基于智能建筑的火災自動報警系統的優化設計

福州市閩侯縣公安消防大隊 洪健暉

泉州市公安消防支隊臺商投資區大隊 陳學智

基于智能建筑的火災自動報警系統的優化設計

福州市閩侯縣公安消防大隊 洪健暉

泉州市公安消防支隊臺商投資區大隊 陳學智

伴隨科技的進步與飛速發展，依托于網絡技術，微電子控制技術等的自動化系統應用愈發普及，火災自動化報警系統也在此基礎上發展起來，且火災自動報警系統在火災防范方面產生了明顯的效果，本文從智能化建筑的火災自動報警系統的相關方面進行探討，從而優化自動報警系統的設計，達到降低自動化火災報警系統的失誤率與漏報率的目的，提升火災報警系統的智能化水平。

智能建筑；火災自動報警系統；優化設計

一、引言

隨著智能化建筑的增加，其內含的智能化火災自動報警系統可以迅速發現火情，對生命與財產安全有一定的保障。火災自動報警系統可以監測出火災發生初期有毒氣體的含量變化，并依據空氣中CO濃度的變化做出預警提示，并向人們發出警告。同時自動化火災報警系統也可以配合城市消防專用網絡向消防人員提示火情發生的位置以及提供消防路線等，幫助消防人員第一時間到達火災現場。所以智能建筑的火災自動化報警系統對智能建筑的重要的安全防護措施，本文就主要從這方面進行探討智能化建筑的火災報警系統的優化設計。

二、火災自動報警系統的發展現狀

我國的火災報警系統大約出現在20世紀70年代，自改革開放以來，我國逐漸認識到火災報警系統的重要性，逐漸加大了對火災報警系統的投放與研發力度，并取得了一定的成果。目前，我國的火災自動報警系統廣泛采用了WIFI等無線通信技術。采用這種無線通信技術的火災自動報警系統具有安裝簡單、不破壞建筑物、靈活方便擴展等優點，深受社會各界的喜愛與歡迎。

三、國內火災自動化報警系統中存在的問題

1、存在誤報、漏報現象

這種現象的產生，主要是因為傳感器的缺陷造成的，還有一部是因為環境中的粉塵、電磁場等因素導致的失誤。報警系統中的傳感器種類越來越多，信號不統一，加大了處理難度，因此這種僅靠簡單的閾值來判斷火災的方式明顯是不能適應各種火災情況的。

2、火災自動報警系統的智能化水平不高

因為傳統的報警系統所采用的傳感器應用的是簡單的閾值法來監測火情的，在單一的傳感器信號進行處理是比較準確的，但隨著現代建筑的智能化要求的提高，火災報警系統需要對多種因素進行綜合處理，在這時往往就會出現失誤。所以需要采用更智能的火災判斷算法來優化。

3、需要進一步提高無線通信技術的應用

隨著無線通信技術的發展，打破了傳統在線電纜布局的局限性，如果應用到火災自動報警系統上就可以擴大其監測范圍，做到無死角全面監測，而傳統的采用電纜連接的報警系統是很難做到這一點的。

四、火災自動警報系統的軟硬件優化

1、警報系統的硬件優化

隨著科技的不斷發展，當前火災警報系統可選用的硬件設施也在逐步優化，比如，當前的無線通信技術。無線通信技術在火災警報系統中可以適當減少有線通信被截斷后難以預警的現象，同時智能建筑的消防系統可以通過無線技術對火災發生處準確定位，精準消防；同時在無線信號與警報系統的各個連接處，可以通過高科技手段增加系統抗干擾能力，加強報警系統與消防系統的聯動性。

2、警報系統的軟件優化

在火災警報系統的軟件優化方面，其設計架構逐漸復雜化，在系統核心處理器的選擇上可以選用更易適應環境變化的嵌入式系統處理器，嵌入式處理器可以適應多種系統開發環境，便于技術人員的開發設計以及后期的系統更新等等。

圖1 火災警報系統控制器的設計架構圖

五、火災自動報警系統的算法設計

1、火災的特征

通常，人們所看到的火災燃燒過程中，首先會產生大量的熱量；其次會產生部分化學物質，如二氧化碳等，導致人們可呼吸到的氧氣量急劇減少；最后是燃燒中必然會伴隨大量的濃煙，引起人們呼吸不暢等較為嚴重的后果，且煙霧的顏色會隨著燃燒物質的不同而不同。同時，燃燒的著火點也有明火與暗火之分，暗火通常發生在火災初期或后期，此種火情唯有到形成大量濃煙的情況下才會被人們發現；明火較易發現與撲滅。所以在火災自動報警系統中首先要注重的是報警系統的靈敏性，設置濃煙到哪種程度自動報警，明火自動報警與撲滅等等；智能建筑的不同，也要設置不同的火災報警系統參數，以提高系統的適應性。

2、火災自動報警系統的算法

通過對火災的分析可以看到，火災的燃燒過程變化性較強，復雜性較高，難以用較為精準的算法將其具體的表述出來，故此可以選用相對較為模糊的系統將系統各個部分串聯起來，形成完整的火災自動報警系統。

圖2 模糊算法系統結構圖

運用上圖中的結構建立一個相對模糊的火災自動報警系統，并通過后期學習不斷完善健全其中的規則庫。同時火災自動報警系統需要設置不同的傳感器客戶端與參數，對火災過程中產生的溫度、濃煙厚度及氣體等進行監測與采集，一旦超出警報范圍即刻報警燈。由此可以得到火災警報系統中的網絡圖，如圖3所示：

圖3 火災警報系統網絡圖

上圖中S、T、G分別為煙霧、溫度、氣體（二氧化碳）等英文的首字母，且第一層為輸入層，負責傳遞三種燃燒過程產生變化的濃度等，通過一定的處理后，其輸出則為：

將此數據直接傳入到2、3層的模糊化數據層，進而分析出數據的小、中、大三個數據，進行傳輸到第四層，通過第四、五層對其相關規則的算法計算，判斷其火災形成原因為明火、暗火，抑或是無火，進而通過推理系統的算法系統判斷酒精有無火災的發生。

簡單的模糊化火災系統與其算法可以加強對火災發生的預警，但因為火災的發生過程是漸變的，故此，需要技術人員通過不斷的學習或仿真分析等方式，逐漸完善火災自動化報警系統。

六、結語

通過上述分析可以看到，在智能化建筑中火災自動報警系統是其最為重要的一個子系統，其中涉及到有關報警線的鋪設、系統的詳細設計與算法等等，隨著建筑行業的發展以及對火災警報系統需求的增加，對火災自動報警系統的環境適應性要求也在提升，包括系統靈敏度、系統誤報和漏報的現象等等，唯有不斷提升，逐漸增強火災報警技術的優化，才可提升智能建筑的安全性，加強人們對建筑的可靠性感受。

[1]張響亮.智能建筑火災自動報警系統的設計與研究[D].武漢理工大學,2010.

[2]林菁,王驥,沈玉利.智能建筑火災自動報警與消防聯動系統研究[J].建筑科學,2008,(07):101-104+51.