微電(diàn)子技(jì)術(shù)、探測傳感器(qì)技(jì)術(shù)、通(tōng)信和網絡化技(jì)術(shù)的飛(fēi)速發展,促使城(chéng)市(shì)火災探測報(bào)警與消防通(tōng)信技(jì)術(shù)領域發生(shēng)了新的變化。其主要特征體現在:火災探測報(bào)警時間的提前、火災探測報(bào)警可靠性的提高(gāo)、特殊場所火災的探測報(bào)警、火災探測報(bào)警系統的網絡化、消防聯動控制的智能(néng)化、消防通(tōng)信網絡技(jì)術(shù)與計算(suàn)機(jī)接警指揮管理等。本文多(duō)側面論述了城(chéng)市(shì)火災探測報(bào)警與消防通(tōng)信技(jì)術(shù)發展的現狀及存在的主要問題,同時提出了火災預報(bào)、多(duō)信息火災探測傳感等新概念。
城(chéng)市(shì)火災探測報(bào)警與消防通(tōng)信新技(jì)術(shù)是研究和解決即将著(zhe)火和著(zhe)火之後的消防問題的一(yī)門(mén)科學。用最小(xiǎo)的代價,實現可靠的火災探測報(bào)警,并且能(néng)使火災損失降到(dào)最低(dī)限度,是火災探測報(bào)警追求的一(yī)個(gè)重要的性能(néng)指标和不斷深入研究的難題。為(wèi)此,人們通(tōng)過多(duō)種渠道研究城(chéng)市(shì)火災探測報(bào)警與消防通(tōng)信技(jì)術(shù)。它是涉及光(guāng)學、電(diàn)子學、傳感技(jì)術(shù)、信息處理技(jì)術(shù)、控制理論、邏輯學、網絡學、計算(suàn)機(jī)技(jì)術(shù)、燃燒理論等多(duō)種學科的綜合應用技(jì)術(shù)。
火災探測報(bào)警時間的提前
一(yī)些特殊的重要單位和場所如計算(suàn)機(jī)中心、電(diàn)力調度指揮中心、郵電(diàn)通(tōng)信樞紐、圖文檔案信息中心、半導體生(shēng)産車間、核電(diàn)站等,在國(guó)民(mín)經濟和社會(huì)生(shēng)産生(shēng)活中起著(zhe)至關重要的作用。在這些場所内的各種電(diàn)氣、電(diàn)子設備、儀器(qì)儀表高(gāo)度集中且處于長(cháng)期運行狀态,電(diàn)氣設備過載、過熱、短路(lù)的火災隐患較多(duō),一(yī)旦發生(shēng)火災又(yòu)将給國(guó)家造成重大的經濟損失,給社會(huì)帶來重大影響;而易燃易爆場所一(yī)旦發生(shēng)火災爆炸事(shì)故,将難以及時撲救。鑒于這些場所的重要性和特殊性,普通(tōng)類型的感溫、感煙(yān)火災探測報(bào)警系統已不能(néng)滿足需要,必須采用超早期火災探測報(bào)警技(jì)術(shù)。
一(yī)些發達國(guó)家對超早期火災探測報(bào)警技(jì)術(shù)的研究與産品開(kāi)發十分重視。早在上(shàng)世紀80年(nián)代,日本、美國(guó)、英國(guó)、瑞士、德國(guó)、澳大利亞等國(guó)已開(kāi)始進行該領域的技(jì)術(shù)研究和産品開(kāi)發,目前已研究開(kāi)發出激光(guāng)式高(gāo)靈敏度感煙(yān)火災探測器(qì)、吸氣式高(gāo)靈敏度火災探測報(bào)警系統和氣體火災探測報(bào)警系統等超早期火災探測報(bào)警産品。這些系統采用激光(guāng)粒子計數原理、激光(guāng)散射原理監視被保護空間,以單位體積内粒子增加的多(duō)少來判斷是否可能(néng)發生(shēng)火災,可以在火災發生(shēng)之前的幾小(xiǎo)時或幾天内,識别潛在的火災危險性,實現超早期火災報(bào)警。與普通(tōng)感煙(yān)火災探測報(bào)警系統相(xiàng)比,這種系統的探測靈敏度提高(gāo)了兩個(gè)數量級甚至更多(duō)。但目前,這種技(jì)術(shù)還(hái)僅限于對煙(yān)粒子的探測,在應用中還(hái)是不同程度地受到(dào)了應用場所環境的限制。
利用氣體和氣體成分對火災早期階段生(shēng)成物(wù)或構成火災的要素進行探測的火災探測技(jì)術(shù)研究,也是超早期火災探測另一(yī)前景看(kàn)好的研究方面。專家認為(wèi),在研究超早期火災探測技(jì)術(shù)的同時,将火災探測報(bào)警分成火災探測報(bào)警和火災預報(bào)兩個(gè)階段,探讨新的處理方法和概念,用新的概念引導技(jì)術(shù),會(huì)更有力地促進超早期火災探測技(jì)術(shù)的發展。
特殊場所火災探測報(bào)警及火災探測傳感新技(jì)術(shù)
易燃易爆場所一(yī)旦爆炸起火,火勢蔓延速度極快,難以控制,人們為(wèi)此專門(mén)開(kāi)發研制了在火災爆炸事(shì)故之前,從(cóng)可燃氣體濃度方面進行故障和火災爆炸危險性等方面預測的線型可燃氣體探測報(bào)警系統。它采用光(guāng)學原理,利用不同氣體光(guāng)譜特性的差别進行氣體濃度探測,從(cóng)根本上(shàng)解決了點型可燃氣體傳感元件(jiàn)穩定性差、壽命短等缺陷,用于大面積可燃氣體探測報(bào)警時,性能(néng)價格比較高(gāo),其原理還(hái)可擴展用于其他場所氣體洩漏的監測。
但是,目前的特殊場所火災探測報(bào)警還(hái)僅限于固定形式的研究,對于移動危險品及化學災害事(shì)故的預測與探測報(bào)警的相(xiàng)關研究尚處于空白(bái)階段。
火災探測報(bào)警系統可靠性的提高(gāo)
火災探測報(bào)警系統可靠性的提高(gāo)首先體現在用智能(néng)技(jì)術(shù)處理傳感器(qì)提供的火災信息。人們采用多(duō)種火災探測算(suàn)法和複合多(duō)傳感等傳感方式,為(wèi)判斷火災提供了更加充分可靠的信息。
(一(yī))火災探測器(qì)功能(néng)的更新
現代火災探測器(qì)的最大特征之一(yī)就(jiù)是判别功能(néng)和判定決定權不僅從(cóng)觀念上(shàng)分離,而且在實際應用中已經分别執行。早期的判别功能(néng)和判定決定權合二為(wèi)一(yī),由設置在探測器(qì)中的傳感器(qì)件(jiàn)實現,因而處理問題死闆且易受幹擾。而現代火災探測傳感器(qì)的判别功能(néng)和判定決定權由軟件(jiàn)控制,能(néng)濾除幹擾,識别真假火災,提高(gāo)系統的可靠性,實現火災智能(néng)判定判斷。
此外,模糊邏輯、神經網絡等高(gāo)新技(jì)術(shù)用于火災的判别,也可以大大提高(gāo)火災探測的可靠性。一(yī)些消防聯動控制設備,甚至控制模塊也開(kāi)始具備智能(néng)功能(néng),其判别功能(néng)更加細分,實行兩級(或多(duō)級)判别,以提高(gāo)火災探測報(bào)警系統的性能(néng)和可靠性。
(二)多(duō)信息技(jì)術(shù)的采用
早期的火災探測器(qì)對于火災信息的反應是輸出信息“0”或“1”即開(kāi)關量,其他信息僅圍繞反映開(kāi)關是否正常,能(néng)否動作等。而現代火災探測器(qì)是對火災過程進行監測,有些探測器(qì)實質上(shàng)隻起傳感器(qì)的作用。因此,其火災信息量明顯增加。另一(yī)方面,各種單一(yī)傳感器(qì)提供的火災信息均混雜(zá)非火災信息,給從(cóng)傳感器(qì)提供的火災信息上(shàng)判别火災增加了難度,人們于是開(kāi)始研究基于新型探測原理的傳感器(qì)件(jiàn)(如氣體傳感器(qì)等)和複合探測器(qì),對火災過程的多(duō)參數進行監測,配以智能(néng)判别技(jì)術(shù),以達到(dào)減少誤報(bào),提高(gāo)可靠性的目的。
細微特征的辨識也是從(cóng)提供信息角度識别火災的一(yī)種方法。采用單片機(jī)的智能(néng)火災探測器(qì),可以打破采樣受控制器(qì)控制的被動局面,主動獲取對于識别真假火災參數非常重要的細微信息。
火災探測報(bào)警系統的評估
二十世紀90年(nián)代以來,我國(guó)火災探測報(bào)警産業(yè)化發展非常迅猛,從(cóng)事(shì)火災探測報(bào)警産品生(shēng)産的企業(yè)已超過100家,年(nián)産值達幾十億元,已經成為(wèi)我國(guó)高(gāo)新技(jì)術(shù)産業(yè)的一(yī)個(gè)組成部分,國(guó)外産品也大量進入我國(guó)市(shì)場。我國(guó)每年(nián)建築中新安裝的火災探測器(qì)約200萬隻,其中大約80%為(wèi)帶火災探測算(suàn)法的智能(néng)型火災探測報(bào)警系統産品。由于此類系統依據探測算(suàn)法來實現對火災的判斷,故火災探測算(suàn)法的有效性成為(wèi)決定系統運行性能(néng)的關鍵。在現有技(jì)術(shù)條件(jiàn)下(xià),尚難以對該類産品火災探測算(suàn)法在複雜(zá)多(duō)變的環境條件(jiàn)下(xià)及長(cháng)期運行後的性能(néng)評估和檢驗,隻能(néng)采用普通(tōng)型火災探測報(bào)警系統的檢驗方法對高(gāo)智能(néng)化的火災探測報(bào)警産品實行檢驗,制約了其效能(néng)的充分發揮。
目前,我國(guó)的火災探測報(bào)警系統主流産品為(wèi)智能(néng)型火災探測報(bào)警産品。以模糊邏輯和人工(gōng)神經網絡技(jì)術(shù)為(wèi)基礎的火災探測智能(néng)算(suàn)法正逐漸應用在火災探測報(bào)警系統當中,算(suàn)法的修正、改進以及算(suàn)法的有效性驗證等都需要對火災探測算(suàn)法進行評估。
但是,火災探測算(suàn)法的評估技(jì)術(shù)是一(yī)種複雜(zá)的系統工(gōng)程,而由于技(jì)術(shù)力量、資金投入、研發周期等多(duō)方面的原因,國(guó)内尚沒有科學、系統地開(kāi)展過此項研究工(gōng)作,嚴重制約了我國(guó)火災探測報(bào)警行業(yè)産品和質量檢驗技(jì)術(shù)進步,也影響了我國(guó)火災探測報(bào)警産品技(jì)術(shù)和相(xiàng)關産品市(shì)場競争能(néng)力的提高(gāo)。
火災探測報(bào)警系統的網絡化
火災探測報(bào)警系統網絡化是指将計算(suàn)機(jī)數據通(tōng)信技(jì)術(shù)應用于火災探測報(bào)警系統,使控制器(qì)之間或探測器(qì)之間、系統内部之間和系統外部之間通(tōng)過網絡協議交換數據信息,實現火災自(zì)動報(bào)警系統層次功能(néng)設定、遠(yuǎn)程數據調用管理、自(zì)動報(bào)警、網絡監控和網絡通(tōng)信服務等功能(néng)。網絡化是火災自(zì)動報(bào)警系統發展的方向,借助它可以解決大型、超大型消防工(gōng)程控制點多(duō)、自(zì)動報(bào)警困難等問題。
為(wèi)了對火災探測報(bào)警系統進行有效管理,充分發揮其作用,對火災探測報(bào)警系統實行網絡監控管理是十分重要的。該類産品和技(jì)術(shù)已成熟,并在實際工(gōng)程中應用,效果良好。但是,目前各廠家的火災探測報(bào)警系統的通(tōng)信協議五花八門(mén),各自(zì)獨立,沒有統一(yī)格式,不利于促進火災探測報(bào)警系統的發展。因此,随著(zhe)火災探測報(bào)警系統網絡化發展的需求,網絡協議将成為(wèi)人們關注的熱點之一(yī)。
消防通(tōng)信計算(suàn)機(jī)管理
消防通(tōng)信是城(chéng)市(shì)公共基礎設施和社會(huì)安全保障系統的重要組成部分。我國(guó)的消防通(tōng)信指揮系統,是根據我國(guó)的實際情況研制開(kāi)發的。它利用計算(suàn)機(jī)應用技(jì)術(shù),将消防指揮中心、消防站、火災現場和安全送檢單位4個(gè)環節的主要技(jì)術(shù)和裝備聯系在一(yī)起。消防通(tōng)信指揮系統采用集中受理火災報(bào)警,直接下(xià)達任務的方式,代替了普通(tōng)電(diàn)話接警方式,并增加了計算(suàn)機(jī)輔助決策和科學管理,縮短了調用滅火預案、确定行車路(lù)線等消防滅火指揮信息的響應時間,使火災受理程序化、規範化。
該系統通(tōng)過監控裝置接收火災自(zì)動報(bào)警信号,能(néng)實時顯示報(bào)警者的主叫号碼、用戶名稱、地址等相(xiàng)關信息,通(tōng)過多(duō)種方式快速确定火災地點,及時提供失火地點的地理圖形和最佳行車路(lù)線等,同時對應顯示附近消防站的消防實力及其他有關滅火能(néng)力。該系統還(hái)可根據火災類别、火勢級别、消防實力、氣象地理環境、滅火救援戰術(shù)技(jì)術(shù)等相(xiàng)關因素自(zì)動和人工(gōng)編制聯合出動方案,向各消防站下(xià)達出動命令,大大提升滅火作戰的效能(néng)。
消防通(tōng)信網絡技(jì)術(shù)
消防通(tōng)信網絡技(jì)術(shù)是實現消防通(tōng)信的重要基礎。上(shàng)世紀70、80年(nián)代的消防通(tōng)信是以無線通(tōng)信設備為(wèi)主體構成消防通(tōng)信網絡,而現代消防通(tōng)信是由有線、無線設備和計算(suàn)機(jī)相(xiàng)結合構成的綜合消防通(tōng)信網絡,其内容和複雜(zá)程度發生(shēng)了巨大變化。
一(yī)些發達國(guó)家在消防通(tōng)信指揮系統的建設中,采用地理信息技(jì)術(shù)、數據庫技(jì)術(shù)、數字程控技(jì)術(shù)、數字信号處理技(jì)術(shù)、自(zì)控技(jì)術(shù)、衛星定位技(jì)術(shù)、圖像傳輸技(jì)術(shù)、語音(yīn)數字處理技(jì)術(shù)、專家系統網絡技(jì)術(shù)等現代高(gāo)新技(jì)術(shù),提高(gāo)系統的科學化自(zì)動化程度。我國(guó)目前開(kāi)發的城(chéng)市(shì)消防通(tōng)信指揮系統也基本具備上(shàng)述技(jì)術(shù)功能(néng)或留有相(xiàng)應接口,以逐步形成城(chéng)市(shì)防災救災一(yī)體化系統。
仿真技(jì)術(shù)的應用
仿真技(jì)術(shù)作為(wèi)一(yī)門(mén)新興的應用技(jì)術(shù)在許多(duō)重要領域中發揮了作用。滅火作戰指揮仿真培訓和用仿真技(jì)術(shù)研究、分析、制定滅火作戰預案,對于培訓具有現代化滅火作戰素質的指戰員(yuán),提高(gāo)滅火效率具有極為(wèi)重要的意義。目前,适合消防領域的仿真系統在世界範圍内還(hái)是空白(bái),我國(guó)應結合國(guó)情集中相(xiàng)應的人力、物(wù)力和财力,開(kāi)展此類研究。