研究火災自動(dòng)報警技術(shù)的應用現狀及發(fā)展趨勢
摘要：針對當前火災自動(dòng)報警系統存在的誤報漏報頻繁、智能化和網(wǎng)絡(luò )化程度低、特殊惡劣條件下火災探測報警抗干擾能力弱等問(wèn)題，新技術(shù)、新工藝、新材料和新設備的應用研究勢在必行，火災自動(dòng)報警技術(shù)向高可靠性、高靈敏性、低誤報率、系統網(wǎng)絡(luò )化、技術(shù)智能化方向發(fā)展是一種必然的趨勢。
關(guān)鍵詞：消防工程;火災自動(dòng)報警技術(shù);發(fā)展趨勢
以火災自動(dòng)報警技術(shù)為核心的建筑消防系統，是預防和遏制建筑火災的重要保障。近年來(lái)，我國火災自動(dòng)報警工程應用技術(shù)實(shí)現了較快發(fā)展，但由于在實(shí)際應用中，火災自動(dòng)報警系統的通訊協(xié)議不一致，火災自動(dòng)報警工程技術(shù)水平還相對落后，還存在著(zhù)一些比較突出的問(wèn)題。①適用范圍過(guò)小。我國火災自動(dòng)報警系統技術(shù)比美、英等發(fā)達國家起步較晚，安裝范圍主要是《高層民用建筑設計防火規范》、《建筑設計防火規范》規定的場(chǎng)所和部位，而在易造成群死群傷的中小型公眾聚集場(chǎng)所和社區居民家庭甚至部分高層住宅都沒(méi)有規定安裝火災自動(dòng)報警系統，適用范圍過(guò)小，防范措施不到位。②智能化程度低。我國使用的火災探測器雖然都進(jìn)行了智能化設計，但由于傳感器件探測的參數較少、支持系統的軟件開(kāi)發(fā)不成熟、各種算法的準確性缺乏足夠驗證、火災現場(chǎng)參數數據庫不健全等，火災自動(dòng)報警系統難以準確判定粒子(煙氣)的濃度、現場(chǎng)溫度、光波的強度以及可燃氣體的濃度、電磁輻射等指標，造成遲報、誤報、漏報情況較多。③網(wǎng)絡(luò )化程度低。我國應用的火災119動(dòng)報警系統形式基本上以區域火災自動(dòng)報警系統、集中火災自動(dòng)報警系統和控制中心火災自動(dòng)報警系統為主，安裝形式主要是集散控制方式，自成體系，自我封閉，尚未形成區域性網(wǎng)絡(luò )化火災自動(dòng)報警系統。④組件連接方式有待改善�；馂淖詣�(dòng)報警系統以多線(xiàn)制和總線(xiàn)制連接方式為主，探測器和報警器及控制器之間是采用兩條或多條的銅芯絕緣導線(xiàn)或銅芯電纜穿管相接，存在耗材多、成本高、抗干擾能力差的缺點(diǎn)。同時(shí)，銅導線(xiàn)耐高溫性能差、易磨損，系統施工維修復雜，影響了火災自動(dòng)報警系統的可靠性和更廣泛的應用。⑤火災自動(dòng)報警系統誤報、漏報問(wèn)題較多。由于火災探測器的安裝環(huán)境極其復雜，加之各種傳感器在探測火災方面存在著(zhù)某些先天不足，無(wú)法準確地感應各種物質(zhì)在燃燒過(guò)程中所特有的聲波、光譜、輻射、氣味等諸多方面發(fā)生的微妙變化，對火災發(fā)生過(guò)程中所產(chǎn)生的不同粒徑和顏色的煙存在探測“盲區”，誤報、漏報現象時(shí)有發(fā)生。⑥超早期火災探測報警技術(shù)應用還幾乎處于空白。國外已開(kāi)發(fā)出適合潔凈空間高靈敏度感煙火災探測報警系統，如激光式高靈敏度感煙火災探測器，吸氣式高靈敏度感煙火災探測報警系統和氣體火災探測報警系統，與普通火災探測報警系統相比，其探測靈敏度提高了兩個(gè)數量級，甚至更多，這些系統采用了激光粒子計數、激光散射等原理監視被保護空間，以單位體積內粒子增加的多少來(lái)判斷是否發(fā)生火災，系統可在火災發(fā)生前幾小時(shí)或幾天內識別潛在的火災危險性，實(shí)現超早期火災報警。而該技術(shù)我國目前還處于起步階段有待進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)應用。
針對上述問(wèn)題，火災自動(dòng)報警應用技術(shù)應進(jìn)一步著(zhù)眼于當前國際發(fā)展的新形勢，加快更新改造進(jìn)程，加強對數字技術(shù)和新工藝、新材料的應用，改進(jìn)系統能力，使火災自動(dòng)報警應用技術(shù)向著(zhù)高可靠、低誤報和網(wǎng)絡(luò )化、智能化方向發(fā)展。當前，國外火災自動(dòng)報警應用技術(shù)的發(fā)展趨勢主要表現為七個(gè)方面。
1、網(wǎng)絡(luò )化
火災自動(dòng)報警系統網(wǎng)絡(luò )化是用計算機技術(shù)將控制器之間、探測器之間、系統內部、各個(gè)系統之間以及城市“ll9”報警中心等通過(guò)一定的網(wǎng)絡(luò )協(xié)議進(jìn)行相互連接，實(shí)現遠程數據的調用，對火災自動(dòng)報警系統實(shí)行網(wǎng)絡(luò )監控管理，使各個(gè)獨立的系統組成一個(gè)大的網(wǎng)絡(luò )， 實(shí)現網(wǎng)絡(luò )內部各系統之間的資源和信息共享，使城市“ll9”報警中心的人員能及時(shí)、準確掌握各單位的有關(guān)信息，對各系統進(jìn)行宏觀(guān)管理，對各系統出現的問(wèn)題能及時(shí)發(fā)現并及時(shí)責成有關(guān)單位進(jìn)行處理，從而彌補現在部分火災自動(dòng)報警系統擅自停用，值班管理人員責任心不強、業(yè)務(wù)素質(zhì)低、對出現的問(wèn)題處置不及時(shí)、不果斷等方面的不足。
2、智能化
火災自動(dòng)報警系統智能化是使探測系統能模仿人的思維，主動(dòng)采集環(huán)境溫度、濕度、灰塵、光波等數據模擬量并充分采用模糊邏輯和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)等進(jìn)行計算處理，對各項環(huán)境數據進(jìn)行對比判斷，從而準確地預報和探測火災，避免誤報和漏報現象。發(fā)生火災時(shí)，能依據探測到的各種信息對火場(chǎng)的范圍、火勢的大小、煙的濃度以及火的蔓延方向等給出詳細的描述，甚至可配合電子地圖進(jìn)行形象提示、對出動(dòng)力量和撲救方法等給出合理化建議，以實(shí)現各方面快速準確反應聯(lián)動(dòng)，最大限度地降低人員傷亡和財產(chǎn)損失，而且火災中探測到的各種數據可作為準確判定起火原因、調查火災事故責任的科學(xué)依據。此外，規模龐大的建筑使用全智能型火災自動(dòng)報警系統， 即探測器和控制器均為智能型，分別承擔不同的職能，可提高系統巡檢速度、穩定性和可靠性。
3、多樣化
(1)火災探探測技術(shù)的多樣化。我國目前應用的火災探測器按其響應和工作原理基本可分為感煙、感溫、火焰、可燃氣體探測器以及兩種或幾種探測器的組合等，其中，感煙探測器一枝獨秀，但光纖線(xiàn)性感溫探測技術(shù)、火焰自動(dòng)探測技術(shù)、氣體探測技術(shù)、靜電探測技術(shù)、燃燒聲波探測技術(shù)、復合式探測技術(shù)代表了火災探測技術(shù)發(fā)展和開(kāi)發(fā)應用研究的方向。此外，利用納米粒子化學(xué)活性強、化學(xué)反應選擇性好的特性，將納米材料制成氣體探測器或離子感煙探測器，用來(lái)探測有毒氣體、易燃易爆氣體、蒸氣及煙霧的濃度并進(jìn)行預警，具有反應快、準確性高的特點(diǎn)，目前已列為我國消防科研工作者的重點(diǎn)研究開(kāi)發(fā)課題。
(2)設備連接方式的多樣化。隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的成熟、完善和新型有線(xiàn)通信材料的研制，設備間、系統間可根據具體的環(huán)境、場(chǎng)所的不同而選擇方便可靠的通信方式和技術(shù)，設備間可以用無(wú)線(xiàn)技術(shù)進(jìn)行連接，形成有線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)互補，同時(shí)新型通信材料的研制開(kāi)發(fā)可彌補銅線(xiàn)連接存在的缺陷。而且各探測器之間也可進(jìn)行數據信息傳遞和交流，使探測器的設置從枝狀變成網(wǎng)狀，探測器不再是各自獨立的，使系統間、設備間的信息傳遞更方便、更可靠。
4、小型化
火災自動(dòng)報警系統的小型化是指探測部分或者說(shuō)網(wǎng)絡(luò )中的“子系統”小型化。如果火災自動(dòng)報警系統實(shí)現網(wǎng)絡(luò )化，那么系統中的中心控制器等設備就會(huì )變得很小，甚至對較小的報警設備安裝單位就可以不再獨立設置，而依靠網(wǎng)絡(luò )中的設備、服務(wù)資源進(jìn)行判斷、控制、報警，這樣火災自動(dòng)報警系統安裝、使用、管理就變得簡(jiǎn)潔、省錢(qián)、方便。
5、社區化
目前我國火災自動(dòng)報警系統只被安裝在重要建筑上，而在美國、日本等發(fā)達國家，包括許多居民家庭都安裝了火災自動(dòng)報警系統。隨著(zhù)我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展、人們安全意識的增強、火災自動(dòng)報警系統的進(jìn)一步完善以及智能化程度的提高，在社區家庭特圳是高級住宅積極推廣應用防盜、防火聯(lián)動(dòng)報警裝置或獨立式感煙探測器，對干預防居民家庭火災是非常必要和行之有效的措施。
6、藍牙技術(shù)無(wú)線(xiàn)化
與有線(xiàn)火災自動(dòng)報警系統相比， 藍牙技術(shù)無(wú)線(xiàn)火災自動(dòng)報警系統具有施工簡(jiǎn)單、安裝容易、組網(wǎng)方便、調試省時(shí)省力等特點(diǎn)，而且對建筑結構損壞小，便于與原有系統集成且容易擴展，系統設計簡(jiǎn)單且可完全尋址，便于網(wǎng)絡(luò )化設計， 可廣泛應用于醫院、文物古建筑 機場(chǎng)、綜合建筑和不便聯(lián)網(wǎng)、建筑物分散、規模較大，干擾較小的建筑。對正在施工或正在進(jìn)行重新裝修的場(chǎng)所，在未安裝有線(xiàn)火災自動(dòng)報警系統前，這種臨時(shí)系統可以充分保障建筑物的防火安全，一旦施工結束，藍牙技術(shù)無(wú)線(xiàn)系統可以很容易轉移到別的場(chǎng)所。
7、高靈敏化
以早期火災智能預警系統為代表。該系統除采用先進(jìn)的激光探測技術(shù)和獨特的主動(dòng)式空氣采樣技術(shù)以外，還采用了“人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )”算法，具有很強的適應能力、學(xué)習能力、容錯能力和并行處理能力，近乎于人類(lèi)的神經(jīng)思維。此外，該系統的子機與主機可以進(jìn)行雙向智能信息交流。使整個(gè)系統的響應速度及運行能力空前提高， 誤報率幾乎接近零，靈敏度比傳統探測器高l000倍以上，能探測到物質(zhì)高熱分解出的微粒子，并在火災發(fā)生前的30min到20min預警，確保了系統的高靈敏性和高可靠性，實(shí)現早期報警。
針對當前火災自動(dòng)報警系統存在的通訊協(xié)議不一致，系統誤報、漏報頻繁，智能化程度低，網(wǎng)絡(luò )化程度低、特殊惡劣環(huán)境的火災探測報警抗干擾等問(wèn)題較為突出的現象，提出在符合國家消防規范的基礎下采用統一、標準、開(kāi)放的通訊協(xié)議，通過(guò)對新技術(shù)、新工藝、新材料和新設備的應用研究，對系統方案、設備選型的優(yōu)化組合，改進(jìn)火災自動(dòng)報警系統的工作性能、減少維護費用和維護要求，向著(zhù)高可靠性、高靈敏性、低誤報率、系統網(wǎng)絡(luò )化、技術(shù)智能化方向發(fā)展，為更好的預防和遏制建筑火災提供了強有力的保障，從而更好的保護國家和人民的生命、財產(chǎn)安全。這是火災自動(dòng)報警應用技術(shù)的研究發(fā)展趨勢。
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