網絡化影響下智能建筑火災自動報警系統的設計與實現分析

泉州市公安消防支隊 陳靖彬 陳 鵬

網絡化影響下智能建筑火災自動報警系統的設計與實現分析

泉州市公安消防支隊 陳靖彬 陳 鵬

隨著網絡化、自動化技術越來越成熟，建筑智能化水平持續提升，隨之衍生出智能建筑，并且成為大量業內研究學者的主要研究課題。本文以網絡化影響為契機探究智能建筑火災自動報警系統的設計與實現，以期為該系統的發展提供一定的理論幫助。

網絡化影響；智能建筑；火災自動報警系統；設計；實現；分析

一、前言

自動報警技術在網絡化大背景下，依然蛻變為國內建筑自動化系統中的嶄新觀念和舉措，它的出現對于我國智能建筑畛域綜合能力提升具有里程碑的意義。現今社會網絡信息無孔不入，火災自動報警系統逐漸進入到建筑領域，這對我國智能建筑今后的發展有極大的影響和促進作用。在我國智能建筑領域中已經開始廣泛應用自動化報警技術，進而使我國建筑工程安全系數不斷提升，為快速、穩健發展建筑行業注入了強大的動力。

二、智能建筑與火災報警系統簡述

在20世紀未，智能建筑的概念在美國誕生。智能建筑作為一種新式建筑，又被譽為智能大廈，即整個建筑中的設備操作均是使用計算機自動化技術，并利用網絡管理信息資源，將信息服務供應給用戶。對智能建筑而言，建筑自動化系統相當重要，該系統主要是對建筑內部的環境、交通、能源使用與安全設備等情況進行監控、管理，從而為用戶創建一個安全、舒適，同時具有很好的節能功能。自動化報警系統就是BAS的組成部分。

火災報警系統是由信號傳送、探測器、自動報警裝置這三大部分構成。在該系統中，唯一的監測部件是探測器，其具有靈敏度高、可靠、穩定的優勢，是消防系統中十分關鍵的部件。通常常見的探測器有光電感、離子感煙、氣體型、紫外線與紅外線型等類型。報警系統在選擇火災探測器時，應從安裝所處環境特征、火災特點及房內高度這三方面綜合考量來選擇適合安裝的探測器；在最近幾年，科研部門與生產企業強強聯手研發了一系列全新的火災自動報警系統，例如，全總線型、智能型等等，使得火災自動報警系統有了更多的組成樣式。

三、網絡化影響下的智能建筑火災自動報警系統設計

（一）數據采集器設計

數據采集器實質上是一種中級機構，其中有一到兩個報警總線接口，能夠實時監控500個以內的地址單元，對這些區域的火災探測元件展開監測，實時了解火災的報警情況。作為隸屬于火災報警控制器下屬“部門”的數據采集器，當火災發生在覆蓋區內時，實時、直接的向火災報警控制器反饋火災信息。而采集火災信息并將其反饋給火災報警控制器是數據采集器的主要功能，幾乎不會處理報警信息，最多是對信息展開協議轉換。該采集器的現場總線是四總線模式，分別有兩根電源線、信號線構成，直接與火災報警控制器相連。傳輸距離通常在1500到3003m之間，通信方式有RS485、CAN、LonWorks等多種總線。這些總線技術運用到現場，能夠在數據采集器與火災報警控制器兩者間出色完成網絡架構與信息輸送。

（二）火災報警控制器設計

火災報警控制系統屬于火災自動報警系統的中樞機構，在接受信號的同時做出正確的判斷。控制中心型、區域型、集中型這三種報警系統在建筑工程中較為普遍。區域型報警系統指把一臺區域報警控制器安裝在一個報警區域，且在該區域內只能有三臺以內的控制器，而且需要在人員來往密切、值班間的位置安放該控制器。集中型報警系統適用于報警片區范圍大、設備大于三臺的地區，在該區域有集中報警控制器和區域報警控制分別不少于一臺和兩臺，且應當在消防室或值班室中安放。控制中心報警系統通常是在規模大的建筑工程、存有十分重要物品的區域、專門化的消防控制室、安裝消防控制設施等區域安裝。

（三）火災探測的模糊神經網絡算法設計

對于本次研究系統中的傳感器端口而言，其在測量過程中是依照實際勘測周邊環境中煙霧濃度、溫度等多個方面內容的信號進行采集工作，并經由系統的一系列分析行為后得到需要的數據。但因為實際測量過程中，環境中煙霧及CO濃度以及煙霧自身溫度等對應的物理量存在差異性，導致其量綱與數值均存在差異性。為此，依照環境中煙霧溫度、濃度以及氣體濃度作為運算的輸入量，分別用T、S與G代表，構建相應的模糊神經網絡模型圖（圖一）。

圖一 該系統模糊神經網絡模型圖

依照圖中內容所示，第1層為輸入層，錄入三個神經元后經由預處理實現洗腦傳遞措施，此時輸出則為OS= IS= S，OT= IT= T，OG= IG= G，此時二三層則屬于模糊化層，而其輸入變量則會直接用小、中、大三個語言變量進行代表。二三層作用主要為實現不同語言值變量隸屬函數間的輸入信號計算行為，得到的數據最后將進行模糊化處理。一般情況下，火災未發生以及發生之后的參數信息所產生的變化是存在一定規律性，可通過相關系；統測量并計算得打。第四層主要為模糊規則層，其作用為模型的“與”運算，其運算公式為：

在這一公式中，j為整數，主要代表該層中的節點數量，R則可直接取值T、S與G。此層中所有節點輸出可看作是模糊規則的實際隸屬函數。五層為歸一化層，所對應的輸出公式為：

最后一層則為輸出層，在該層中，其輸出概率存在三種情況，即為明火、無火以及陰燃三種。通過上述計算所得到的數據可能存在樣本誤差，因此為確保其訓練的精準度，一般情況下會再次進行誤差函數核算。

四、火災自動報警系統的實現分析

該系統雖然是建筑自動化系統的一種，但是同其余智能建筑相比布線系統卻有很大差異。且本系統中的報警線、通信線、聯動線均相對獨立、自成體系。而伴隨科技的發展，研究人員的深入研究，將使得智能建筑與火災自動報警系統更加完善與成熟，兩者之間的關系也將更加緊密，在應用中也更加安全、便捷。因此，盡可能選擇適配性高的系統，以便在安裝后的使用與運轉期間，兩者能良好的結合，使整個系統更加完美。

五、結語

綜上所述，隨著網絡化、信息化的快速發展，人們對智能建筑火災自動報警系統的研究將更加深入，通過不斷的研究和探索，該技術將更加成熟，但這個過程是漫長的，任務是艱巨的，相信隨著科技的進步發展和研究人員的不懈努力，火災報警自動系統將實現質的飛躍，普及到整個建筑行業，人們的生活將更上一層樓。

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