[转贴]：火灾自动报警系统存在的几个问题及改进措施

sudan2008

四川省广元市公安消防支队 叶光远 何 沛
{摘 要}? 当前火灾自动报警系统存在的通讯协议不标准，系统误报、漏报频繁，特殊恶劣环境的火灾探测报警的干扰等问题也较为突出，本文针对存在的问题提出了采用统一、标准、开放的通讯协议标准，广域网技术，智能能化的火灾探测算法技术处理火灾探测器提供的火灾信号等技术改进措施。
?　{关键词}? 火灾自动报警 探测技术

　　火灾自动报警系统作为建筑消防设施的神经中而却步枢，为预防和遏制建筑火灾提供了强有力的保障。但目前自动报警系统还存在以下几个应引起足重视的问题：

一、火灾自动报警系统通讯协议无统一标准，各厂家自搞一套、自成一体，通讯协议不开放，数据格式不统一，传输非标准，技术层面的信息交换不畅通。

　　通讯协议是火灾自动报 警系统完成其信息传输、确认及响应所必须遵循的“法则”，系统只有依赖完善合理的统一标准，才能实现系统组件间及至更为广义的信息交互，从而完成扩展、优化系统的功能。目前以“多种形式的总线制”为主流的火灾自动报警系统得到普及和推广，但国内尚无针对“总线式火灾自动报警系统”通讯协议的统一设计标准，国内已有应用的百余种该类系统由于其技术来源不同（引进、合作、开发及仿制），因而其通讯协议的芜杂多样、良莠不齐引发了诸多问题。
　　（一）产品研发及制造业良性发展举步维艰，技术资源难以充分利用
　　1、各研发制造企业对产品的开发闭关自锁，应用技术芜杂，技术含量差异大，难以做到扬长避短，合理有序，更谈不上与先进技术同步和与国际接轨。
系统的封闭性造成不同生产企业的产品没有互换性，系统功能扩展艰难，制约了火灾自动报警行业的发展。
　　2、重复开发，信息资源不能共享，造成了技术和资源重复耗费，致使产品开发成本高、周期长，难以把握市场先机和占稳市场。
　　3、通讯协议的非标准化、非统一化，使得产品技术性能的好坏缺乏界定和鉴定的统一标准，难以实现严格意义上的优胜劣态，不但阻碍了新技术的应用和发展，还变相地为企业的不正当竞争推波助浪。
　　（二）系统维护保养缺乏标准、和可持续的技术支持
　　1、由于缺乏规范、统一的通讯标准，不仅不同火灾自动报警设备生产企业的产品无法互换，甚至同一生产企业不同系列的产品所使用的通讯协议也不同，这样给目前已经运行的火灾自动报警系统带来潜在缺乏可持续技术支持的问题。一旦系统需要维修、更换、清洗，而用户又无法依赖原已选定火灾报警设施的生产企业提供技术支持。这样，用户则可能因损坏的器件得不到维修更换而被迫全面废旧换新或选用其它企业的产品，或因得不到应有的技术支持而听任建筑自动消防系统的瘫痪失效，前者造成国家财产的浪费，后者形成火灾隐患。
　　2、由于通讯协议的不统一，使得用户一旦选择了一家产品就永远受该企业的制约。
　　3、由于通讯协议不统一，给将各种火灾自动报警产品纳入标准化的局域网络管理造成障碍，国家有关部门也难以在网上对任一火灾自动报警系统运行状况进行必要的监督检查和统一指挥。
4、随着用户经济和生产发展，一幢建筑内或一家工厂同时运行两台或多台消防报警主机的情况越来越多，随之而来的就是如何管理好这些不同厂家、不同年代、不同类型而且各自独立的消防报警系统这样一个令人头痛的问题。
　　（三）用户操作使用困难
由于消防报警设备产品市场没有独霸一方的绝对强势产品，也由于标准规范给生产商留下太多的发挥余地，因此消防报警设备的主机不象PC机那样千人一面，而是千人千面，加上进口产品因素，用户界面更呈现多种效应；设备本身用户界面不友好，而且日常使用和操作人员大多不具备良好的专业技术素质和外语能力，加上人员的频繁变动和管理制度的不完善，因此很大一部分消防设施运行得模模糊糊，说不上好也说不上坏。用户使用积极性不高。


二、火灾自动报警系统误报、漏报问题困扰用户

　　火灾自动报警系统对火灾探测信号处理的任务就是要排除干扰，及时、正确地判断火灾，但是火灾探测器的安装环境极其复杂，由于环境中的气流、灰尘、湿气、电磁场、电瞬变、静电以及人为干扰的影响和不规律性，其变化特征与火灾时的烟雾或温度变化有其相似之处，目前被广泛使用的各种传感器在探测火灾方面存在的某些先天不足，无法准确地感应各种物质在燃烧过程中所特有的声波、光谱、辐射、气味等诸多方面发生的微妙变化，即使在单纯的感烟和感温机理方面也不尽人意，例如离子和光电感烟传感器不但能感应很宽的非火灾现象“粒谱”。另外对火灾发生过程中所产生的不同粒径和颜色的烟，加上又有某些探测“盲区”，误报、漏报严重影响用户使用。

三、超早期火灾探测报警技术有待进一步扩大探测服务领域

　　 针对特殊保护对象的重要性和特殊性，国外已开发出适合洁净空间高灵敏度感烟火灾探测报警系统，如激光式高灵敏度感烟火灾探测器，吸气式高灵敏度感烟火灾探测报警系统和气体火灾探测报警系统，与普通火灾探测报警系统相比，其探测灵敏度提高了两个数量级，甚至更多，这些系统采用了激光粒子计数、激光散射等原理监视被保护空间，以单位体积内粒子增加的多少来判断是否发生火灾，实现早期火灾报警。目前这种技术仅限于对烟粒子的探测，其在应用中不同程度地受到了应用场所环境的限制，在洁净空间的火灾探测中应用较好，在一些普通环境条件的场所，高灵敏度吸气式火灾探测报警系统的应用还存在某种问题。

四、改进措施及发展方向预测

　　为进一步缩短火灾探测报警时间，减少火灾发生、及时采取有效防火、灭火措施、减少火灾损失提供宝贵时间；进一步提高火灾探测报警系统的可靠性、降低误报率，为自动报警与联动控制灭火设备提供可靠运行保障；特殊场所的火灾探测报警问题，火灾探测报警系统的网络化和监控技术等成为火灾探测报警领域发展的新热点。
　　（一）、统一、标准、开放的通讯协议标准是火灾自动报警系统发展的必然方向
　　火灾自动报警系统作为工业控制计算机网络系统的衍生，其数据传输必须严格遵循统一、标准的通讯协议，才能保证信息数据传输的可读性、可执行性及准确性。其类型主要包括总线通讯、联机通讯及网络通讯几种。
　　国家有关部门可组织国内大型生产企业，有步骤地规范和统一火灾自动报警系统的通讯协议标准，形成国家强制标准，作为公共资源予以颁布实施。
　　在规范和统一火灾自动报警系统通讯协议标准时，应瞄准当前国际工业控制计算机网络技术的最新发展动态，借鉴现已获得广泛公认的标准总线、通讯协议，利用现有软件、硬件技术，使协议与国际接轨。同时，该协议标准亦应以国内技术相对先进、产品性能相对可靠的生产企业的现行标准作业基础技术支持，使国内火灾自动报警产业的发展得到合理的衔接、过渡和更新。
　　智能建筑是今后的发展方向，在制订通讯协议标准时，应充分考虑让火灾自动报警系统嵌入智能建筑的楼宇自动化（BSA）系统中，让其作为智能建筑楼宇自动化（BSA）的子系统，与楼宇自动化主流网络技术及其相应协议等兼容，可充分利用智能建筑的智能化硬件、软件资源实现联网通讯，为城市消防调度指挥中心、城市综合信息管理网络提供并与城市其它管理中心共享消防系统的信息。
　　（二）、采用广域网技术解决城市和地区自动报警联网问题及大型用户中不同种类、不同品牌、不同时期投入使用的报警系统的兼容和集中控制问题
　　采用广域网设施，使系统能在几公里或几十公里的区域内做到集成；网络上采用动态即插即用技术，使网络在正常工作条件下，随时可以增和减少并入的报警主机。网络应支持多台操纵站，同一个报警信息不同部门的操作终端皆能接收到，设备应具有自我诊断、自修复并作详细记载的功能；设备应能支持动态远程操作，用户可以利用电话线远程拨入设备，进行动态监视，了解报警状态和故障信息，检查值班人员的工作，为消防指挥提供可靠的信息，在特殊情况下，远程监视点还可以作为备用的值班位置，使用户对报警系统的使用更灵活，更方便；此外，远程接入功能还可向专业维修厂和专业技术人员提供远程诊断窗口，使消防报警设备的正常运行获得额外的保障。建立统一的传输协议，确保不同种类、不同品牌的各台消防报警主机之间的可靠连接和通讯；具有纯图形的显示方式，能够绘制清晰的中文彩色模拟地形图，并标识探测点的具体位置，其图形系统应包括全局地理总图、建筑或工厂的分图、楼层或车间的支图、报警区域或房间的详图等层次组成。设备应能对报警主机的报警、故障和构成整个系统的网络设备包括网络主机、通讯接口、通讯电缆和供电情况等进行严密的监视，便于系统管理和维护。系统的数据库要能可靠地记录系统内发生的事件和操作员的动作，为火灾事故的查询和分析提供依据，对操作员的管理提供依据。
　　（三）、采用智能化的火灾探测算法技术处理火灾探测器提供的火灾信号，让自动报警系统能够模仿人对火灾的某些判断过程，从而降低误报和漏报，增强系统的可靠性。
　　1.模糊逻辑、神经网络等高新技术将用于火灾的识别，将火灾探测器的判别功能和判定决定权分离，由具有模糊逻辑、神经网络的软件实现，突出智能判定的作用，判别功能更加细化，实现两级（或多级）判别大大提高火灾探测的可靠性。
　　鉴于各种单一传感器提供的火灾住处均混杂非火灾信息，给从传感器提供的火灾信息上判别火灾增加了难度，新型探测原理的传感器（如气体气味传感器等）和复合探测器（如对火灾过程的多参数进行监测的复合传感器）的将取代统单一的火灾探测器，它们对火灾产生的我种参数进行多种信息分析，滤出干扰、识别真假火灾，从而提高判定火灾的准确性。
　　2.主动获取对于识别真假火灾参数非常重要的细微信息探测和物性信息探测技术将用于火灾探测。
　　目前火灾探测器所使用的传感方式都是从物质特性入手进行火灾过程变化信息（简称时间信息）的测量，尚未完全解决物质特性信息（简称物性信息）的测量问题。细微信息探测和物性信息探测技术的成功应用将有助于区别与火灾信号相似、难以区别的干扰信号，实现对火焰与背景的干扰的分辨，提高系统的可靠性和实用性。
　　3.真正的模拟量探测报警技术将替代目前的“准”模拟量探测报警技术
　　目前广泛使用的所谓模拟量探测报警技术只是一种“准”模拟量探测报警技术，它只是将探测信息由开量的两态信息，变为模拟量化后的多态信息，对于这样被探测到的信息，到底能以多大的精度反映现场火险参数的实际值很难说清。不过有一点可以相信，那就是他在报警阈值附近是基本可以信赖，在这种技术条件下，要实现探测数据较高层次的分析处理是难以想象的。
　　真正的模拟量探测报警技术就是要依据科学计算背景的漂移，适时修正已浮动的阈值，以保证原设定的灵敏度基本不变。将大量典型的火灾曲线数据存储到计算机中，探测到现场出现的异常时，计算机将该探测点的历史数据曲线与典型曲线进行比较以判断是否报警。
　　实现真正的模拟量探测和报警的首要条件是要有真正的模拟量探测报警器，它必须在确定的精度内提供对应现场火险的参数值，由于该产品使用场所的广泛性，对所有探测器来说，输出值与火险参数的一一对应关系应该是相同的。真正的模拟量探测头要求同一类型的探头具有统一的输出信号与相应火灾参量的一一对应性，最好是输出信号值与火灾参量值之间在线性关系和一致性的标度。如果它们是非线性的关系，则要求出厂的该类型探头具有相同输出——火灾参量对应曲线，只有这样，控制器才能根据探测器发回的信息查出其所表达的现场火灾参数，从而对应出现场的火险程度。
　　4.采用可靠的总线通讯技术，降低系统故障率。大型火灾探测探测报警系统对总线带载量、通讯速度、信号传输距离及抗干扰性能的要求越来越高，可靠的总线通讯技术是实现火灾探测智能化的前提和保障，也是提高系统可靠性的重要保证。
　　（四）、超早期火灾报警技术将更为成熟和广泛应用
　　超早期火灾报警的主要指导思想是：一是提高灵敏度，在火灾早期阶段生成物较少的时候即可探测报警；二是探测火灾过程中尚未形成火灾时的生成物即超早期火灾探测报警。为此，利用提高灵敏度实现早期火灾探测报警的方法中，已将粒子计数测量技术用于火灾探测，为了更早发现情况，采用主动形式吸气式方法缩短被测物到达探测传感器的时间。
　　利用气体和气体成分进行火灾早期阶段生成物或构成火灾要素方面的火灾探测技术研究，是超早期火灾探测报警另一前景看好的研究。在研究超早期火灾探测报警技术的同时，将火灾探测报警分成火灾探测报警和火灾预报两个阶段，探讨新的处理方法和概念，用新的概念引导技术，会更有力的促进早期火灾探测技术的发展。
　　（五）、以下几个方面的火灾探测报警技术研究大有可为
　　1.非洁净环境的超早期报警问题
　　2.对于移动危险品及化学灾害事故的预测与探测报警问题
　　3.地下及大空间建筑等复杂场所的火灾超早期探测报警问题
　　4.城市和地区自动报警联网问题

参考资料

?　{1}?龙颖等、多种类消防报警系统广域网集成的技术与应用.上海消防.2002?4?：134——135
?　{2}? 王乐天，王际锦。智能能技术在火灾探测领域的应用。中国消防协会——面向新世纪消防学术研讨会论文集，1999：236——240
?　{3}? 王秋或等.关于规范和统一火灾自动报警系统通讯协议的探讨与建议.中国消防协会.展望新世纪消防学术研讨会论文集?325——328

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火灾自动报警系统作为建筑消防设施的神经中而却步枢，为预防和遏制建筑火灾提供了强有力的保障。

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火灾自动报警系统作为建筑消防设施的神经中而却步枢，为预防和遏制建筑火灾提供了强有力的保障。