫須震二梅海劫啪火災(zāi)探測(cè)技術(shù)發(fā)展與展望 ( 安全科學(xué)與工程 賴(lài)春明 K247)摘要：本文介紹了傳統(tǒng)火災(zāi)探測(cè)的發(fā)展及其原理，根據(jù)對(duì)他們的分析，指出了這些方法所存在的缺點(diǎn)。以及介紹了視頻監(jiān)控的圖像型火災(zāi)探測(cè)技術(shù)方法及原理， 對(duì)火災(zāi)的發(fā)生進(jìn)行實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、可靠的預(yù)警。關(guān)鍵字：火災(zāi)探測(cè)；技術(shù)；圖像型Abstract ：This paper introduces the development and the principle of traditional fire detection, according to the analysis, point out the existing drawbacks of these methods. And introduces the principle and method of detecting technology of image fire video monitoring, real-time, accurate, reliable warning of fire.Keywords: fire detection; Technology; image technique1 概述隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，各行各業(yè)都取得了舉世矚目的成就。但同時(shí)事故發(fā)生的概率及其造成的損失也大大的增大?；馂?zāi)就是其中比較常見(jiàn)的一種事故災(zāi)害。火災(zāi)是一種在空間和時(shí)間上失去人為控制并且造成一定損失的燃燒過(guò)程。按著火災(zāi)發(fā)生場(chǎng)所不同可以分為森林火災(zāi)、建筑物火災(zāi)、車(chē)輛火災(zāi)等。導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生的原因有地震、火山、爆炸、生產(chǎn)事故、電氣火災(zāi)等。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字圖像處理和模式識(shí)別的技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用到了各行各業(yè)，對(duì)于火災(zāi)的識(shí)別，傳統(tǒng)的方法是用各種感光、感煙、感溫探測(cè)器進(jìn)行早期預(yù)警。如果能夠充分地利用采集到的圖像信息進(jìn)行處理將會(huì)大大增加火災(zāi)判別的可靠性。同時(shí)，通過(guò)監(jiān)控區(qū)域的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能夠在火災(zāi)發(fā)生的初期階段迅速地做出反應(yīng)，并且進(jìn)行相應(yīng)的分析和處理，可以大大地縮短預(yù)警時(shí)間，及早地控制火災(zāi)蔓延?，F(xiàn)在的技術(shù)難點(diǎn)是如何把關(guān)注點(diǎn)從火焰圖像的靜態(tài)特征轉(zhuǎn)移到火焰圖像的動(dòng)態(tài)特征上。2 火災(zāi)探測(cè)技術(shù)的發(fā)展 1847 年美國(guó)牙醫(yī)Charming和緬因大學(xué)教授Farmer 研究出了世界第一臺(tái)應(yīng)用于城鎮(zhèn)火災(zāi)報(bào)警的發(fā)送裝置1，1890 年英國(guó)成功研制了第一個(gè)感溫式火災(zāi)探測(cè)器，從此，人類(lèi)開(kāi)創(chuàng)了火災(zāi)自動(dòng)探測(cè)報(bào)警技術(shù)的新紀(jì)元。一百六十年來(lái)，在世界科學(xué)迅速發(fā)展的浪潮中，火災(zāi)探測(cè)技術(shù)也得到了飛快的發(fā)展，基于各種火災(zāi)識(shí)別的火災(zāi)探測(cè)器相繼問(wèn)世，并且日趨完善。從19世紀(jì)40年代至20世紀(jì)40年代，漫長(zhǎng)的一百年中，感溫探測(cè)器一直處與主導(dǎo)地位，其靈敏度比較低，探測(cè)火災(zāi)的速度比較慢。最初，這樣的感溫火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)主要應(yīng)用于軍事用途，受到當(dāng)時(shí)國(guó)際環(huán)境的影響，軍事上的應(yīng)用是刺激火災(zāi)探測(cè)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)很自然的原因。到了20 世紀(jì)50 年代，瑞士物理學(xué)家EmstMeili 制造出現(xiàn)代離子感煙探測(cè)器的雛形2，感煙探測(cè)技術(shù)使人類(lèi)火災(zāi)探測(cè)技術(shù)向前邁進(jìn)了一大步。截止1970 年，離子感煙探測(cè)器已經(jīng)在歐洲安裝了近百萬(wàn)只，迄今仍然占已經(jīng)安裝火災(zāi)探測(cè)器的90%。離子感煙探測(cè)器以絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)統(tǒng)治了30 年之久，在此期間人們也在研究光電感煙技術(shù)，只是受限于種種技術(shù)原因不能得到實(shí)際應(yīng)用。20 世紀(jì)70 年代末，高壽命的光電元件技術(shù)的得了突破性的進(jìn)展，光電感煙探測(cè)器應(yīng)運(yùn)而生。離子感煙和光電感煙各有千秋，且有一定的互補(bǔ)性。國(guó)外一直致力于研究發(fā)展光電感煙探測(cè)器，并取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。在日本，光電感煙探測(cè)器的銷(xiāo)售量已經(jīng)占到90%，歐洲也在大幅度減少離子感煙探測(cè)器。當(dāng)大空間內(nèi)部存在遮擋物時(shí)，火災(zāi)燃燒產(chǎn)物在空間的傳播受到空間高度和面積的影響，然而常規(guī)的感煙、感溫探測(cè)器只有當(dāng)火災(zāi)發(fā)展到一定程度時(shí)，才會(huì)做出相應(yīng)。在大空間復(fù)雜環(huán)境下，現(xiàn)行的火災(zāi)探測(cè)技術(shù)難以發(fā)揮有效作用，存在一些弊端。3 原有火災(zāi)探測(cè)器存在的弊端感溫火災(zāi)探測(cè)器是用來(lái)探測(cè)由火災(zāi)而產(chǎn)生的溫度變化來(lái)發(fā)出警報(bào)信號(hào)。場(chǎng)地空間太高或空氣的氣流速度大于5m/s，都會(huì)影響感溫探測(cè)器的感應(yīng)。感煙探測(cè)器是用來(lái)探測(cè)火災(zāi)產(chǎn)生的煙氣并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。火災(zāi)發(fā)生后，氣溫較高的火災(zāi)煙氣向上運(yùn)動(dòng)，安裝于頂棚上的感煙探測(cè)器探測(cè)到煙氣的濃度大于某一極限濃度，就會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。但是如果災(zāi)煙氣上升到十幾米或幾十米高處時(shí)，受到空氣的稀釋?zhuān)錅囟群蜐舛榷紩?huì)大大降低。到達(dá)頂棚的煙氣濃度達(dá)不到報(bào)警極限，這樣感煙探頭就不會(huì)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。 感光火災(zāi)探測(cè)器是探測(cè)火焰發(fā)出的紅外或紫光并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。這種探測(cè)器由于判據(jù)單一，容易對(duì)高功率熱源或強(qiáng)光產(chǎn)生誤報(bào)警。綜上所述，由于火災(zāi)發(fā)生的不確定性和多變性，普通的感溫、感煙、感光以及復(fù)合型的火災(zāi)探測(cè)器不可避免地要受到監(jiān)控環(huán)境的面積、高度、濕度、粉塵、氣流等因素的影響，這些影響在大空間的火災(zāi)探測(cè)中更加明顯。4 新型火災(zāi)探測(cè)技術(shù)近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外很多研究機(jī)構(gòu)對(duì)火災(zāi)探測(cè)技術(shù)進(jìn)行了深入的研究。其中基于數(shù)字圖像處理和模式識(shí)別技術(shù)的視頻監(jiān)控的圖像型火災(zāi)探測(cè)技術(shù)得到了飛速發(fā)展。視頻監(jiān)控的圖像型火災(zāi)探測(cè)技術(shù)是以計(jì)算機(jī)為核心，并且結(jié)合了光電成像技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)，具有非接觸式探測(cè)、高智能、強(qiáng)靈敏的特征而不受空間高度、氣流速度、熱障、易爆、有毒等環(huán)境條件的限制，能夠及時(shí)探測(cè)到早期的火焰和產(chǎn)生的煙霧。這一技術(shù)主要依靠人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識(shí)別技術(shù)完成。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Artificial Neural Network,簡(jiǎn)稱(chēng)A.N.N)是在對(duì)人腦組織結(jié)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)理的認(rèn)識(shí)理解基礎(chǔ)之上，模擬其結(jié)構(gòu)和智能行為的一種工程系統(tǒng)。早在20 世紀(jì)40 年代初期，心理學(xué)家McCulloch、數(shù)學(xué)家Pitts 就提出了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的第一個(gè)數(shù)學(xué)模型(M- P)，從此開(kāi)創(chuàng)了神經(jīng)科學(xué)理論研究的時(shí)代。1949 年(Hebb)提出了改變神經(jīng)元連接強(qiáng)度的學(xué)習(xí)規(guī)則即著名的赫伯規(guī)則，至今仍然在各種類(lèi)型的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中起著重要的作用。在這之后F.Rosenblatt 等學(xué)者又先后提出了感知模型，使得人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得以蓬勃發(fā)展。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是由大量的神經(jīng)元廣泛互連而成的系統(tǒng)，它的這一特點(diǎn)決定著人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有高速信處理能力。由于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中神經(jīng)元個(gè)數(shù)眾多，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)信息容量的巨大，因此它有著較強(qiáng)的信息處理能力，即使輸入信息不完全、不準(zhǔn)確或模糊不清，只要輸入的模式接近于訓(xùn)練樣本，系統(tǒng)就能夠給出正確的推理結(jié)論。日本學(xué)者Y.Okayama 和S.Nakanishi 把人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊邏輯應(yīng)用于火災(zāi)的早期識(shí)別6，它們已經(jīng)成為提高現(xiàn)有探測(cè)系統(tǒng)的有效工具。火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)不再單一的依靠開(kāi)關(guān)信號(hào)，而是反映火災(zāi)特征的模擬量。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有模擬人類(lèi)大腦思維方式的特征，可以處理非線(xiàn)性的、不完整的數(shù)據(jù)，它不僅可以在正常情況下給出問(wèn)題的次最優(yōu)解，而且還能夠在數(shù)據(jù)資料殘缺不全的情況下仍可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)，給出比較滿(mǎn)意的結(jié)果。火災(zāi)檢測(cè)信號(hào)是一類(lèi)非線(xiàn)性信號(hào)，因此利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法可以解決火災(zāi)檢測(cè)中的可靠性問(wèn)題7。5 結(jié)論根據(jù)對(duì)傳統(tǒng)火災(zāi)探測(cè)的及其原理分析，指出了這些方法所存在的缺點(diǎn)。以及介紹了視頻監(jiān)控的圖像型火災(zāi)探測(cè)技術(shù)方法及原理， 而其能夠?qū)馂?zāi)的發(fā)生進(jìn)行實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、可靠的預(yù)警。通過(guò)對(duì)兩者的比較，可以發(fā)現(xiàn)，視頻監(jiān)控的圖像型火災(zāi)探測(cè)技術(shù)必然得到廣泛應(yīng)用和長(zhǎng)足發(fā)展。參考文獻(xiàn)1Meili E. 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