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研究火災自動報警技術的應用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
摘要：針對當前火災自動報警系統(tǒng)存在的誤報漏報頻繁、智能化和網(wǎng)絡化程度低、特殊惡劣條件下火災探測報警抗干擾能力弱等問題，新技術、新工藝、新材料和新設備的應用研究勢在必行，火災自動報警技術向高可靠性、高靈敏性、低誤報率、系統(tǒng)網(wǎng)絡化、技術智能化方向發(fā)展是一種必然的趨勢。
關鍵詞：消防工程;火災自動報警技術;發(fā)展趨勢
以火災自動報警技術為核心的建筑消防系統(tǒng)，是預防和遏制建筑火災的重要保障。近年來，我國火災自動報警工程應用技術實現(xiàn)了較快發(fā)展，但由于在實際應用中，火災自動報警系統(tǒng)的通訊協(xié)議不一致，火災自動報警工程技術水平還相對落后，還存在著一些比較突出的問題。①適用范圍過小。我國火災自動報警系統(tǒng)技術比美、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(guī)范》、《建筑設計防火規(guī)范》規(guī)定的場所和部位，而在易造成群死群傷的中小型公眾聚集場所和社區(qū)居民家庭甚至部分高層住宅都沒有規(guī)定安裝火災自動報警系統(tǒng)，適用范圍過小，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行了智能化設計，但由于傳感器件探測的參數(shù)較少、支持系統(tǒng)的軟件開發(fā)不成熟、各種算法的準確性缺乏足夠驗證、火災現(xiàn)場參數(shù)數(shù)據(jù)庫不健全等，火災自動報警系統(tǒng)難以準確判定粒子(煙氣)的濃度、現(xiàn)場溫度、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)絡化程度低。我國應用的火災119動報警系統(tǒng)形式基本上以區(qū)域火災自動報警系統(tǒng)、集中火災自動報警系統(tǒng)和控制中心火災自動報警系統(tǒng)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(qū)域性網(wǎng)絡化火災自動報警系統(tǒng)。④組件連接方式有待改善。火災自動報警系統(tǒng)以多線制和總線制連接方式為主，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。同時，銅導線耐高溫性能差、易磨損，系統(tǒng)施工維修復雜，影響了火災自動報警系統(tǒng)的可靠性和更廣泛的應用。⑤火災自動報警系統(tǒng)誤報、漏報問題較多。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某些先天不足，無法準確地感應各種物質(zhì)在燃燒過程中所特有的聲波、光譜、輻射、氣味等諸多方面發(fā)生的微妙變化，對火災發(fā)生過程中所產(chǎn)生的不同粒徑和顏色的煙存在探測“盲區(qū)”，誤報、漏報現(xiàn)象時有發(fā)生。⑥超早期火災探測報警技術應用還幾乎處于空白。國外已開發(fā)出適合潔凈空間高靈敏度感煙火災探測報警系統(tǒng)，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(tǒng)和氣體火災探測報警系統(tǒng)，與普通火災探測報警系統(tǒng)相比，其探測靈敏度提高了兩個數(shù)量級，甚至更多，這些系統(tǒng)采用了激光粒子計數(shù)、激光散射等原理監(jiān)視被保護空間，以單位體積內(nèi)粒子增加的多少來判斷是否發(fā)生火災，系統(tǒng)可在火災發(fā)生前幾小時或幾天內(nèi)識別潛在的火災危險性，實現(xiàn)超早期火災報警。而該技術我國目前還處于起步階段有待進一步研究開發(fā)應用。
針對上述問題，火災自動報警應用技術應進一步著眼于當前國際發(fā)展的新形勢，加快更新改造進程，加強對數(shù)字技術和新工藝、新材料的應用，改進系統(tǒng)能力，使火災自動報警應用技術向著高可靠、低誤報和網(wǎng)絡化、智能化方向發(fā)展。當前，國外火災自動報警應用技術的發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)為七個方面。
1、網(wǎng)絡化
火災自動報警系統(tǒng)網(wǎng)絡化是用計算機技術將控制器之間、探測器之間、系統(tǒng)內(nèi)部、各個系統(tǒng)之間以及城市“ll9”報警中心等通過一定的網(wǎng)絡協(xié)議進行相互連接，實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)的調(diào)用，對火災自動報警系統(tǒng)實行網(wǎng)絡監(jiān)控管理，使各個獨立的系統(tǒng)組成一個大的網(wǎng)絡， 實現(xiàn)網(wǎng)絡內(nèi)部各系統(tǒng)之間的資源和信息共享，使城市“ll9”報警中心的人員能及時、準確掌握各單位的有關信息，對各系統(tǒng)進行宏觀管理，對各系統(tǒng)出現(xiàn)的問題能及時發(fā)現(xiàn)并及時責成有關單位進行處理，從而彌補現(xiàn)在部分火災自動報警系統(tǒng)擅自停用，值班管理人員責任心不強、業(yè)務素質(zhì)低、對出現(xiàn)的問題處置不及時、不果斷等方面的不足。
2、智能化
火災自動報警系統(tǒng)智能化是使探測系統(tǒng)能模仿人的思維，主動采集環(huán)境溫度、濕度、灰塵、光波等數(shù)據(jù)模擬量并充分采用模糊邏輯和人工神經(jīng)網(wǎng)絡技術等進行計算處理，對各項環(huán)境數(shù)據(jù)進行對比判斷，從而準確地預報和探測火災，避免誤報和漏報現(xiàn)象。發(fā)生火災時，能依據(jù)探測到的各種信息對火場的范圍、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行形象提示、對出動力量和撲救方法等給出合理化建議，以實現(xiàn)各方面快速準確反應聯(lián)動，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(shù)據(jù)可作為準確判定起火原因、調(diào)查火災事故責任的科學依據(jù)。此外，規(guī)模龐大的建筑使用全智能型火災自動報警系統(tǒng)， 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(tǒng)巡檢速度、穩(wěn)定性和可靠性。
3、多樣化
(1)火災探探測技術的多樣化。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，但光纖線性感溫探測技術、火焰自動探測技術、氣體探測技術、靜電探測技術、燃燒聲波探測技術、復合式探測技術代表了火災探測技術發(fā)展和開發(fā)應用研究的方向。此外，利用納米粒子化學活性強、化學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，用來探測有毒氣體、易燃易爆氣體、蒸氣及煙霧的濃度并進行預警，具有反應快、準確性高的特點，目前已列為我國消防科研工作者的重點研究開發(fā)課題。
(2)設備連接方式的多樣化。隨著無線通信技術的成熟、完善和新型有線通信材料的研制，設備間、系統(tǒng)間可根據(jù)具體的環(huán)境、場所的不同而選擇方便可靠的通信方式和技術，設備間可以用無線技術進行連接，形成有線、無線互補，同時新型通信材料的研制開發(fā)可彌補銅線連接存在的缺陷。而且各探測器之間也可進行數(shù)據(jù)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(tǒng)間、設備間的信息傳遞更方便、更可靠。
4、小型化
火災自動報警系統(tǒng)的小型化是指探測部分或者說網(wǎng)絡中的“子系統(tǒng)”小型化。如果火災自動報警系統(tǒng)實現(xiàn)網(wǎng)絡化，那么系統(tǒng)中的中心控制器等設備就會變得很小，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)絡中的設備、服務資源進行判斷、控制、報警，這樣火災自動報警系統(tǒng)安裝、使用、管理就變得簡潔、省錢、方便。
5、社區(qū)化
目前我國火災自動報警系統(tǒng)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報警系統(tǒng)。隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展、人們安全意識的增強、火災自動報警系統(tǒng)的進一步完善以及智能化程度的提高，在社區(qū)家庭特圳是高級住宅積極推廣應用防盜、防火聯(lián)動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、藍牙技術無線化
與有線火災自動報警系統(tǒng)相比， 藍牙技術無線火災自動報警系統(tǒng)具有施工簡單、安裝容易、組網(wǎng)方便、調(diào)試省時省力等特點，而且對建筑結構損壞小，便于與原有系統(tǒng)集成且容易擴展，系統(tǒng)設計簡單且可完全尋址，便于網(wǎng)絡化設計， 可廣泛應用于醫(yī)院、文物古建筑 機場、綜合建筑和不便聯(lián)網(wǎng)、建筑物分散、規(guī)模較大，干擾較小的建筑。對正在施工或正在進行重新裝修的場所，在未安裝有線火災自動報警系統(tǒng)前，這種臨時系統(tǒng)可以充分保障建筑物的防火安全，一旦施工結束，藍牙技術無線系統(tǒng)可以很容易轉移到別的場所。
7、高靈敏化
以早期火災智能預警系統(tǒng)為代表。該系統(tǒng)除采用先進的激光探測技術和獨特的主動式空氣采樣技術以外，還采用了“人工神經(jīng)網(wǎng)絡”算法，具有很強的適應能力、學習能力、容錯能力和并行處理能力，近乎于人類的神經(jīng)思維。此外，該系統(tǒng)的子機與主機可以進行雙向智能信息交流。使整個系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)的高靈敏性和高可靠性，實現(xiàn)早期報警。
針對當前火災自動報警系統(tǒng)存在的通訊協(xié)議不一致，系統(tǒng)誤報、漏報頻繁，智能化程度低，網(wǎng)絡化程度低、特殊惡劣環(huán)境的火災探測報警抗干擾等問題較為突出的現(xiàn)象，提出在符合國家消防規(guī)范的基礎下采用統(tǒng)一、標準、開放的通訊協(xié)議，通過對新技術、新工藝、新材料和新設備的應用研究，對系統(tǒng)方案、設備選型的優(yōu)化組合，改進火災自動報警系統(tǒng)的工作性能、減少維護費用和維護要求，向著高可靠性、高靈敏性、低誤報率、系統(tǒng)網(wǎng)絡化、技術智能化方向發(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。這是火災自動報警應用技術的研究發(fā)展趨勢。
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