火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)現(xiàn)狀及智能化未來探討

曹全紅

摘要：火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)是建筑消防的重要設(shè)備，在滅火救援工作中具有非常重要的意義和作用，根據(jù)現(xiàn)有研究資料，結(jié)合在日常使用和檢查工作中的一些經(jīng)驗(yàn)體會，針對火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，并對火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)智能化發(fā)展前景進(jìn)行了展望，希望能夠給相關(guān)工作提供一些幫助和啟示。

關(guān)鍵詞：火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)；滅火救援；智能化

如今，人們對火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)功能和作用的要求越來越高，鑒于火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)在新時(shí)期建筑消防工作中的重要地位和作用，學(xué)者對火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)研發(fā)及未來發(fā)展較為關(guān)注。從火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)發(fā)展情況來看，火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的功能越來越豐富，但是當(dāng)前在設(shè)計(jì)和應(yīng)用的過程中依然有所不足。在這種情況下，有必要對火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的現(xiàn)狀及未來的智能化發(fā)展進(jìn)行探討與分析，準(zhǔn)確地把握火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢及其應(yīng)用方向。

1 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)簡介

火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)是一種自動化控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)主要是由觸發(fā)裝置、火災(zāi)報(bào)警裝置和聯(lián)動輸出裝置等構(gòu)成，主要用于各類建筑消防以及交通隧道消防等，在火災(zāi)初期，可以將燃燒產(chǎn)生的煙霧、熱量和火焰的物理量通過系統(tǒng)和設(shè)備當(dāng)中的各種傳感器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，傳輸?shù)交馂?zāi)報(bào)警控制器，以聲光形式通知人員進(jìn)行疏散的同時(shí)啟動自動滅火裝置進(jìn)行滅火[1]。這種系統(tǒng)在使用的過程中，一旦探測到發(fā)生火災(zāi)，可以自動記錄火災(zāi)發(fā)生的部位和時(shí)間等基本信息，為應(yīng)急處置提供有力幫助，同時(shí)也為后續(xù)的火災(zāi)事故調(diào)查提供第一手資料。

從火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的特點(diǎn)來看，火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)實(shí)際上就是一種將燃燒產(chǎn)生的各種物理量轉(zhuǎn)化為電信號并進(jìn)行傳播和發(fā)出警報(bào)的裝置，在這個(gè)過程中一般都會聯(lián)動控制自動滅火系統(tǒng)和輔助應(yīng)急處置系統(tǒng)，比如說啟動室內(nèi)的自動噴淋系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)、應(yīng)急照明系統(tǒng)等[2]?？梢钥闯?，現(xiàn)在火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)不僅是一個(gè)報(bào)警管理控制系統(tǒng)，也是具備一定滅火救援能力的火災(zāi)救援系統(tǒng)。當(dāng)然，從實(shí)踐和研究的角度，一般還是將這一系統(tǒng)稱為火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)。

2 火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)的基本構(gòu)成

火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)主要包括火災(zāi)探測報(bào)警系統(tǒng)、消防聯(lián)動控制系統(tǒng)、可燃?xì)怏w探測報(bào)警系統(tǒng)和電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。

2.1? 火災(zāi)探測報(bào)警系統(tǒng)

火災(zāi)探測報(bào)警系統(tǒng)主要由觸發(fā)器件、火災(zāi)報(bào)警控制器和火災(zāi)警報(bào)裝置等部分組成，其中觸發(fā)器件主要涵蓋感煙控制器、感溫控制器兩種[3]。這些控制器會分布在建筑物內(nèi)的不同位置，一旦感應(yīng)到溫度超標(biāo)或者是有煙霧存在，就會立即發(fā)出信號到火災(zāi)報(bào)警控制器當(dāng)中，火災(zāi)報(bào)警控制器會發(fā)出指令，聲光警報(bào)器會在第一時(shí)間發(fā)出警報(bào)，提醒人們有火災(zāi)發(fā)生，引導(dǎo)人們及時(shí)轉(zhuǎn)移到安全區(qū)域，并且通知建筑管理單位處置火災(zāi)。

2.2? 消防聯(lián)動控制系統(tǒng)

消防聯(lián)動控制系統(tǒng)由消防聯(lián)動控制器、消防控制室圖形顯示裝置、消防電子控制裝置等組成，相對于火災(zāi)探測報(bào)警系統(tǒng)，消防聯(lián)動控制系統(tǒng)非常復(fù)雜，所涉及的硬件設(shè)施比較多，形成了一個(gè)復(fù)雜的管理控制體系，被控制的防火閥、電梯和消防泵等與消防密切相關(guān)的各種設(shè)備的開啟，其目的就是當(dāng)火災(zāi)發(fā)生以后，可以通過消防聯(lián)動控制系統(tǒng)為人們逃生創(chuàng)造良好的條件，同時(shí)控制一些自動滅火設(shè)施，開啟自動滅火救援。消防聯(lián)動控制系統(tǒng)是消防報(bào)警控制系統(tǒng)當(dāng)中的最重要的組成部分，這一系統(tǒng)是否能夠保持正常的運(yùn)行關(guān)系到火災(zāi)現(xiàn)場人們的生命安全和各種滅火救援設(shè)施設(shè)備的正常運(yùn)行。

2.3? 可燃?xì)怏w探測報(bào)警系統(tǒng)

可燃?xì)怏w探測報(bào)警系統(tǒng)也是消防報(bào)警系統(tǒng)的重要組成部分，該系統(tǒng)主要是以探測可燃?xì)怏w濃度的方式來發(fā)出警報(bào)，即便沒有火災(zāi)也可以進(jìn)行火災(zāi)預(yù)警。系統(tǒng)主要包括可燃?xì)怏w報(bào)警控制器、可燃?xì)怏w探測器和火災(zāi)聲光警報(bào)器等。通過可燃?xì)怏w探測器，即便是保護(hù)區(qū)里的可燃?xì)怏w濃度低于爆炸下限，但是還可以提前發(fā)出警報(bào)，預(yù)防因?yàn)榭扇細(xì)怏w泄漏可能導(dǎo)致的火災(zāi)和爆炸事故。一般情況下，可燃?xì)怏w探測報(bào)警系統(tǒng)是火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)的獨(dú)立子系統(tǒng)，運(yùn)行的過程中是獨(dú)立運(yùn)行的，主要預(yù)警可燃?xì)怏w泄漏可能帶來的火災(zāi)爆炸事故。

2.4? 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)主要包括電氣火災(zāi)監(jiān)控器、電氣火災(zāi)監(jiān)控，探測器等。一旦監(jiān)控范圍內(nèi)的各種電氣設(shè)備發(fā)生故障，系統(tǒng)就可以自動識別并發(fā)出警報(bào)，提醒電氣管理人員及時(shí)排除電氣火災(zāi)隱患，達(dá)到早發(fā)現(xiàn)、早預(yù)防、早控制的目的。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)與可燃?xì)怏w探測系統(tǒng)雖然都屬于火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，但都是這一系統(tǒng)的獨(dú)立子系統(tǒng)，一般情況下都是獨(dú)立運(yùn)行的。相對于前一種系統(tǒng)，這種系統(tǒng)的構(gòu)成也比較復(fù)雜，涵蓋的設(shè)備設(shè)施比較多，但是主要是以探測器和控制器為主，其中的關(guān)鍵設(shè)備是剩余電流式探測器，是一種專門針對電氣設(shè)備故障發(fā)生以后的電流而設(shè)計(jì)和使用的一種探測器。

3 消防救援中發(fā)現(xiàn)的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的問題及局限

3.1? 誤報(bào)警率比較高

在消防救援工作中發(fā)現(xiàn)，除人工報(bào)警之外，設(shè)備的誤報(bào)警率相對比較高，很多火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)發(fā)出了報(bào)警信息，但是在實(shí)際勘察當(dāng)中卻發(fā)現(xiàn)并沒有火災(zāi)發(fā)生。在排除人為因素之后，確認(rèn)是火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)本身存在問題。綜合現(xiàn)有的研究成果可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前的火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)之所以出現(xiàn)了誤報(bào)警，主要原因如下：

一是產(chǎn)品質(zhì)量不佳。當(dāng)前的火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)之所以出現(xiàn)誤報(bào)警，主要是因?yàn)楫a(chǎn)品質(zhì)量不達(dá)標(biāo)導(dǎo)致的，或者是在長期的使用過程中，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)出現(xiàn)了下降，產(chǎn)品功能的穩(wěn)定性比較差，在這種情況下無法準(zhǔn)確作出各種判斷。另外，一些廠家所生產(chǎn)的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)備質(zhì)量存在一定的不足，或達(dá)不到國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求，在使用的過程中影響整個(gè)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

二是設(shè)備的選擇和布置不當(dāng)。比如一些會議室或者是辦公室內(nèi)安裝的是靈敏度比較高的火災(zāi)報(bào)警器，會在封閉的環(huán)境下因?yàn)槲鼰煯a(chǎn)生的煙霧出現(xiàn)誤報(bào)警引發(fā)消防設(shè)備誤動?；蛘呤鞘覂?nèi)的消防設(shè)備布置不合理，消防設(shè)備不能覆蓋每一個(gè)區(qū)域，導(dǎo)致出現(xiàn)火災(zāi)隱患以后，火災(zāi)報(bào)警器未能發(fā)出警報(bào)。

三是環(huán)境因素。如沿海地區(qū)建設(shè)的化工企業(yè)因海風(fēng)侵蝕等原因，以致各類消防探測器經(jīng)常損壞或探測數(shù)據(jù)失真。另外，實(shí)踐當(dāng)中發(fā)現(xiàn)使用環(huán)境或功能變化，而相應(yīng)的探測器沒有更換，也是導(dǎo)致誤報(bào)警產(chǎn)生的主要原因，比如說原來作為辦公室使用，后來作為廚房使用，這種情況下產(chǎn)生的油煙極易引發(fā)火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)的誤報(bào)警。

四是各種干擾因素。空中的電磁波干擾、人體靜電干擾以及氣流對光電感煙探測器也會產(chǎn)生較大的影響。電磁波會直接影響設(shè)備的正常運(yùn)行，并可能誘發(fā)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的誤判斷，氣流過大也可能導(dǎo)致設(shè)備的誤判斷等，如探測器距離空調(diào)出風(fēng)口過近，也會出現(xiàn)誤報(bào)警的問題。

五是探測器在正常使用過程中出現(xiàn)原器件老化，沒有及時(shí)更換，系統(tǒng)接地達(dá)不到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)和要求，還有灰塵或昆蟲等影響，從而出現(xiàn)誤報(bào)警的問題。

3.2? 需要現(xiàn)場人工確認(rèn)，延誤戰(zhàn)機(jī)

當(dāng)前使用的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)在接到報(bào)警信息以后，往往還需要進(jìn)行人工確認(rèn)。在確認(rèn)的過程中，要確認(rèn)是否真的存在火災(zāi)，如果確認(rèn)火災(zāi)存在，還要確認(rèn)起火點(diǎn)及火勢。但是一旦起火以后，在一個(gè)相對比較封閉的空間之內(nèi)火災(zāi)會因?yàn)槿说倪M(jìn)入帶來更多的新鮮空氣而加快蔓延。這種情況下再制定現(xiàn)場的滅火救援方案和策略，耗費(fèi)的時(shí)間比較長，可能錯(cuò)過最佳的滅火救援時(shí)間，不僅會導(dǎo)致火災(zāi)損失增加，救援的難度也會增加，甚至?xí)绊懕焕藛T的解救。

3.3? 在大面積倉庫等設(shè)施起火時(shí)滅火作用不大

大面積倉庫、堆場可能會堆放一些貴重物品、電氣設(shè)備等不宜用水撲救的物質(zhì)。一旦起火，因燃燒產(chǎn)生的煙霧很難使救援人員在第一時(shí)間確定起火點(diǎn)位置及蔓延方向。只能從外圍逐一向內(nèi)部推進(jìn)，從而造成貴重物資、材料不必要的水漬損失，同時(shí)因?yàn)殡y以判斷滅火的主攻方向而影響應(yīng)急處置的順利進(jìn)行。如果使用直升機(jī)空中救援，取水速度相對比較慢，滅火能力非常有限，并且受燃燒產(chǎn)生的煙霧產(chǎn)生的視覺影響，很難準(zhǔn)確地判斷起火位置，救援的效率和效果也不是很理想。其內(nèi)部安裝的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)在火勢快速蔓延之下，短時(shí)間之內(nèi)即便是發(fā)出了警報(bào)，由于受易燃易爆材料的影響，可能會出現(xiàn)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)自動噴淋系統(tǒng)作用時(shí)間過短，影響滅火救援的效果等情況。

3.4? 不能確定是否有人被困

在滅火救援工作中，消防救援人員首先要保證受困人員脫困和其生命安全，要想幫助受困人員順利逃生，關(guān)鍵是要確定是否有人被困火場及其具體位置等。一般情況下火災(zāi)發(fā)生以后，火場的人會自動規(guī)避火災(zāi)，躲在相對安全的角落。但是由于濃煙等原因，很難確定現(xiàn)場是否有人被困及所在位置。另外，受困人員如果失去意識，就無法及時(shí)回應(yīng)救援人員的呼叫?；蛘呤腔馂?zāi)現(xiàn)場情況比較復(fù)雜，內(nèi)部空間劃分比較多，這些情況下都很難確定是否有人被困。如果直接讓消防員進(jìn)入火災(zāi)現(xiàn)場進(jìn)行搜救難度非常大，甚至可能會威脅消防員的生命安全。目前的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)缺乏定位受困人員的功能。

3.5? 對事后的火災(zāi)調(diào)查作用有限

在應(yīng)急處置結(jié)束后的火災(zāi)調(diào)查中，我們需要查看當(dāng)時(shí)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，雖然有時(shí)間、地點(diǎn)等基本信息，但起火物質(zhì)、火源、第一起火點(diǎn)、火勢蔓延方向、人員傷亡等都要現(xiàn)場進(jìn)行反復(fù)勘測反復(fù)比對，是一個(gè)需要細(xì)心耐心的復(fù)雜技術(shù)還原過程，因?yàn)榛馂?zāi)及應(yīng)急救援已使現(xiàn)場面目全非，而現(xiàn)有火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)對此幫助非常有限。

4 火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)的未來發(fā)展方向

4.1? 采用更加先進(jìn)的技術(shù)增加報(bào)警的準(zhǔn)確性

為了解決自動報(bào)警系統(tǒng)可能會出現(xiàn)的誤報(bào)警問題，未來的火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)將朝著更加先進(jìn)準(zhǔn)確的方向發(fā)展。一方面，伴隨著傳感器技術(shù)的不斷進(jìn)步，先進(jìn)傳感器的不斷出現(xiàn)，火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)中的傳感器的敏銳度會逐漸增加，其對火災(zāi)現(xiàn)場各類因素的感知能力也會增加，未來的感煙、感光裝置將會準(zhǔn)確區(qū)分現(xiàn)場出現(xiàn)的到底是灰塵還是煙塵，是火災(zāi)導(dǎo)致的強(qiáng)光還是因?yàn)槠渌蛩貙?dǎo)致的強(qiáng)光，敏感度和精確度的提升無疑可以有效降低誤報(bào)警的概率。另一方面，未來的火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)該是一種全方位的感知探測和邏輯分析判斷的系統(tǒng)，是一個(gè)簡單的單片機(jī)系統(tǒng)，各種智能化軟件的出現(xiàn)和應(yīng)用，可以讓火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)高度集成感光、感熱、感煙等信息，甚至可以集成現(xiàn)場視頻監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)信息，在綜合上述信息的基礎(chǔ)上，根據(jù)收集到的各種數(shù)據(jù)信息和資料綜合作出分析和判斷，確定現(xiàn)場是否出現(xiàn)火災(zāi)并發(fā)出警報(bào)[4]。用綜合各種因素邏輯分析判斷的智能化報(bào)警系統(tǒng)，可以有效解決當(dāng)前火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)當(dāng)中出現(xiàn)的誤報(bào)警問題。

4.2? 火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)和遠(yuǎn)距離傳輸系統(tǒng)深度結(jié)合

未來的火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)可能會綜合視頻影像資料和各種傳感器信息，以此為基礎(chǔ)通過邏輯分析判斷單元進(jìn)行報(bào)警分析。其中，視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以確認(rèn)現(xiàn)場起火原因，并收集火災(zāi)蔓延變化的重要依據(jù)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以通過5G技術(shù)把拍攝的火災(zāi)畫面數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)浆F(xiàn)場控制室及消防部門，不用人工去現(xiàn)場確認(rèn)，為應(yīng)急處置爭取了寶貴時(shí)間。另外，還可以利用黑匣子技術(shù)保存現(xiàn)場的相關(guān)視頻資料。現(xiàn)場的攝像頭或者是相關(guān)線路可以通過防火處理等方式最大程度地延長其工作時(shí)間，進(jìn)入現(xiàn)場以后可以通過Wi-Fi或5G技術(shù)與現(xiàn)場的視頻監(jiān)控連接，這樣可以快速查看現(xiàn)場是否有人員被困及火勢大小情況，為制定科學(xué)滅火救援方案提供有力幫助，同時(shí)因有針對性的滅火，在快速的同時(shí)也能最大程度上減少水漬損失[5]。

火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)的無縫對接融合，給后面的火災(zāi)調(diào)查帶來極大的方便。通過監(jiān)控能夠把火災(zāi)還沒有發(fā)生時(shí)的現(xiàn)場基本狀況完整記錄呈現(xiàn)出來，尤其是事后很難確認(rèn)的第一起火點(diǎn)。能夠動態(tài)記錄火災(zāi)發(fā)生發(fā)展全過程，便于應(yīng)急救援人員總結(jié)應(yīng)急處置時(shí)的成功經(jīng)驗(yàn)與失敗教訓(xùn)，為火災(zāi)調(diào)查提供強(qiáng)有力的支持。

4.3? 視頻監(jiān)控結(jié)合人工智能及其他先進(jìn)設(shè)備判斷火災(zāi)

火災(zāi)現(xiàn)場的視頻影像系統(tǒng)在人工智能先進(jìn)算法的配合下，可以實(shí)時(shí)自動分析視頻圖像，判斷是否起火、是否有人員被困且及時(shí)通過短信發(fā)出截圖，有助于在最短的時(shí)間內(nèi)幫助受困人員解困并做好相應(yīng)的應(yīng)急救援工作。如果火災(zāi)現(xiàn)場的視頻資料不全或者是沒有視頻資料，則需要借助于其他一些先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備進(jìn)行，比如，還可以借助于無人機(jī)或者是無人探測設(shè)備，進(jìn)入火災(zāi)現(xiàn)場進(jìn)行查看，當(dāng)然這些探測設(shè)備必須具備較強(qiáng)的耐高溫工作能力。

5 結(jié)語

火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)必須做到及時(shí)準(zhǔn)確，并且必須聯(lián)動其他消防設(shè)施，這樣才能滿足火災(zāi)消防系統(tǒng)的建設(shè)和義務(wù)要求。從未來的發(fā)展來看，信息技術(shù)、視頻監(jiān)控和人工智能技術(shù)的運(yùn)用，可以提高火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和應(yīng)急反應(yīng)能力，具有非常重要的意義和作用。現(xiàn)有的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上雖然已經(jīng)比較復(fù)雜，有一定的智能化水平。但是目前仍然是以自動化技術(shù)為主，智能化技術(shù)應(yīng)用的水平非常有限。未來，AI技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和高端CPU在火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)中的應(yīng)用，以及大數(shù)據(jù)云技術(shù)融入火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的平臺建設(shè)，對火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)功能的豐富和提升具有非常重要的意義和作用。

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Fire alarm system status quo and intelligent future discussion

Cao Quanhong

（Sinopec Zhenhai Refining & Chemical Company Fire Division，Zhejiang Ningbo 315200）

Abstract： Fire alarm system is an important equipment for building fire protection， which has a very important significance and role in firefighting and rescue work. According to the existing research data， combined with some experience in daily use and inspection work， the current situation of fire alarm system is analyzed， and the prospects for intelligent development of the fire alarm system are outlooked， which is hoped to be able to give the relevant work to provide some help and enlightenment.

Keywords： fire alarm system; firefighting and rescue; intelligentization