網(wǎng)絡(luò)化影響下智能建筑火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)分析

泉州市公安消防支隊(duì) 陳靖彬 陳 鵬

網(wǎng)絡(luò)化影響下智能建筑火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)分析

泉州市公安消防支隊(duì) 陳靖彬 陳 鵬

隨著網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化技術(shù)越來(lái)越成熟，建筑智能化水平持續(xù)提升，隨之衍生出智能建筑，并且成為大量業(yè)內(nèi)研究學(xué)者的主要研究課題。本文以網(wǎng)絡(luò)化影響為契機(jī)探究智能建筑火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，以期為該系統(tǒng)的發(fā)展提供一定的理論幫助。

網(wǎng)絡(luò)化影響；智能建筑；火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)；設(shè)計(jì)；實(shí)現(xiàn)；分析

一、前言

自動(dòng)報(bào)警技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)化大背景下，依然蛻變?yōu)閲?guó)內(nèi)建筑自動(dòng)化系統(tǒng)中的嶄新觀念和舉措，它的出現(xiàn)對(duì)于我國(guó)智能建筑畛域綜合能力提升具有里程碑的意義?，F(xiàn)今社會(huì)網(wǎng)絡(luò)信息無(wú)孔不入，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)逐漸進(jìn)入到建筑領(lǐng)域，這對(duì)我國(guó)智能建筑今后的發(fā)展有極大的影響和促進(jìn)作用。在我國(guó)智能建筑領(lǐng)域中已經(jīng)開始廣泛應(yīng)用自動(dòng)化報(bào)警技術(shù)，進(jìn)而使我國(guó)建筑工程安全系數(shù)不斷提升，為快速、穩(wěn)健發(fā)展建筑行業(yè)注入了強(qiáng)大的動(dòng)力。

二、智能建筑與火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)簡(jiǎn)述

在20世紀(jì)未，智能建筑的概念在美國(guó)誕生。智能建筑作為一種新式建筑，又被譽(yù)為智能大廈，即整個(gè)建筑中的設(shè)備操作均是使用計(jì)算機(jī)自動(dòng)化技術(shù)，并利用網(wǎng)絡(luò)管理信息資源，將信息服務(wù)供應(yīng)給用戶。對(duì)智能建筑而言，建筑自動(dòng)化系統(tǒng)相當(dāng)重要，該系統(tǒng)主要是對(duì)建筑內(nèi)部的環(huán)境、交通、能源使用與安全設(shè)備等情況進(jìn)行監(jiān)控、管理，從而為用戶創(chuàng)建一個(gè)安全、舒適，同時(shí)具有很好的節(jié)能功能。自動(dòng)化報(bào)警系統(tǒng)就是BAS的組成部分。

火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)是由信號(hào)傳送、探測(cè)器、自動(dòng)報(bào)警裝置這三大部分構(gòu)成。在該系統(tǒng)中，唯一的監(jiān)測(cè)部件是探測(cè)器，其具有靈敏度高、可靠、穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)，是消防系統(tǒng)中十分關(guān)鍵的部件。通常常見的探測(cè)器有光電感、離子感煙、氣體型、紫外線與紅外線型等類型。報(bào)警系統(tǒng)在選擇火災(zāi)探測(cè)器時(shí)，應(yīng)從安裝所處環(huán)境特征、火災(zāi)特點(diǎn)及房?jī)?nèi)高度這三方面綜合考量來(lái)選擇適合安裝的探測(cè)器；在最近幾年，科研部門與生產(chǎn)企業(yè)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手研發(fā)了一系列全新的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，例如，全總線型、智能型等等，使得火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)有了更多的組成樣式。

三、網(wǎng)絡(luò)化影響下的智能建筑火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（一）數(shù)據(jù)采集器設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)采集器實(shí)質(zhì)上是一種中級(jí)機(jī)構(gòu)，其中有一到兩個(gè)報(bào)警總線接口，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控500個(gè)以內(nèi)的地址單元，對(duì)這些區(qū)域的火災(zāi)探測(cè)元件展開監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)了解火災(zāi)的報(bào)警情況。作為隸屬于火災(zāi)報(bào)警控制器下屬“部門”的數(shù)據(jù)采集器，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生在覆蓋區(qū)內(nèi)時(shí)，實(shí)時(shí)、直接的向火災(zāi)報(bào)警控制器反饋火災(zāi)信息。而采集火災(zāi)信息并將其反饋給火災(zāi)報(bào)警控制器是數(shù)據(jù)采集器的主要功能，幾乎不會(huì)處理報(bào)警信息，最多是對(duì)信息展開協(xié)議轉(zhuǎn)換。該采集器的現(xiàn)場(chǎng)總線是四總線模式，分別有兩根電源線、信號(hào)線構(gòu)成，直接與火災(zāi)報(bào)警控制器相連。傳輸距離通常在1500到3003m之間，通信方式有RS485、CAN、LonWorks等多種總線。這些總線技術(shù)運(yùn)用到現(xiàn)場(chǎng)，能夠在數(shù)據(jù)采集器與火災(zāi)報(bào)警控制器兩者間出色完成網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與信息輸送。

（二）火災(zāi)報(bào)警控制器設(shè)計(jì)

火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)屬于火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的中樞機(jī)構(gòu)，在接受信號(hào)的同時(shí)做出正確的判斷。控制中心型、區(qū)域型、集中型這三種報(bào)警系統(tǒng)在建筑工程中較為普遍。區(qū)域型報(bào)警系統(tǒng)指把一臺(tái)區(qū)域報(bào)警控制器安裝在一個(gè)報(bào)警區(qū)域，且在該區(qū)域內(nèi)只能有三臺(tái)以內(nèi)的控制器，而且需要在人員來(lái)往密切、值班間的位置安放該控制器。集中型報(bào)警系統(tǒng)適用于報(bào)警片區(qū)范圍大、設(shè)備大于三臺(tái)的地區(qū)，在該區(qū)域有集中報(bào)警控制器和區(qū)域報(bào)警控制分別不少于一臺(tái)和兩臺(tái)，且應(yīng)當(dāng)在消防室或值班室中安放?？刂浦行膱?bào)警系統(tǒng)通常是在規(guī)模大的建筑工程、存有十分重要物品的區(qū)域、專門化的消防控制室、安裝消防控制設(shè)施等區(qū)域安裝。

（三）火災(zāi)探測(cè)的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法設(shè)計(jì)

對(duì)于本次研究系統(tǒng)中的傳感器端口而言，其在測(cè)量過(guò)程中是依照實(shí)際勘測(cè)周邊環(huán)境中煙霧濃度、溫度等多個(gè)方面內(nèi)容的信號(hào)進(jìn)行采集工作，并經(jīng)由系統(tǒng)的一系列分析行為后得到需要的數(shù)據(jù)。但因?yàn)閷?shí)際測(cè)量過(guò)程中，環(huán)境中煙霧及CO濃度以及煙霧自身溫度等對(duì)應(yīng)的物理量存在差異性，導(dǎo)致其量綱與數(shù)值均存在差異性。為此，依照環(huán)境中煙霧溫度、濃度以及氣體濃度作為運(yùn)算的輸入量，分別用T、S與G代表，構(gòu)建相應(yīng)的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型圖（圖一）。

圖一 該系統(tǒng)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型圖

依照?qǐng)D中內(nèi)容所示，第1層為輸入層，錄入三個(gè)神經(jīng)元后經(jīng)由預(yù)處理實(shí)現(xiàn)洗腦傳遞措施，此時(shí)輸出則為OS= IS= S，OT= IT= T，OG= IG= G，此時(shí)二三層則屬于模糊化層，而其輸入變量則會(huì)直接用小、中、大三個(gè)語(yǔ)言變量進(jìn)行代表。二三層作用主要為實(shí)現(xiàn)不同語(yǔ)言值變量隸屬函數(shù)間的輸入信號(hào)計(jì)算行為，得到的數(shù)據(jù)最后將進(jìn)行模糊化處理。一般情況下，火災(zāi)未發(fā)生以及發(fā)生之后的參數(shù)信息所產(chǎn)生的變化是存在一定規(guī)律性，可通過(guò)相關(guān)系；統(tǒng)測(cè)量并計(jì)算得打。第四層主要為模糊規(guī)則層，其作用為模型的“與”運(yùn)算，其運(yùn)算公式為：

在這一公式中，j為整數(shù)，主要代表該層中的節(jié)點(diǎn)數(shù)量，R則可直接取值T、S與G。此層中所有節(jié)點(diǎn)輸出可看作是模糊規(guī)則的實(shí)際隸屬函數(shù)。五層為歸一化層，所對(duì)應(yīng)的輸出公式為：

最后一層則為輸出層，在該層中，其輸出概率存在三種情況，即為明火、無(wú)火以及陰燃三種。通過(guò)上述計(jì)算所得到的數(shù)據(jù)可能存在樣本誤差，因此為確保其訓(xùn)練的精準(zhǔn)度，一般情況下會(huì)再次進(jìn)行誤差函數(shù)核算。

四、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)分析

該系統(tǒng)雖然是建筑自動(dòng)化系統(tǒng)的一種，但是同其余智能建筑相比布線系統(tǒng)卻有很大差異。且本系統(tǒng)中的報(bào)警線、通信線、聯(lián)動(dòng)線均相對(duì)獨(dú)立、自成體系。而伴隨科技的發(fā)展，研究人員的深入研究，將使得智能建筑與火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)更加完善與成熟，兩者之間的關(guān)系也將更加緊密，在應(yīng)用中也更加安全、便捷。因此，盡可能選擇適配性高的系統(tǒng)，以便在安裝后的使用與運(yùn)轉(zhuǎn)期間，兩者能良好的結(jié)合，使整個(gè)系統(tǒng)更加完美。

五、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著網(wǎng)絡(luò)化、信息化的快速發(fā)展，人們對(duì)智能建筑火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的研究將更加深入，通過(guò)不斷的研究和探索，該技術(shù)將更加成熟，但這個(gè)過(guò)程是漫長(zhǎng)的，任務(wù)是艱巨的，相信隨著科技的進(jìn)步發(fā)展和研究人員的不懈努力，火災(zāi)報(bào)警自動(dòng)系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍，普及到整個(gè)建筑行業(yè)，人們的生活將更上一層樓。

[1]林照優(yōu),王偉.火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的干擾因素、對(duì)策及消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2009,(05):47.

[2]楊怡.某大樓火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].安防科技,2008,(12):49-51+28.

[3]林菁,王驥,沈玉利.智能建筑火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警與消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)研究[J].建筑科學(xué),2008,(07):101-104+51.