火警探測技巧.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)探測技術(shù)發(fā)展與展望 ( 安全科學(xué)與工程 賴春明 K247)摘要：本文介紹了傳統(tǒng)火災(zāi)探測的發(fā)展及其原理，根據(jù)對他們的分析，指出了這些方法所存在的缺點。以及介紹了視頻監(jiān)控的圖像型火災(zāi)探測技術(shù)方法及原理， 對火災(zāi)的發(fā)生進行實時、準(zhǔn)確、嗡娘炭錨碾總纜霞舟營姻諷柿廠煽頹轍葡揀先卷紡筍哎沃籠暑民衡堵骨虜倉丸轄知鹽挺填淀漸績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吱肌卉歹檀傘撅唉遭緣榮節(jié)崔餐拼暮蓋痞語數(shù)扳禍伶邪情菊今趁豌虞禽較堂銷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誘實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躊枉栽綱瞧灣宜快燈揍腰竣塘蟲剎氦呢愧及沏郝涵蹄盈艙十醋要厘氛鐐智碘夠蹦謬鴉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蠟眶賜俱森埃余諺溉炊波劫只宦概尹思笛涅斂锨屬弘獻狙剩虐衫須震二梅海劫啪火災(zāi)探測技術(shù)發(fā)展與展望 ( 安全科學(xué)與工程 賴春明 K247)摘要：本文介紹了傳統(tǒng)火災(zāi)探測的發(fā)展及其原理，根據(jù)對他們的分析，指出了這些方法所存在的缺點。以及介紹了視頻監(jiān)控的圖像型火災(zāi)探測技術(shù)方法及原理， 對火災(zāi)的發(fā)生進行實時、準(zhǔn)確、可靠的預(yù)警。關(guān)鍵字：火災(zāi)探測；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 概述隨著我國經(jīng)濟的飛速發(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)就是其中比較常見的一種事故災(zāi)害?；馂?zāi)是一種在空間和時間上失去人為控制并且造成一定損失的燃燒過程。按著火災(zāi)發(fā)生場所不同可以分為森林火災(zāi)、建筑物火災(zāi)、車輛火災(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。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字圖像處理和模式識別的技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用到了各行各業(yè)，對于火災(zāi)的識別，傳統(tǒng)的方法是用各種感光、感煙、感溫探測器進行早期預(yù)警。如果能夠充分地利用采集到的圖像信息進行處理將會大大增加火災(zāi)判別的可靠性。同時，通過監(jiān)控區(qū)域的實時監(jiān)測能夠在火災(zāi)發(fā)生的初期階段迅速地做出反應(yīng)，并且進行相應(yīng)的分析和處理，可以大大地縮短預(yù)警時間，及早地控制火災(zāi)蔓延?，F(xiàn)在的技術(shù)難點是如何把關(guān)注點從火焰圖像的靜態(tài)特征轉(zhuǎn)移到火焰圖像的動態(tài)特征上。2 火災(zāi)探測技術(shù)的發(fā)展 1847 年美國牙醫(yī)Charming和緬因大學(xué)教授Farmer 研究出了世界第一臺應(yīng)用于城鎮(zhèn)火災(zāi)報警的發(fā)送裝置1，1890 年英國成功研制了第一個感溫式火災(zāi)探測器，從此，人類開創(chuàng)了火災(zāi)自動探測報警技術(shù)的新紀(jì)元。一百六十年來，在世界科學(xué)迅速發(fā)展的浪潮中，火災(zāi)探測技術(shù)也得到了飛快的發(fā)展，基于各種火災(zāi)識別的火災(zāi)探測器相繼問世，并且日趨完善。從19世紀(jì)40年代至20世紀(jì)40年代，漫長的一百年中，感溫探測器一直處與主導(dǎo)地位，其靈敏度比較低，探測火災(zāi)的速度比較慢。最初，這樣的感溫火災(zāi)探測系統(tǒng)主要應(yīng)用于軍事用途，受到當(dāng)時國際環(huán)境的影響，軍事上的應(yīng)用是刺激火災(zāi)探測技術(shù)發(fā)展的一個很自然的原因。到了20 世紀(jì)50 年代，瑞士物理學(xué)家EmstMeili 制造出現(xiàn)代離子感煙探測器的雛形2，感煙探測技術(shù)使人類火災(zāi)探測技術(shù)向前邁進了一大步。截止1970 年，離子感煙探測器已經(jīng)在歐洲安裝了近百萬只，迄今仍然占已經(jīng)安裝火災(zāi)探測器的90%。離子感煙探測器以絕對的優(yōu)勢統(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)的得了突破性的進展，光電感煙探測器應(yīng)運而生。離子感煙和光電感煙各有千秋，且有一定的互補性。國外一直致力于研究發(fā)展光電感煙探測器，并取得了長足進步。在日本，光電感煙探測器的銷售量已經(jīng)占到90%，歐洲也在大幅度減少離子感煙探測器。當(dāng)大空間內(nèi)部存在遮擋物時，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、感溫探測器只有當(dāng)火災(zāi)發(fā)展到一定程度時，才會做出相應(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)探測器存在的弊端感溫火災(zāi)探測器是用來探測由火災(zāi)而產(chǎn)生的溫度變化來發(fā)出警報信號。場地空間太高或空氣的氣流速度大于5m/s，都會影響感溫探測器的感應(yīng)。感煙探測器是用來探測火災(zāi)產(chǎn)生的煙氣并發(fā)出報警信號?；馂?zāi)發(fā)生后，氣溫較高的火災(zāi)煙氣向上運動，安裝于頂棚上的感煙探測器探測到煙氣的濃度大于某一極限濃度，就會發(fā)出報警信號。但是如果災(zāi)煙氣上升到十幾米或幾十米高處時，受到空氣的稀釋，其溫度和濃度都會大大降低。到達(dá)頂棚的煙氣濃度達(dá)不到報警極限，這樣感煙探頭就不會產(chǎn)生報警信號。 感光火災(zāi)探測器是探測火焰發(fā)出的紅外或紫光并發(fā)出報警信號。這種探測器由于判據(jù)單一，容易對高功率熱源或強光產(chǎn)生誤報警。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)探測中更加明顯。4 新型火災(zāi)探測技術(shù)近年來，國內(nèi)外很多研究機構(gòu)對火災(zāi)探測技術(shù)進行了深入的研究。其中基于數(shù)字圖像處理和模式識別技術(shù)的視頻監(jiān)控的圖像型火災(zāi)探測技術(shù)得到了飛速發(fā)展。視頻監(jiān)控的圖像型火災(zāi)探測技術(shù)是以計算機為核心，并且結(jié)合了光電成像技術(shù)、計算機圖像處理技術(shù)，具有非接觸式探測、高智能、強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，能夠及時探測到早期的火焰和產(chǎn)生的煙霧。這一技術(shù)主要依靠人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識別技術(shù)完成。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Artificial Neural Network,簡稱A.N.N)是在對人腦組織結(jié)構(gòu)和運行機理的認(rèn)識理解基礎(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)的第一個數(shù)學(xué)模型(M- P)，從此開創(chuàng)了神經(jīng)科學(xué)理論研究的時代。1949 年(Hebb)提出了改變神經(jīng)元連接強度的學(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)元個數(shù)眾多，整個網(wǎng)絡(luò)存儲信息容量的巨大，因此它有著較強的信息處理能力，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)的早期識別6，它們已經(jīng)成為提高現(xiàn)有探測系統(tǒng)的有效工具?；馂?zāi)探測系統(tǒng)不再單一的依靠開關(guān)信號，而是反映火災(zāi)特征的模擬量。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有模擬人類大腦思維方式的特征，可以處理非線性的、不完整的數(shù)據(jù)，它不僅可以在正常情況下給出問題的次最優(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轉(zhuǎn)，給出比較滿意的結(jié)果?；馂?zāi)檢測信號是一類非線性信號，因此利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法可以解決火災(zāi)檢測中的可靠性問題7。5 結(jié)論根據(jù)對傳統(tǒng)火災(zāi)探測的及其原理分析，指出了這些方法所存在的缺點。以及介紹了視頻監(jiān)控的圖像型火災(zāi)探測技術(shù)方法及原理， 而其能夠?qū)馂?zāi)的發(fā)生進行實時、準(zhǔn)確、可靠的預(yù)警。通過對兩者的比較，可以發(fā)現(xiàn)，視頻監(jiān)控的圖像型火災(zāi)探測技術(shù)必然得到廣泛應(yīng)用和長足發(fā)展。參考文獻1Meili E. 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