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城市轨道交通图像火灾报警系统

应用案例2017年03月07日 14:07来源: 安装集团青年友 郑清尧
  经过若干轮的建设,上海轨道交通火灾报警系统的设计与建设已键入成熟化、系统化。但就目前而言轨道交通火灾报警系统仍主要存在报警手段缺乏、火灾定位困难以及探测器误报警等问题,极大的影响了自动灭火系统启动速度。为了解决此类问题,进一步提高轨道交通的消防安全,今天我向大家将介绍一种新型的图像火灾报警系统----“火眼”系统,结合实际使用的结果,分析比较其与传统火灾报警系统之间的优劣,并针对如何能更有效的运用此新型的报警技术进行探究。
 
城市轨道交通图像火灾报警系统
 
  一、火眼系统简介
 
  图像火灾报警系统是近年来采用先进的计算机图像模式识别技术开发的一种全新火灾报警方式。火眼系统是一种以计算机为核心,结合光电成像技术和计算机图像处理技术的火灾自动监测处理系统。系统利用地铁车站内用于安防的摄像机探头,将摄得的连续图像由硬盘录像机转换为数字图像进行存储,并在视频监控系统的后端安装一套火灾报警识别软件,该软件抽取火焰的图像学特征,包括颜色特征和形态学特征,结合频率特性,合理提取图像中疑似火焰的像素进行深入分析,能够在较短时间内,当火焰燃烧仍处于火苗阶段时将其探测出并进行报警,从而进行早期报警。
 
  二、与传统火灾报警系统的比较
 
  与传统火灾报警系统相比,火眼系统具有以下几个优势:
 
  A.响应时间快
 
  由于轨道交通车站站厅站台结构的特殊性,层高相对较高,空间也较为广阔,也因为日常的运行过程中空调和通风系统的开启,我们在实际的火警模拟测试中发现,烟雾很难真正到达感烟探测器安装的位置。通常的火警模拟测试结果是,站厅站台已存在大量的浓烟,而探测器一般需要60至90秒才能做出报警,这段时间对于人员的安全及疏散逃生显然过长了。
 
  经过上海轨道交通13号线的试点,火眼系统经过实际测试,能在10秒以内对火情进行监测并报警,极快的提高了火灾报警的效率及准确性。绝大多数情况下,火源产生于地面,相较于吸顶安装的传统探测器,烟雾从产生到升腾再到被探测器捕捉,这整个过程时间周期较长,而火眼系统借用摄像机直接捕捉火源,可以在火苗阶段甚至烟雾还没产生的阶段被发现,极大的保障了生命财产的安全。
 
  B.能极早期的发现火情,减少损失
 
  根据现在上海轨道交通的消防管理要求,一旦车站出现了FAS火警,需要值班人员到现场确认报警点是发生了真实的火情还是FAS系统误报,由于值班人员到火警点均需要一定的时间,而如果真实发生了火情,就会耽误报警时间。而一般情况下,火警现场都伴随着强烈的浓烟,值班人员即使到达现场,也无法看清现场火灾的实际情况,当值班人员向消防队报告时,消防支队因不了解火灾现场情况,也无法准确调配消防救援力量。
 
  火眼系统的另一个巨大的优势便在于它的探测技术借助于摄像机,一旦发生火情,着火部位的画面将实时出现在计算机屏幕上,*时间强制显示在车站控制室的监控画面中,利用监控系统的全日制值班,可以在火灾的初期阶段就发现火灾,及时通知保安人员扑灭火灾,避免造成更大的火灾损失。
 
  C.产生误报的概率小
 
  根据现有的统计数据,上海轨道交通系统每年大约发生十几起消防气体喷放事件,而车站公共区及设备区的探测器误报更是数不胜数。但其中的80%均为误喷,如果按照常规消防设计,现有的误喷问题是很难得到解决的。大量的误喷不仅造成保护区域暂时失去消防保护,而且也可能会对电气设备造成损害,影响地铁的正常运行。而无论误报与否,一旦探测器监测到火情,车站值班人员必须*时间赶至现场确认,浪费了大量的人力物力。而产生误报的原因也非常明确---灰尘。轨道交通属于公共设施,灰尘扬尘本就无法避免,日积月累的情况下,探测器探头过脏导致的误报要远远高于其他建筑设施。近年来随着上海轨道交通网络越来越完善,不可避免的存在大量的换乘站的建设,而由于施工扬尘造成的探测器误报更是屡见不鲜,有时甚至出现了大面积探测器集体误报的现象。这极大的扰乱了车站消防报警系统的正常运作,给监测火情带来了隐患,也加重了值班人员的工作负担。
 
  火眼系统先进的地方在于它能针对监测的画面进行数字图像的分析,通过参数的设置调整灵敏度。而普通的扬尘与火苗所产生的烟雾的流动轨迹是不同的,系统能方便的区分,从而极大程度的减少了误报的可能性。此外,火眼系统即使出现了误报,值班人员也能*时间从监控画面中区分是真实发生了火情还是误报,能有效的提高对于真实火情监测的准确性。
 
  D.造价便宜
 
  相较于传统火灾报警系统需要将末端的探测器覆盖整个被保护的区域,火眼系统的造价优势在于它借助的是安防用的摄像头,系统本身只是对采集回来的画面进行数字图像的分析。摄像头保护区域的覆盖能力远远高于普通火灾报警探测器,例如视野较为开阔的车站公共区,只需少数几台摄像机就能覆盖整个区域,通过摄像机角度的微调能做到无死角的监测。
 
  三、火眼系统的劣势
 
  那既然火眼系统具有如此多的优势,它能否替代传统火灾报警系统,在轨道交通中建设中推广呢?我们先来看看它有哪些劣势:
 
  A.没有独立的消防报警系统
 
  由于火眼系统实际上依附于安防监控系统,虽然有后台计算机处理画面捕捉火警,但是没有独立的消防报警系统。而火警探测只是消防报警系统的一部分,火眼系统zui致命的缺点就是无法进行相关的消防联动。虽然探测能力优秀,但没有消防联动的功能,使火眼系统不能替代传统火灾报警系统。
 
  B.摄像头发生故障时或被遮挡时,存在安全隐患
 
  采用摄像头作为探测器有利也有弊,虽然覆盖范围广,探测面积大,但是当个别摄像头故障或被异物遮挡时,其监控的区域没有备用设备顶替,会造成大面积的盲区出现,容易在引发火灾时出现监控空白区,从而增加不可确定性。相较于传统的感烟感温探测器,虽然探测能力较弱,成本也高,但是系统可靠性更强,容错率更高。
 

 
  C.特殊场合难以覆盖监控面
 
  在高大、宽阔的空间,火眼系统的探测能力绝对胜过常规探测器数倍乃至数十倍,但碰到楼梯间、电梯厅、结构复杂的室内环境时,一味的使用摄像机进行检测则有些得不偿失了,为了覆盖整个区域,必须增加摄像机数量以保证能检测到防火区域的各个角落。但这样也就失去了采用图像火灾报警系统成本低的意义了。
 
  四、火眼系统推广应用的思考
 
  虽然火眼系统在探测火警的性能上远远优于传统火灾报警探测器,但由于目前技术还不成熟,无法替代传统火灾报警系统。但火眼系统仍可以用于日常的火灾报警系统中,将图像捕捉作为一种探测手段纳入探测器的范畴,其在开阔区域和高大空间区域的火警捕捉能力远胜于目前常用的红外探测器和空气采样探测器。所以比较合理的做法是仍然采用常规的消防报警系统,让火眼等图像火灾报警系统作为常规的探测火灾的手段纳入消防报警系统中,只作为探测器的功能出现。
 
  今天我在这里抛砖引玉,也许在不久的将来,火眼系统在解决了与市面上常规的消防报警产品的接口协议、信息互通等问题之后,将作为一种常规的火灾报警系统用于日常的建设中。图像火灾报警这种新兴技术拥有光明的前景的,也许还会对传统火灾自动报警系统领域带来一场新的革命。
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