視頻分析技術(shù)在火災(zāi)事故調(diào)查中的應(yīng)用研究

■ 張坤 遼寧省消防救援總隊(duì)

視頻監(jiān)控技術(shù)隨著大數(shù)據(jù)發(fā)展和時(shí)代進(jìn)步，在社會(huì)安全技術(shù)防范工程建設(shè)中普遍應(yīng)用。大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下，居民生活軌跡和城市運(yùn)作等都被無(wú)處不在的監(jiān)控記錄下來(lái)，這些監(jiān)控措施在很大程度上確保了城市正常運(yùn)作和居民安全?；馂?zāi)現(xiàn)場(chǎng)和附近的監(jiān)控可以及時(shí)記錄下當(dāng)時(shí)往來(lái)人員、車(chē)輛和設(shè)施。通過(guò)科學(xué)的探討和分析，技術(shù)人員可以借助這些監(jiān)控視頻探索到火災(zāi)事故發(fā)生究竟是人為還是意外，即了解到火災(zāi)發(fā)生機(jī)理。當(dāng)然公安機(jī)關(guān)和相關(guān)的工作人員還需要深入研究視頻分析的方法和火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的獨(dú)特方法，才能更好地將視頻監(jiān)控的作用發(fā)揮出來(lái)。

一、火災(zāi)視頻分析的重要作用

火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的視頻大多為動(dòng)態(tài)的監(jiān)控錄像，公安機(jī)關(guān)及工作人員在進(jìn)行火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的視頻分析的時(shí)候往往觀察其中離著火點(diǎn)比較近的影像，離著火點(diǎn)越近的影像記錄下來(lái)的有效數(shù)據(jù)也就越多，公安機(jī)關(guān)及工作人員進(jìn)行事件調(diào)查時(shí)也能夠獲得更多更有效的信息。當(dāng)然單純的視頻如果不增加有效的分析，也會(huì)給火災(zāi)調(diào)查帶來(lái)一定的負(fù)面影響，例如火災(zāi)圖像的連續(xù)變化超過(guò)每秒24 幀的次數(shù)時(shí)人們借助眼睛難以辨別出靜止畫(huà)面，也就難以從中了解到相關(guān)信息。不僅如此，視頻的清晰程度，畫(huà)面所拍攝到的位置，可能存在的監(jiān)控死角，起火的速度較快，火勢(shì)較大等原因，也能在很大程度上對(duì)分析人員的工作造成阻礙。所以不斷思考如何運(yùn)用有限的視頻進(jìn)行火情分析，根據(jù)光線、火焰、可燃物存放、濃煙等物理特征采用科學(xué)的方法找到起火癥結(jié)所在，清楚火災(zāi)蔓延過(guò)程，是現(xiàn)階段火災(zāi)視頻分析人員需要做到的，尤其是在非常模糊的現(xiàn)場(chǎng)視頻和零散的圖片中敏銳分析出有用的線索，都是火災(zāi)調(diào)查人員專業(yè)素質(zhì)的體現(xiàn)。

二、火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)視頻運(yùn)用方法

（一）視頻頻幀的分析

幀數(shù)指靜止畫(huà)面的數(shù)量，幀數(shù)越高則視頻的畫(huà)面越流暢。我們通常所說(shuō)的幀數(shù)，簡(jiǎn)而言之，就是每秒傳輸?shù)膱D片幀數(shù)，也可以理解為圖形處理器每秒刷新的次數(shù)。視頻的每一幀都是靜止圖像，當(dāng)這些幀連續(xù)快速顯示時(shí)，就會(huì)形成運(yùn)動(dòng)錯(cuò)覺(jué)，從而形成了動(dòng)態(tài)的視頻。高幀速率可以產(chǎn)生更平滑和更逼真的動(dòng)畫(huà)。每秒幀數(shù)越多，顯示的動(dòng)作就越流暢。在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)不僅會(huì)有火情，還會(huì)因?yàn)榻ㄖ锘驁?chǎng)地內(nèi)的易燃易爆物品的性質(zhì)產(chǎn)生爆炸濃煙，對(duì)于視頻的每一幀都進(jìn)行詳細(xì)分析。無(wú)疑可以看到這些在人類(lèi)肉眼看來(lái)復(fù)雜兇險(xiǎn)瞬息萬(wàn)變的火情現(xiàn)場(chǎng)的靜態(tài)影像，從而清楚火情發(fā)展的趨勢(shì)，有助于相關(guān)工作人員分析為何會(huì)起火，例如某一個(gè)路邊攤販在進(jìn)行加工熟食販賣(mài)時(shí)攤販攤位突然起火，利用現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控的逐幀分析我們就可以發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)起火是因?yàn)槊簹夤尬搓P(guān)閉接觸到易燃物品。整個(gè)事故發(fā)生的過(guò)程不過(guò)是幾秒鐘的時(shí)間，如果我們只是單純根據(jù)視頻判斷可能的原因而不采用逐一分析視頻頻幀的方法，恐怕難以判斷起火點(diǎn)。

（二）特征分析在火災(zāi)分析中的運(yùn)用

特征分析主要是基于火災(zāi)的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生濃煙、火光、爆炸。不同的易燃物和起火原因造成的火災(zāi)特質(zhì)往往也各有差別。我們根據(jù)火災(zāi)蔓延的時(shí)間和發(fā)生原因，將火災(zāi)現(xiàn)分成沒(méi)有明顯燃燒現(xiàn)象的陰燃，即很多固體物質(zhì)，如紙張、纖維織物、纖維素板、膠乳橡膠以及某些多孔熱固性塑料等，堆積時(shí)都有可能發(fā)生陰燃。再比如天然氣、煤氣爆炸一類(lèi)的氣體爆炸以及明火等不同的燃燒特征，有經(jīng)驗(yàn)的工作人員可以根據(jù)監(jiān)控里的焰色、煙塵、光照特征快速找出火災(zāi)的原因。例如發(fā)生在大連的原油爆炸事件，7月15日15時(shí)30分左右，“宇宙寶石”油輪開(kāi)始向國(guó)際儲(chǔ)運(yùn)公司原油罐區(qū)卸油，卸油作業(yè)在兩條輸油管道同時(shí)進(jìn)行。18時(shí)8分左右，靠近脫硫劑注入部位的輸油管道突然發(fā)生爆炸，引發(fā)火災(zāi)，造成部分輸油管道、附近儲(chǔ)罐閥門(mén)、輸油泵房和電力系統(tǒng)損壞和大量原油泄漏。事故導(dǎo)致儲(chǔ)罐閥門(mén)無(wú)法及時(shí)關(guān)閉，火災(zāi)不斷擴(kuò)大。原油順地下管溝流淌，形成地面流淌火，火勢(shì)蔓延。事故造成103 號(hào)罐和周邊泵房及港區(qū)主要輸油管道嚴(yán)重?fù)p壞，部分原油流入附近海域。這起火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)分析時(shí)就可以通過(guò)火災(zāi)上方并無(wú)蔓延的現(xiàn)象，產(chǎn)生“揚(yáng)沸”等特點(diǎn)判斷起火類(lèi)型。

（三）利用幾何光學(xué)判斷火情

由于光在均勻的介質(zhì)中是沿直線傳播的，研究火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的光的反射和折射可以為視頻資料的補(bǔ)充，由于監(jiān)控死角等問(wèn)題我們所能調(diào)取的監(jiān)控錄像有時(shí)僅僅拍攝到了火災(zāi)的一個(gè)角落，并不能夠全部的反應(yīng)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)景。這時(shí)候相關(guān)工作人員就可以利用光的折射，反射原理，推測(cè)火災(zāi)蔓延趨勢(shì)和火災(zāi)開(kāi)始的位置信息，判斷起火原因，起火地理位置，最后達(dá)到調(diào)查目的。

在某次由于易燃物品造成的火災(zāi)中只能找到一個(gè)監(jiān)控錄像，但是該監(jiān)控錄像記錄里并沒(méi)有拍攝到火災(zāi)是如何發(fā)生的，于是調(diào)查人員分析現(xiàn)場(chǎng)條件結(jié)合監(jiān)控內(nèi)容發(fā)現(xiàn)從當(dāng)時(shí)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)光線傳播和物品的對(duì)方位置來(lái)看，火災(zāi)只可能是從某一特定區(qū)域內(nèi)蔓延出來(lái)的，根據(jù)這些信息，工作人員順藤摸瓜最終找到了火災(zāi)的起源。

（四）培養(yǎng)調(diào)查人員邏輯理論

有時(shí)候火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)導(dǎo)致火災(zāi)的可能因素十分多，調(diào)查人員要通過(guò)觀察和分析，才能查找到真正的失火原因。例如某小區(qū)住戶堆放在樓道里的紙殼紙箱發(fā)生燃燒，最終造成重大火災(zāi)事故，但由于該小區(qū)出入人員多，防火管理不規(guī)范，一時(shí)難以查清火災(zāi)發(fā)生真正原因，后經(jīng)相關(guān)人員對(duì)于小區(qū)內(nèi)各個(gè)位置的監(jiān)控調(diào)查發(fā)現(xiàn)，有小學(xué)生曾在樓下聚眾玩擦炮，最終通過(guò)調(diào)查證實(shí)。調(diào)查人員在進(jìn)行火災(zāi)調(diào)查時(shí)一定要仔細(xì)觀察，遵循邏輯和辯證法，找出火災(zāi)真相。當(dāng)然在進(jìn)行火災(zāi)情況判斷時(shí)也要尊重現(xiàn)實(shí)，仔細(xì)排查各種可能，減少誤判，最主要的是以一定要尊重事物的客觀條件進(jìn)行合理的邏輯推斷。

三、有效促進(jìn)視頻分析在火災(zāi)中發(fā)揮作用的方法

（一）提高提取、恢復(fù)視頻的技術(shù)

火災(zāi)對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)事物的毀壞是驚人的，即使監(jiān)控視頻往往位于較高的位置，也常常由于爆炸、高溫等等原因被損壞，如何將這些被損毀的監(jiān)控里的視頻提取出來(lái)加以利用和分析是一件難事。因此建議相關(guān)部門(mén)可以研究和引進(jìn)相關(guān)先進(jìn)技術(shù)，并發(fā)布相關(guān)的資料管理政策，更好地修復(fù)保管和利用證據(jù)。

（二）提高視頻分析人員專業(yè)素質(zhì)，規(guī)范工作

提高相關(guān)人員的工作素質(zhì)對(duì)于火災(zāi)研究工作順利展開(kāi)的作用是毋庸置疑的，首先我們要提高火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)證據(jù)采集和調(diào)查人員的工作素質(zhì)，規(guī)范他們的工作順序和內(nèi)容，使工作人員能夠正確采集和利用視頻，為火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)提供有效的證據(jù)，并培養(yǎng)工作人員的綜合素質(zhì)能力，可以聘請(qǐng)?jiān)诨馂?zāi)調(diào)查中有著豐富經(jīng)驗(yàn)的工作人員和專家進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，還可以組織工作人員去交流學(xué)習(xí)，尤其要重視對(duì)視頻分析的創(chuàng)造性理解，領(lǐng)導(dǎo)也要重視對(duì)于專業(yè)團(tuán)隊(duì)的組建和培養(yǎng)。

四、結(jié)語(yǔ)

總而言之，在火災(zāi)調(diào)查中充分運(yùn)用災(zāi)后現(xiàn)場(chǎng)的有限證據(jù)資源并與視頻分析有效地結(jié)合起來(lái)對(duì)于火災(zāi)真相的調(diào)查是十分有效的。我們要充分利用這一調(diào)查手段，對(duì)視頻幀數(shù)、火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)具體特征、幾何光學(xué)、邏輯推論提起重視，就能夠有效地提高我國(guó)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)視頻分析的水平并形成經(jīng)驗(yàn)和成熟的理論體系，為我國(guó)破除火災(zāi)案情、有效防止火災(zāi)、提高居民和企業(yè)對(duì)于火災(zāi)的警惕性出一份力。