火灾报警系统综合解决方案中多传感器与识别技术的应用(1)

火灾报警系统综合解决方案中多传感器与识别技术的应用
饶心伍奕林小飞
中国石油西部管道公司科技服务中心
摘要：为了能够了解场站内生产情况，保证站内员工及生产的安全，需要及时、准确的检测场站内发生的火灾事故，本方案采用了多种传感器检测和图像处理技术，对信号进行识别、处理和判断，对发现的火灾通过短信及声、光进行报警，从而探索一种全新的火灾综合应用解决方案。

一、前言
随着烟雾传感器、温度传感器、视频监控及无线网络（GSM）技术的发展，目前已经形成了多种火灾报警系统。

目前市场上的报警系统多重多样，但大都灵敏度不高，不能探测到周围环境的状况及时预报火灾的可能性。

而利用模糊神经网络实时检测火灾信号，网络庞大，学习时间长，不易操作。

一般由火灾探测器、区域报警器和集中报警器组成，也可以根据工程的要求同各种灭火设施和通讯装置联动，以形成中心控制系统。

油气站场主要担负着油品及天然气的储存、分输、中转等作用，与人们的日常生产和生活息息相关。

同时还担负国家战略物资储备的重任，一旦发生火灾，将对国家的经济、人们的日常生产和生活、国家的政治形象造成极坏的影响。

由于油品及天然气的极易燃烧，往往会为雷电、静电及人为因素等各种原因造成火灾事故，每年因此造成的火灾不计其数，损失惨重，甚至会引发爆炸事故。

近年来，各国油气站场火灾、爆炸事故比比皆是。

由于场站的特殊性，油气井场经常往往处于开阔的地面上，没有实现全封闭，当火灾发生时，传统火灾报警系统中的烟雾探测器不能有效、及时的探测到火灾，由于油气的易燃
易爆和挥发性，瞬间将会导致火灾的势态扩大，给国家和人民的生命财产造成巨大的损失。

二、火灾报警系统综合解决方案
本文突破了传统意义上单传感器探测的局限，综合采用高分辨率CCD传感器、DS18B20温度传感器、光束感烟探测器作为前端探测器件，中心服务器对对采集到得视频、温度、感烟探测器信号进行分析，从而迅速、准确识别早期火灾信号，然后将火灾情况及应急方案通过GSM网络以短信方式发送到管理者手机上，同时监控中心以声、光进行报警，通过扩展，可以连接消防系统、119服务中心等。

图1 多传感器与识别技术的火灾报警系统综合解决方案图
系统的主要组成：
（1）图像型火灾探测采用高分辨率CCD传感器作为前端探测器件，属于非接触式探测方式，能有效的探测早期火灾火焰和火灾烟气，探测距离远，具有自动定位功能，实现可视化报警功能。

前端探测部分可采用双波段火灾探测器进行火灾探测，并将采集到的现场信息送给系统的控制中心。

双波段火灾探测器属于智能型火灾探测设备，由红外CCD和彩色CCD组成，可将采集到的红外视频图像信号传送给数据分析和控制中心，使火灾探测和视频监控得到有机的
结合，灵敏度可现场有监控中心设定，以满足不同场所的需要。

（2）红外光束感烟探测器采用UV185～260nm火焰窄光谱信号轨对轨采集/全脉冲分析技术（PPW）设计，避免了传统探测器的易受干扰的弱点。

采用斜率递增信号检测技术（PAM）对探测环境进行监测，提高了探测器的稳定性及持续使用性。

保证了探测器在尽量降低误报的同时，快速完成火焰识别检测火情的能力，通过CPU对探测管监控，延长了探测管的使用寿命。

探测器适用于各类：油库、酒库、飞机库、化工设备场所、军事设备场所、液化气站、电站等火灾萌发时无阴燃阶段或较少阴燃阶段，而以直接产生明火为主的场所。

具有较高的抗干扰能力，不受风雨、高温、高湿及自然人工光源等影响，可良好工作于室内外环境。

（3）DS18B20温度传感器包括供电电路、64B ROM、内部存储器和存储器控制逻辑部分，64B ROM中存储着每个DS18B20芯片独有的64位ROM ID码，这是系统用来识别DS18B20芯片的标志。

DS18B20可以再一条总线上挂接无数个，不需要对每个传感器进行布线和利用单独的通道，大大节约了成本的同时也保证了温度的精度。

通过对关键部位布置温度传感器，实时检测和分析温度变化趋势，对火灾信号进行及时报警。

（4）监控中心。

监控中心实现CCD信号的分析、光束感烟探测器信号的采集、DS18B20温度传感器数据的实时采集和分析。

（5）数字量输出模块。

对确认为真实火情的信息，由监控中心发出报警信号；控制器动作，自动声光报警，自动显示对应报警区域的现场图像，并自动启动录像机进行记录，值班员通过现场图像和对讲电话指挥扑救和疏散，并通过联动控制台启动消防联动设备，在无人状态下，主机按设定程序自动启动消防联动设备。

（6）无线GSM模块。

对确认为真实火情的信息，由监控主机自动通过预先设定的用户，以短信方式进行通知，同时针对不同的区域，短信内容包括需要启动相应的火灾应急预案内容。

三、结论
采用多传感器与识别技术的火灾报警系统可以实现监控区域的零漏报和误报，同时通过短信方式通知管理者，大大提高了应对火灾的应急程度，具有明显的经济和社会效益。