基于智能建筑的火災自動報警系統(tǒng)的優(yōu)化設計

福州市閩侯縣公安消防大隊 洪健暉

泉州市公安消防支隊臺商投資區(qū)大隊 陳學智

基于智能建筑的火災自動報警系統(tǒng)的優(yōu)化設計

福州市閩侯縣公安消防大隊 洪健暉

泉州市公安消防支隊臺商投資區(qū)大隊 陳學智

伴隨科技的進步與飛速發(fā)展，依托于網(wǎng)絡技術(shù)，微電子控制技術(shù)等的自動化系統(tǒng)應用愈發(fā)普及，火災自動化報警系統(tǒng)也在此基礎上發(fā)展起來，且火災自動報警系統(tǒng)在火災防范方面產(chǎn)生了明顯的效果，本文從智能化建筑的火災自動報警系統(tǒng)的相關(guān)方面進行探討，從而優(yōu)化自動報警系統(tǒng)的設計，達到降低自動化火災報警系統(tǒng)的失誤率與漏報率的目的，提升火災報警系統(tǒng)的智能化水平。

智能建筑；火災自動報警系統(tǒng)；優(yōu)化設計

一、引言

隨著智能化建筑的增加，其內(nèi)含的智能化火災自動報警系統(tǒng)可以迅速發(fā)現(xiàn)火情，對生命與財產(chǎn)安全有一定的保障。火災自動報警系統(tǒng)可以監(jiān)測出火災發(fā)生初期有毒氣體的含量變化，并依據(jù)空氣中CO濃度的變化做出預警提示，并向人們發(fā)出警告。同時自動化火災報警系統(tǒng)也可以配合城市消防專用網(wǎng)絡向消防人員提示火情發(fā)生的位置以及提供消防路線等，幫助消防人員第一時間到達火災現(xiàn)場。所以智能建筑的火災自動化報警系統(tǒng)對智能建筑的重要的安全防護措施，本文就主要從這方面進行探討智能化建筑的火災報警系統(tǒng)的優(yōu)化設計。

二、火災自動報警系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

我國的火災報警系統(tǒng)大約出現(xiàn)在20世紀70年代，自改革開放以來，我國逐漸認識到火災報警系統(tǒng)的重要性，逐漸加大了對火災報警系統(tǒng)的投放與研發(fā)力度，并取得了一定的成果。目前，我國的火災自動報警系統(tǒng)廣泛采用了WIFI等無線通信技術(shù)。采用這種無線通信技術(shù)的火災自動報警系統(tǒng)具有安裝簡單、不破壞建筑物、靈活方便擴展等優(yōu)點，深受社會各界的喜愛與歡迎。

三、國內(nèi)火災自動化報警系統(tǒng)中存在的問題

1、存在誤報、漏報現(xiàn)象

這種現(xiàn)象的產(chǎn)生，主要是因為傳感器的缺陷造成的，還有一部是因為環(huán)境中的粉塵、電磁場等因素導致的失誤。報警系統(tǒng)中的傳感器種類越來越多，信號不統(tǒng)一，加大了處理難度，因此這種僅靠簡單的閾值來判斷火災的方式明顯是不能適應各種火災情況的。

2、火災自動報警系統(tǒng)的智能化水平不高

因為傳統(tǒng)的報警系統(tǒng)所采用的傳感器應用的是簡單的閾值法來監(jiān)測火情的，在單一的傳感器信號進行處理是比較準確的，但隨著現(xiàn)代建筑的智能化要求的提高，火災報警系統(tǒng)需要對多種因素進行綜合處理，在這時往往就會出現(xiàn)失誤。所以需要采用更智能的火災判斷算法來優(yōu)化。

3、需要進一步提高無線通信技術(shù)的應用

隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，打破了傳統(tǒng)在線電纜布局的局限性，如果應用到火災自動報警系統(tǒng)上就可以擴大其監(jiān)測范圍，做到無死角全面監(jiān)測，而傳統(tǒng)的采用電纜連接的報警系統(tǒng)是很難做到這一點的。

四、火災自動警報系統(tǒng)的軟硬件優(yōu)化

1、警報系統(tǒng)的硬件優(yōu)化

隨著科技的不斷發(fā)展，當前火災警報系統(tǒng)可選用的硬件設施也在逐步優(yōu)化，比如，當前的無線通信技術(shù)。無線通信技術(shù)在火災警報系統(tǒng)中可以適當減少有線通信被截斷后難以預警的現(xiàn)象，同時智能建筑的消防系統(tǒng)可以通過無線技術(shù)對火災發(fā)生處準確定位，精準消防；同時在無線信號與警報系統(tǒng)的各個連接處，可以通過高科技手段增加系統(tǒng)抗干擾能力，加強報警系統(tǒng)與消防系統(tǒng)的聯(lián)動性。

2、警報系統(tǒng)的軟件優(yōu)化

在火災警報系統(tǒng)的軟件優(yōu)化方面，其設計架構(gòu)逐漸復雜化，在系統(tǒng)核心處理器的選擇上可以選用更易適應環(huán)境變化的嵌入式系統(tǒng)處理器，嵌入式處理器可以適應多種系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境，便于技術(shù)人員的開發(fā)設計以及后期的系統(tǒng)更新等等。

圖1 火災警報系統(tǒng)控制器的設計架構(gòu)圖

五、火災自動報警系統(tǒng)的算法設計

1、火災的特征

通常，人們所看到的火災燃燒過程中，首先會產(chǎn)生大量的熱量；其次會產(chǎn)生部分化學物質(zhì)，如二氧化碳等，導致人們可呼吸到的氧氣量急劇減少；最后是燃燒中必然會伴隨大量的濃煙，引起人們呼吸不暢等較為嚴重的后果，且煙霧的顏色會隨著燃燒物質(zhì)的不同而不同。同時，燃燒的著火點也有明火與暗火之分，暗火通常發(fā)生在火災初期或后期，此種火情唯有到形成大量濃煙的情況下才會被人們發(fā)現(xiàn)；明火較易發(fā)現(xiàn)與撲滅。所以在火災自動報警系統(tǒng)中首先要注重的是報警系統(tǒng)的靈敏性，設置濃煙到哪種程度自動報警，明火自動報警與撲滅等等；智能建筑的不同，也要設置不同的火災報警系統(tǒng)參數(shù)，以提高系統(tǒng)的適應性。

2、火災自動報警系統(tǒng)的算法

通過對火災的分析可以看到，火災的燃燒過程變化性較強，復雜性較高，難以用較為精準的算法將其具體的表述出來，故此可以選用相對較為模糊的系統(tǒng)將系統(tǒng)各個部分串聯(lián)起來，形成完整的火災自動報警系統(tǒng)。

圖2 模糊算法系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

運用上圖中的結(jié)構(gòu)建立一個相對模糊的火災自動報警系統(tǒng)，并通過后期學習不斷完善健全其中的規(guī)則庫。同時火災自動報警系統(tǒng)需要設置不同的傳感器客戶端與參數(shù)，對火災過程中產(chǎn)生的溫度、濃煙厚度及氣體等進行監(jiān)測與采集，一旦超出警報范圍即刻報警燈。由此可以得到火災警報系統(tǒng)中的網(wǎng)絡圖，如圖3所示：

圖3 火災警報系統(tǒng)網(wǎng)絡圖

上圖中S、T、G分別為煙霧、溫度、氣體（二氧化碳）等英文的首字母，且第一層為輸入層，負責傳遞三種燃燒過程產(chǎn)生變化的濃度等，通過一定的處理后，其輸出則為：

將此數(shù)據(jù)直接傳入到2、3層的模糊化數(shù)據(jù)層，進而分析出數(shù)據(jù)的小、中、大三個數(shù)據(jù)，進行傳輸?shù)降谒膶?，通過第四、五層對其相關(guān)規(guī)則的算法計算，判斷其火災形成原因為明火、暗火，抑或是無火，進而通過推理系統(tǒng)的算法系統(tǒng)判斷酒精有無火災的發(fā)生。

簡單的模糊化火災系統(tǒng)與其算法可以加強對火災發(fā)生的預警，但因為火災的發(fā)生過程是漸變的，故此，需要技術(shù)人員通過不斷的學習或仿真分析等方式，逐漸完善火災自動化報警系統(tǒng)。

六、結(jié)語

通過上述分析可以看到，在智能化建筑中火災自動報警系統(tǒng)是其最為重要的一個子系統(tǒng)，其中涉及到有關(guān)報警線的鋪設、系統(tǒng)的詳細設計與算法等等，隨著建筑行業(yè)的發(fā)展以及對火災警報系統(tǒng)需求的增加，對火災自動報警系統(tǒng)的環(huán)境適應性要求也在提升，包括系統(tǒng)靈敏度、系統(tǒng)誤報和漏報的現(xiàn)象等等，唯有不斷提升，逐漸增強火災報警技術(shù)的優(yōu)化，才可提升智能建筑的安全性，加強人們對建筑的可靠性感受。

[1]張響亮.智能建筑火災自動報警系統(tǒng)的設計與研究[D].武漢理工大學,2010.

[2]林菁,王驥,沈玉利.智能建筑火災自動報警與消防聯(lián)動系統(tǒng)研究[J].建筑科學,2008,(07):101-104+51.