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国外火灾自动报警技术发展概况与发展趋势
资料来源:本站 2019-5-28 8:51:02 本文章已被浏览 103
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二十世纪八十年代以来,国外火灾自动报警技术有了突飞猛进的开展,呈现了由低级向高级、由低效向高效和非智能化向智能化方向开展的趋向。依据我国火灾自动报警技术开展的需求,笔者于1999年编写了《国外火灾自动报警技术开展概略与开展趋向研讨报告》,重点阐述了廿世纪八十年代初至九十年代末期间国外火灾自动报警技术的开展概略与开展趋向。由于报告自编写以来,不断未公开发表,现作为1999版研讨报告对外发表。

笔者拟於2008年续写廿一世纪以来的国外火灾自动报警技术开展概略与开展趋向研讨报告,并将作为2008版研讨报告对外发表。

一、国外火灾自动报警技术的开展

廿世纪八十年代至九十年代,随着经济建立和半导体、微电子、光电、计算机和信息等科学技术的疾速开展,国外火灾自动报警技术以市场为导向,以应用高新技术为先导,以减少误报率、进步牢靠性、灵活度和扩展探测范围为基本目的,在展开根底理论和应用技术研讨、老产品技术改造、新产品开发、规范和标准制修订、产质量量认证和检验、系统设计装置和维护、扩展应用范围和进步应用效益等方面,都有了很大的开展,呈现了许多新产品、新技术,使火灾自动探测报警系统从火灾探测、报警传输、信号处置、报警控制显现到与其他系统联动等一系列功用和牢靠性大大进步、完善,大大减少误报率,大大加强人们预防现代化各种火灾的才能,为捍卫人类生命,财富防火平安发挥了重要作用,成为现代消防技术中的一种必不可少、具有宽广开展出路的前言消防抢先技术和手腕。

目前,国外普遍采用的火灾自动报警技术,主要有两种。一种是非智能火灾自动报警技术,包括嫁接新技术的老式或传统火灾自动报警技术,七十年代末呈现的可寻址火灾自动报警技术和八十年代初期呈现的模仿量可寻址火灾自动报警技术,这些技术虽然高技术含量少,但由于本钱低,能满足众多小型民用和商业防火维护需求,而被许多国度普遍应用。另一种是代表现代化火灾自动报警技术开展程度和开展趋向的智能火灾自动报警技术,包括从八十年代中期开端发到九十年代中期已开展成熟,并得到普遍应用的采用具有人工智能理论和技术的高级算法软件的智能集中型模仿量可寻址智能火灾自动报警技术(既由智能控制器做报警决策的智能火灾自动报警技术)和九十年代初期开发,并得到应用的采用人工智能理论和技术的高级算法软件(主要指含糊逻辑和神经网络软件技术)的智能散布型智能火灾自动报警技术(即由智能探测器做报警决策的智能火灾自动报警技术)。其中,智能集中型智能火灾自动报警技术开展最快、应用最广、现已成为智能火灾自动报警技术中的一种主导技术,其中,由50只左右模仿量可寻址感烟探测器构成的小型智能集中型智能火灾自动探测系统开展最快、应用数量最多,不只大大改良了小空间的防火平安,而且也推进了火灾报警工业的开展。智能火灾自动报警技术主要用于处理大、中型空间防火平安和多种系统的联动问题。当前,智能火灾自动报警技术开展的一个显著特性和重要趋向是含糊逻辑和神经网络高级算法软件人工智能理论和交互技术被越来越多的智能火灾自动探测系统采用,已成为智能火灾自动报警技术中的前沿技术和中心技术。

据国外有关材料引见,目前,全世界装置的智能火灾自动探测系统的价值约占一切新装置的火灾自动探测系统(包括智能和非智能型火灾自动探测系统两种)总价值的50%。按智能与非智能型火灾自动探测系统二者本钱为2:l来推算,全世界装置的智能自动探测系统的数目约为一切新装置的火灾自动探测系统总数的1/3和新装置的非智能型火灾自动探测系统总数的I/2。这一数字,虽不精确, 但是,能够看出智能火灾自动报警技术在短短的十余年时间里,的确得到了快速开展。如今,世界上一切主要火灾报警控制器和探测器消费厂家都在消费这种智能火灾探测和报警产品。普遍看好智能火灾自动探测系统更快探测初生火灾、大大进步火灾探测牢靠性、大大减少误报率和系统维护人员担负的益处。普遍以为,固然智能火灾探测和报警产品的最初消费投资较高,风险较大,但是,由于该类产品至少具有10年的运用期,高新技术含量大,顺应将来技术进步和开展的需求,代表将来开展方向,所以,得到普遍注重。世界上火灾自动报警技术一直处在抢先位置的瑞士西伯乐斯公司自1941年创造世界上第一个离子室电子感烟探测器和创立火灾自动报警工业火灾公司以来,于七十年代后期开发第一个可寻址火灾自动报警系统,并从八十年代初开端瞄准火灾自动报警系统朝模仿量可寻址火灾自动报警系统,即高功用模仿量火灾自动报警系统方向开展的趋向。从1980年到1990年10年间,先后共投资5千万英镑,建造现场模仿熄灭实验设备,展开大量实验研讨,搜集大量火灾传感器背景噪音数据,树立数据库,求出辨别真假火灾信号的大量算法,于1986年推出由控制器做报警决策,连续监视传感器模仿值,自动补偿灵活度变化和具有预告警功用停止人工干预的模仿量可寻址火灾自动报警系统,并于九十年代初推出由采用含糊逻辑和人工神经网络算法软件探测器做报警决策的智能散布型火灾自动报警系统, 其最大益处是精确辨别真假火灾,大大减少误报和报警精确;所研讨开发的神经含糊算法能够模化人的大脑推理和学习才能,具有更多的特地用处,如动态过程模化、形式辨认和控制,并采用这一算法软件技术,开发响应各种火灾的光电感烟和感温传感器复合的神经火灾探测器、牢靠响应广谱火灾的光电感烟探测器、牢靠响应快慢温升的感温探测器和线型光束感烟探测器。目前,该公司还在采用这一交互算法软件技术研讨合适建筑翻修时用的一种新的探测概念一—创新方式,还思索采用原始数据产生一类合适大局部环境用的 算法和开发处理工作条件下呈现的特殊问题的特定算法。该公司现已参加德国西门子公司,是一个国际性集团,在65个国度中设有子公司和代销处,现有职工6,000多名,是世界上最大的火灾报警工业公司,到1987年5月,已在全世界装置了20多万个火灾自动报警系统。美国诺蒂菲尔公司开发的采用先进的含糊逻辑算法软件、甚早响应各类火灾的激光甚早智能感烟报警系统(VIEW)是智能火灾自动报警系统中灵活度最高的一种,比现有光电感烟探测器灵活度高50倍,经100多万小时实验,无误报,是由一个超薄型的、设有2个发光二极管的新式激光传感器、高级算法软件和智能控制盘组成,预告警灵活度为0.07%,米减光率;报警灵活度为,为0.1%/米至3.24%/米减光率,在不到一秒时间内,可辨认318个点中的任一点的报警,起动159个输出点,对火焰火、PVC电线过热和阴燃火的响应,分别早于离子感烟传感器、吸气式感烟系统和烟传感器,还具有高牢靠、低本钱的优点,十分合适用于高价值区,如电信、计算 机房、博物馆等清洁场所的防火维护,被称之为智能火灾探测火灾报警技术的一次飞跃。美国系统传感器公司依据肯定的误报最低降低率为小于1/100万工作小时/每只探测器的目的,采用先进的火灾探测和分辨算法软件和微处置器,开发一种厚度仅有42毫米的超薄型光电、离子和感温传感器相复合的多传感器/多判据智能火灾探测器,具有很高的免误报、较早响应多种火灾的才能。日本消防研讨所和能美公司等在八十年代后期对人工智能的应用做了大量研讨,并应用神经含糊信号处置技术开发感烟、感温和感CO传感器的多传感器/多判据探测器智能火灾报警系统,以为采用神经一含糊信号处置技术有2个优点:一是经过学习把传感器的输入与输出适合联络来获得学问,完成对传感器输入的理想控制;二是便于同时运用多于一个传感器的技术和详细处置传感器的信息,即随着可能处置的信息量的增加,可同时处置多于一个输入数据,如必需随时做的更改,这样可更早发出火灾预告,更精确断定火灾。德国安福公司每年从销售收入中拨,10%资金用于这种新技术和新产品的开发。

  1.2国外火灾自动报警技术市场的开发

    国外火灾自动报警技术市场开发的准绳是,依据市场需求和开展趋向,不时增强研讨和开发,坚持规范、质量认证和检验,采用先进消费技术和物美价廉的元器件,上范围、上层次、不时开发技术先进、适销对路的新产品,依照市场规律和集约化范围运营的路子逐渐开展壮大。

    国外火灾自动报警技术市场,固然己开发多年,但其开展形势和前景不断好于其他消防技术市场。据英国市场研讨公司预测,1996年,英国火灾探测和报警系统在英国主动消防产品(包括火灾探测报警产品、灭火剂、灭火器和固定灭火系统等)市场中所占的份额(按销售额计算)是42%,约131百万英镑(合钱1,703百万元),其中。光电感烟探测器占44%、离子感烟探测器占30%、家用感烟探测器占l0%、感温探测器占13%、其他探测器占3%,探测器占最大份额,特别感烟探测器占的份额最大,达84%;而控制器所占的份额很少。

    国外火灾自动报警技术市场开发的另一个特性是,由于采用外表装置技术、超薄技术、波峰焊技术和自动化消费线等先进消费技术,消费力不时上升,1994年英国人均销售额为63,660英镑,1995年人均销售额为68,040英镑,比1994年增长4,380英镑;年销售额超越16百万英镑的大型公司,1995年人均销售额为81,010英镑;年销售额低于100万英镑的小型公司,1995年人均销售额为48,980英镑;年销售额在100万至500万英镑的公司属于中型公司。1994年,均匀每个公司61名员工;1995年,均匀每个公司73名员工。

    目前,世界火灾自动报警技术市场简直被美国、英国、德国、瑞士、日本等少数几个经济技术兴旺国度占领。如今,他们的主要目的是亚、非、拉三大洲。其中,美国是最大的火灾报警产品输出国。以拉丁美洲市场为例,近几年进口火灾报警产品最多的国度是巴西、阿根廷和智利,巴西和阿根廷年进口增长率达50%,智利达15%,主要供方是美国,其次是欧洲一些国度,如英国、德国、法国和意大利。1994年,美国向巴西出口火灾报警产品270万美圆、散件230万美圆;1995年,向巴西出口火灾报警产品300万美圆、 散件450万美圆;1996年上半年,向巴西出口火灾报警产品160万美圆。1994年,德国向巴西出口火灾报警产品100万美圆、1995年 向巴西出口火灾报警产品达770万美圆。1994年,英国出口巴西火灾报警产品30万美圆,1995年为150万美圆。1994年,意大利出 口巴西火灾报警产品21.5万美圆、1995年为22.5万美圆。阿根廷和智利火灾自动报警技术市场完整由美国占领。1994年,美国向阿根廷出口火灾报警产品220万美圆,散件580万美圆;向智利出口火灾报警产品300万美圆、散件160万美圆。1995年,美国向阿根廷出口火灾报警产品440万美圆、散件620万美圆;向智利出口火灾报警产品260万美圆、散件230万美圆。1996年上半年,美国向阿根廷出口火灾报警产品220万美圆、散件310万美圆;向智利出

口火灾报警产品260万美圆。

    上述各兴旺国度的著名火灾报警工业公司都具有雄厚的经济、技术实力和很高的消费才能。除瑞士的西伯乐斯公司外,还有英国的阿波罗探测器公司、齐通公司、金特公司;德国的安福公司、埃塞公司;美国的诺蒂菲尔公司、ITI公司、皮特韦集团;法国的法尔公司;日本的能美公司、目探公司、报知机公司等业绩突出的公司,在世界火灾自动探测技术市场上居无足轻重的位置。英国的阿波罗火灾探测器公司成立20多年,现有职工400余名,主要产品是感烟和感温探测器,年产探测器100多万只,连续多年获英国女皇出口创汇最佳奖,方案近几年扩展探测器产量。英国齐通公司现有职工263人,其中消费工人194人,质量监视人员22人,技术开发、质 量检验、维护人员29人,以消费感烟探测器和控制器为主,1998年产探测器406631只、控制器431台、1997年5月12日至1998年5月1日期间,消费的一切探测器的最终功用检验均匀毛病率为1.38%,向市场上推出第一个IR4全模仿量可寻址无线火灾自动探测系统,处理硬衔接通讯协议的关键技术——完好性,使无线火灾自动

报警系统成为模仿量可寻址火灾自动报警系统中的一个重要组成局部。德国的安福公司从1977年开端消费火灾报警设备,现已开展成一个大型的企业集团,在80多个国度设有子公司和代销处,其产品取得瑞士、德国、法国、荷兰、奥天时和中国等国质量认证检验, 在德国和欧洲其他国度市场上占主导位置,1995年销售额为1.9亿马克(1.3亿美圆)。德国的埃塞公司的前身是一个1973年成立的、由5名人员组成的火灾报警电子设备公司,是德国最早树立的消费火灾和防盗报警设备厂家之一,在荷兰和奥天时设有子公司,现有职工400名,1995年产值为1亿马克,其主要技术是开发和消费世界少有的光电、离子和差温传感器复合的多传感器/多判据火灾探测器。美国诺蒂菲尔公司于1949年成立,是世界上火灾报警工业先导企业和最大的火灾报警系统消费厂家之一,在美国、英国、意大利和加拿大都建有大型消费厂,在60多个国度设立18个销售处和400多个销售网点,1997年曾取得出口创汇优良总统奖证,其主要技术是与系统传感器公司结合开发的一系列智能探测器及由智能多传感器探测器组成的AFP-400智能散布型智能火灾自动报警系统。其智能探测器的灵活度指标是:离子感烟探测器减光率在0.5-2.5%/英尺,光电感烟探测器减光率在0.5-2.35%英尺;激光传感器减光率在0.03-l. 0%/英尺;多传感器探测器减光率在0.71-4.0%/英尺。美国ITI公司,又称交互技术公司,建于1980年,是美国最大的无线报警系统消费厂家,产品占北美无线报警产品市场金额的90%,年销售额接近一亿美圆。ITI公司的主要技术是采用数字传输技术和许多其他 先进技术设计的性能优良的无线接纳机,处理了系统的牢靠性和抗干扰问题,使八十年代开发的第一代无线报警系统的牢靠性到达当时的硬连线系统的牢靠性。该公司开发的第三代具有学习方式的智能型无线火灾自动报警系统在世界同类系统中居抢先位置,不久还将推出具有更先进特性的下一代系统。坚持质量第一和一直使ITI公司坚持抢先位置是ITI公司的基本目的和生命线。ITI公司的产品被美国白宫政府、外务部、失密局、联邦调查局、中央情报局、国务院、总务局、司法部、运输部、农业部、国防部、邮电部、陆军、海军、海岸警卫队、边防巡查队、土地局等部门普遍采用。美国皮特韦集团下属的美国火灾报警控制器公司和系统传感器公司分别建于1976年和1970年,如今年产值分别为4,000万美圆(控制器)和1亿美圆(探测器)。法国法尔公司成立于1989年,是法国火灾报警设备专业消费公司,产品占法国市场总量的40.45%,年销售额达5500万法郎。现有职工50余名,采用调度管理显现技术(SMD)设计、制造和销售火灾探测器和散件以及数控编程战争面装置技术,每小 时可装置2万只组件。该公司非常注重产质量量,规则产品合格率要在97%以上;探测器在消费过程中因质量问题形成的损失要不超越O.3法郎/每只探测器。日本的能美公司成立于1916年,现有职工1,600人、固定资产6-7亿日元,产品在日本市场上的占有率30%,1996年产值680亿日元。日本的日探公司于1925年成立,现有职工914名,固定资产23亿多日元,1993年销售额401亿日元,年产光电

感烟探测器30万只。

    许多专家以为,面向市场展开科学研讨和停止技术开发,是火灾自动报警技术市场开展的关键和基本,科学和规范是翻开火灾自动报警技术向高新技术方向开展的大门;虽然火灾报警工业的总开展趋向是从消费老式非智能产品向新式智能产品方向开展,但是,一切这些产品,如今和今后都仍有市场,其中,每种产品在市场上都有进一步开展的余地,这是由于人们对购置火灾报警系统同购置轿车有着不同心态,对购置最新轿车常常舍得花钱;而在购置火灾报警系统时却不舍得花钱,仅购置能使本人获得防火合格证书的最根本的火灾报警系统,常常在火灾报警产品知名度进步时,人们对其希冀值也随之进步。火灾报警工业研讨和开发的目的,概括起来有三个主要方面:一是降低本钱;二是改良功用度;三是改良探测技术。在降低本钱方面:大局部研讨和开发内容是思索产品所用的组件、资料、有效的消费技术和工艺,如今普遍用小而廉价的微处置器替代完好而贵的线路板,消费工艺上的一个最大打破是大量印刷线路板用外表装置技术自动装配,在系统设计上采用大大减少布线和装置费的回路布线制,并在同一回路布线上提供任何声响器、输入和输出器件及接口,还采用网络系统节约本钱。在改良功用度方面:如今,不只用火灾报警系统探测火灾,而且还用火灾报警系统做其他许多工作,操作也相当烦琐,都有正确的程序设计才能等。在改良探测技术方面:除改良单一火灾探测原理的各种火灾探测器 性能外,还推出各种多传感器探测器,高灵活度的感烟探测系统等许多高新技术产品。但是,这三个方面的研讨和开发的关键问题是, 要获得正确的均衡,这种均衡要依市场而变,如对小的用户来说,他们思索的可能是价钱廉价的非智能型系统;而关于大型企业和商业用户来说,他们思索的可能是快速而牢靠探测火灾的智能型系统, 以减少停产、停业损失。

  1.3规范和检验技术的开展

    法律、标准、规范、质量认证和检验技术和手腕是保证产质量量,促进国际贸易和保证火灾自动报警技术市场安康有序开展和充沛发挥市场效益的必要条件和关键手腕。目前,多数国度尚不具各或不健全这些必要条件和手腕,只要少数技术先进和兴旺的国度具备和健全这种条件和手腕。

   主管这一范畴的规范化技术工作的国际规范化组织制定规范的步伐非常迟缓,许多常用规范仍处在草案阶段;欧洲规范化委员会的规范、标准制定工作步伐相对快些,已发布和草拟一些比拟全的可供参考的规范;技术先进国度,如美国、英国、德国日本等在这方面处于抢先位置,其规范和标准根本掩盖现有的主要产品,除了常用规范外,美国和英国都制定发布家用感烟报警器规范、co探测器规范,英国还制定联动系统规范、语音应急通讯规范、吸气式感烟探测系统规范等。目前各国关怀的多传感器规范尚在制定过程中,软件、通讯协议、接口等急需的规范尚未入手。整个规范和标准工作是不顺应当前技术开展的需求,特别是不顺应一些新技术开展的需求,有待于改良和增强。

    产质量量检验和认证技术工作,也存在同样问题,开展不均衡,多数国度尚不具备或不能实行,仅有少数技术先进国度具备这方面条件和展开这方面业务。其中,美国的UL、FM;英国的LPC和德国的VdS检验机构的检验、认证工作展开的较好,并展开对等认证业务。目前,世界上通用的离子感烟探测器火灾灵活度测试仪器是瑞士西伯乐斯公司沙伊德韦勒博士于1976年创造并由丹麦电子中心批量消费和销售的电离丈量室仪器(MC),分为不带电源放大器的EC23095-I型和带电源放大器的EC23095-II型,被欧洲规范化委员会CENTC72和美国保险商实验室UL及国际规范化组织ISO规则为离子感烟探测器火灾灵活度规范测试仪器,向欧洲、南北美洲、中东和远东国度及澳大利亚等20多个国度销售150多套,其中欧洲以外国度的购置量占75%,得到普遍采用。近几年,瑞士西伯乐斯公司又开发出第二代MIC,并由丹麦电子中心消费和销售,型号是EC-912。目前,世界上通用的光电感烟探测器火灾灵活度测试仪器是瑞士西伯乐斯公司考波尔先生1989年创造的、并由丹麦电子中心消费和销售的MIREX光学烟浓度计,型号是MIREXEC-910,得到普遍采用。在停止实践丈量时,这两种仪器是分离在一同运用。目前,丈量烟源气溶胶粒子大小散布参数用的电子仪器是爱沙尼亚塔图大学1984年创造的气溶胶光谱电子测试仪(EAS),最新型EAS丈量粒径范围在3nm至10um,可与上述两种仪器配合运用,保证丈量的精确性。烟箱也是检验探测器灵活度实验普遍采用的实验安装。丹麦电子中心开发的新式烟箱以为是技术先进的检验安装,功用齐全、测试项目多,采用和PC机控制、486处置器和彩色监视器处置和显现数据,并采用Labview和windows软件、MICEC-912和MIREXEC-910灵活度丈量仪器。支配烟箱的PC机用独立卡控制和获取数据。由高性能的软件包执行复杂的控制算法和数据处置及显现选择,保证测试烦琐、精确而有效。最近,随着灵活度可调探测器的呈现,如某些新设计的线型光束感烟探测器、点型感烟探测器和吸器式感烟探测安装都设有很宽的灵活度范围,这样,没有预测和调定标称灵活度值的工具,或标称灵活度标定不适宜,也是形成误报,耽搁探测或不胜利探测的一个重要缘由。现有的规范测试大都用于有固定阈值的感烟探测器,欧洲规范规则的灵活度标定范围在1-35%/米减光率,远远不能满足理想的需求。针对这种状况,挪威专家开发一种适用于标定固定阈值和无固定阈值感烟探测器标称灵活度的G-JET计算机模型,其标称灵活度范围普通在0.001-35%/米减光率或更宽,是应用阴燃火采用比拟办法计算测试结果,预测或标定感烟探测器标称灵活度。标称灵活度是指点型感烟探测器的烟丈量室、吸气式感探测安装的进气孔和线型光束感烟探测器的光束中产生烟探测信号的那一敏感点上的最小烟浓度)。这种模型还能够用于为感烟探测用具体维护对象选择正确的探测器的类型和灵活度,以及用于开发新型感烟探测器和制定工程设计预案。目前,各国消防电子产质量量检验机构都根据规范,采用规范实验室实验火和测试设备检验火灾探测器灵活度,采用规范规则的环境实验请求和电磁兼容性三项内外电干扰实验请求检验火灾报警设备的环境顺应性能和抗电干扰性能及其功用。丹麦电子实验中心与瑞典VOIVO公司协作,开发和实验VoIvo卡车专用的光电感烟报警器,获得胜利,仅欧洲一年销量2万只。该中心依据1999年1月1日生效的船用设备导则会使火灾报警技术市场进一步扩展的开展趋向,展开船舶感烟探测器环境实验研讨,获得适用成果。法国国度消防中心用五年时间,胜利研制对人体无害的、替代气溶胶发作器检验现场装置的感烟火灾探测器的新式烟雾发作器,现已得到应用。

  1.4火灾自动探测技术的开展

  1.4.1感烟火灾自动探测技术的开展

据初步估量,目前,国外各种感烟探测器在市场上的销售和运用量约占各种火灾探测器运用量的70-80%。其中,主要是单一火灾探测原理的点型离子感烟和光电感烟探测器,其中,光电火灾探测原理的点型光电感烟探测器的用量越来越大于离子感烟探测器。还有家用感烟报警器、红外光束线型感烟探测器、采用光电感烟探测器的吸气式甚早高灵活度感烟探测器及由光电感烟传感器与其他传感器,如感温传感器、离子感烟传感器和CO传感器复合的多传感器/多判据探测器等开展非常疾速,运用越来越多,代表感烟探测器的开展方向。

    离子感烟探测器对仅在熄灭呈现火焰的熄灭后期产生的小的和非极化的粒子有较高的响应灵活度,从呈现至今约有60年的历史。六十年代是运用性能不稳定、放射性活度较大的单电离室构造的离子感烟探测器:七十年代运用性能较为稳定、放射性活度相对减小的双电离室构造的离子感烟探测器;八十年代至今,为防止环境要素,如高速气流、温度、湿润等误报要素影响,采取改良电离室几何外形设计和材质选择、减少放射性活度、开拓新型放射源、复合探测、增加探测智能(采用漂移补偿和甚早正确决策算法等)等措施,大大进步其牢靠性。如美国系统传感器公司最新设计的离子探测器在气速达20米/秒,气温达40'c,和湿度达95%的环境下仍工作正常、无误报,并无冷凝水问题;目前国外运用的镅241放射源超低强度在0.5ut ci,德国埃塞公司运用的镅241放射源强度为0.13 u ci,是世界上放射源强度最低的离子感烟探测器;美国有一家公司还推出采用镍—63B放射源的离子感烟探测器由于其性能稳定稳定牢靠、放射性活度小、灵活度可调等指标大大优于双源双室离子感烟探测器,而被许多厂家看好,具有一定的开展出路;目前,还有人在研讨开发经过检测电离室饱和电流变化来鉴别真假火情的离子感烟探测器新技术;还有些厂家推出离子、光电和感温传感器复合的火灾探测器、带神经含糊算法的智能型离子感烟探测器;离子感烟报警器目前仍是一些国度,如美国、英国、瑞典等主要家用感烟报警器,离子感烟探测器由于其本钱低,对火焰火的响应灵活度高的突出优点,而仍被许多国度普遍用于商业、工业等场所的防火维护,仍具有良好的开展出路。

光电感烟探测器同离子感烟探测器相比,开展速度较快、应用越来越广,已在市场上处于后来者居上的抢先位置。光电感烟探测器普通都是120度前向散射光型,对火灾初期产生的可见大烟粒子有较高的响应灵活度,而对小烟粒子,特别是对熄灭产物主要有碳粒子构成的黑烟(如聚氨基甲酸酯泡沫熄灭)不响应。从六十年代的狭小探测室设有的白炽灯光源和90度散射角的透镜到七十年代设计的更易进烟的探测室内采用发光二极管光源和前、后向散射光的透镜,直至近十余年重新设计的防昆虫和灰尘进入的网罩和光学设计的改良,大大减少灰尘堆积惹起的误报,有的使误报率减少八倍之多,有了很大开展。最近,德国西门子公司开发一种后向散射光型光电感烟探测器,对黑烟及小粒子烟有较好的响应灵活度,关于产生能量小、大粒烟的阴燃火,比离子感烟探测器有更早的响应能和更高探测灵活度。德国另有一家公司开发一种能耗不到20mw、光束长62.5mm、能探测浓度在0.3dB/m、粒径在0.1到5um烟的减光型光电感烟探测器。德国还有一家公司开发一种具有多个光散射角、能探测灰烟和黑烟和分辨假烟粒子(如粉尘和蒸汽)的散射光型光电感烟探测器。美国系统传感器公司开发一种报警早、易维护、误报少、适用于恶劣工业环境如面粉厂的Filtrex特

殊智能型光电感烟探测器。瑞士西伯乐斯公司开发一种带有含糊逻辑交互算法、牢靠探测和动态剖析广谱火灾烟信号的OptoRex智能型光电感烟探测器。由于绝大多数火灾初始形态为能量小、烟粒大的阴燃火,所以,许多厂家看好光电感烟探测器市场。英国迪康平安产品公司推出一系列新设计的光电感烟报警器,使市场范围扩展一倍。

家用感烟报警器对维护生命和家庭财富平安具有重要作用,在美国曾经得到提高,在欧洲一些国度已开端提高。目前国外普遍运用的家用感烟报警器,主要有离子和光电感烟报警器两种,其中光电感烟报警器的运用趋于增加。到1995年,美国每14户中有13户装置家用感烟报警器。据统计,美国在1986年到1995年10年间每100起火灾死亡率:有感烟报警器的均匀火灾死亡率是0.57人;无感烟报警器的均匀火灾死亡率是1.04人,不只大大减少家庭火灾数目和财富损失,也使火灾死亡人数减少40-50%。英国度用感烟报警器的提高率从1987年的9%上升到1994年的75%。据美国BRK公司统计,英国度用感烟报警器减少火灾死亡数目呈逐年上升趋向,1991年减少火灾死亡478人;1992年减少火灾死亡645人(比上年增加35%);1993年减少火灾死亡10l0人(比上年增加56%);1994年减少火灾死亡1254人(比上年增加25%)。1993年家庭火灾死亡数目是30年中最少的一年,从1983年开端运用家用感烟报警器到1993 年l0年间使火灾死亡数目减少24.5%,仅1993年,由感烟报警器首先发现火灾数目约5,000起。据统计,英国有家用感烟报警器的火 灾死亡率是每1,000起火灾3人;而无家用感烟报警器的火灾死亡率是每1,000起火灾9人。英国从八十年代后期立法规则多户住宅装置感烟报警器(由于多户住宅火灾死亡率是单户住宅的数倍),并从九十年代开端规则家庭空气流通空间装置对炊烟误报率低、对阴燃火 灵活度高的光电感烟报警器。挪威于1993年实行家用感烟报警器法,规则一切住宅必需至少装置一只电池电源的家用感烟报警器,到1998年,已有98%家庭装置家用感烟报警器。瑞典家用感烟报警器市场是在八十年代初由保险工业兴起的,现有80%家庭装置家用感烟报警器。芬兰如今约有45%家庭装置家用感烟报警器。荷兰如今约有15%家庭装置家用感烟报警器,估计在2000年1月1日施行荷兰住宅部公布的家用感烟报警器引荐装置法后,这个比例会有很大增加。比利时如今约有70%家庭装置家用感烟报警器。法国如今仅有1%家庭装置家用感烟报警器。法国和德国等国大局部公众对家用感烟报警器尚缺乏认识和理解。如今,世界大局部家用感烟报警器厂家,特别是世界最大厂家,即美国BRK公司看好欧洲市场。    ’

    国外目前运用的线型光束感烟探测器的最大探测间隔l00米、最大探测器高度25米、最大装置间距15米、最大维护面积1500平方米(相当于15只离子或光电感烟探测器的维护面积),最适用于探测器设有高天棚和大型空间的建筑的空中处的阴然火,得到一些国度的注重和应用,有宽广的开展前景。目前,国外运用的线型光束感烟探测器主要有三种:第一种是发光和收光两端都有主、备电两个电源的发光器与收光器相分居的型式;第二种是由红外收光器向红外发光器供电、使二者红脉冲同步的只要一个电源的发光器与收光器相分居的型式;第三种是探测间隔在5到30米的由收发光器和其分居的反光板组成,并由一个通用电源供电的反光板型,具有装置简单、容易调准、误报少(光束接纳角极宽)和自动补偿功用;最合适用于古建筑维护、具有美观、本钱低、不线费比前二种少一半等优点,被日本报知机工业公司看中,并研制出一种近红外线型光束感烟探测器。线型光束感烟探测器的最新开展,是瑞士西伯乐斯公司于九十年代初期开发的一种设有由含糊逻辑与神经网络组合而成的一种采用单一神经含糊推理算法的、先进的DL00091型线型智能光束感烟探测器,是第一个发光器与收光器同居的、仅用一个电源和俭省电缆的线型智能光束感烟探测器,不只能辨别真假烟,而且能自动精确地鉴别假烟的类型,并依据鉴别结果,在一套预定的参数当选择不同的报警参数。

   目前,高灵活度的早期报警的吸气式感烟报警安装在国外也得到大量应用,主要用于大的公共建筑的防火维护。现有的先进品牌有采用具有150年历史的雾室离子增湿计数探测法的Cirrus IFD系统,报警灵活度为每立厘米3万至50万个0.002到1微米不可见亚微米粒子;新一代高灵活度Stratos感烟探测器(HSSD);IFD II(采用威尔逊雾室原理探测熄灭初期产生的亚微米粒子)等。这些品牌的吸气式感烟安装大局部都采用智能算法软件,所以,灵活度很高、误报率很低,具有一定适用价值,但由于构造复杂、装置技术难度大,所以,运用比拟艰难,其应用前景不很悲观。同吸气式感烟安装相比,美国诺蒂菲尔公司推出的采用激光传感器和AWACS高级智能算法软件的VIEW品牌甚早智能感烟报警系统具有很多适用优点,从性能价钱比上看,能够取代上述各个品牌。这些品牌的报警安装,其根本工作原理都属光电感烟原理,大都采用激光光源。

1.4.2感温火灾自动探测技的开展

    目前,国外点型感温火灾探测器在市场上虽有一席之地,但没有很大开展。瑞士西伯乐斯公司在九十年代中期推出的能够牢靠探测快慢温升的设有神经含糊算法软件的ThemoRex智能型感温探测器,代表了点型感温探测器的最新开展程度。目前,感温探测技术开展比拟快的是线型感温技术,其中,光纤线型感温技术开展最快。目前比拟先进的线型感温探测器有瑞士西伯乐斯公司最近推出的TSC511型缆式线型感温探测器,由设置在感温电缆内的可寻址传感器、设在电缆末端的处置器和系统软件组成,是一个积分感温系统,具有高牢靠、无维护、易装置、易运用、电缆长度达3.5公里、无毛病、工作温度--40到80℃、感温精度±2℃、敏感才能0.1℃等优点,并采用自动装配设备消费,有普遍运用范围。(如隧道、地铁、车库、冷库、废物处置系统、农场、工厂、船上等),具有开展前景。 德国开发的用于恶劣环境状况的早期辨认火灾的LIST缆式感温系统,由设有特殊积分感温传感器的感温电缆和一个集中控制器组成,电缆是一条4芯平电缆,并在一定间距上(1、2、4、8米)装置混合电路(含有专用集成电路和一个半导体感温传感器),每个丈量点有固定地址,丈量范围一40℃到85℃分辨率0.I。C、电缆长度小于2,500米/控制器、采用二个报警判据决策(超越最大温度80℃和微分报警阈值4℃,由算法决策)和设有予报警措施等,适用于隧道、车库、 电缆沟、传输带、冷库、消费线等。

    近几年,瑞士、日本和英国等国非常注重光纤感温技术的研讨,并开发出一些新产品,投入运用。瑞士西伯乐斯公司在开发出fibrolaser I型光纤线型感温探测器后,最近又开发出Fibrolaser II型光纤线型感温探测器。该新型光纤感温探测器是采用半导体激光二极管和为此设计的评价办法原理工作,能精确丈量长达4千米光导中的瑞利和喇曼光散射效应(光受温度影响产生的反冲击扩散强。度取决于温度上下),由长达4千米的感温光缆(由外径1.65毫米钢管构成、管内有二条别离的石英玻璃纤维、管内空间充填一种不含水的物质,钢管封装在直径8毫米的塑料绝缘套内)、带有产生激光、信号评价和软件功用的控制器、24VDC/100瓦外部戳10个无电压单向报警和毛病输出和衔接Pc的Rs232接口组成,采用3个报警判据决策,即分辨光缆各点受骗时绝对温度、各点上单位时间的温度增减率知某个区域内的温度变化差,其最大报警温度55℃,报警温度梯度值6℃/分,报警温差值20℃,超越上述其中任一值便发出火警,特别适用于隧道。Nihon大学与Yamato维护公司协作研制一种用于电缆沟的光纤感温火灾探测统,其原理是经过丈量冲击和反冲击的喇曼后向散射效应丈量沿光纤的温度散布,30秒内可测2千米光纤,精度为5℃和5米,采用可产生波长910nm光脉冲。的半导体激光二极管光源。在该项研讨中,还采用数学模型计算热流体动力散布办法,将光纤感温传感器探测公用隧道火灾结果与模仿熄灭试相较。目前还在研讨光纤感温系统在恒定风速隧道和有不同热特性场所(如设有拱形天棚场场)中的应用。英国肯特大学物理实验室应用光学小组的专家胜利研制长达32千米光纤感温探测器,探测精度小于l℃、5米。英国约克公司推出采用光时域反射原理的DTSII型散布式光纤感温报警系统。

1.4.3火焰自动探测技术的开展

  火焰自动探测技术主要用于工业、国防等范畴的防火。近几年,国外在这方面有许多研讨,开发许多新产品,使火焰自动探测技术有很大开展,特别是体型火焰探测技术的呈现惹起专家们的极大兴味,成为今后开展的重点。火焰探测技术主要分为红外和紫外两种。自八十年代呈现了以锂、钽酸盐为基体的热电传感器以来,火焰探测技术开展呈现了新的转机。在1982年英国科艺平安公司推出日光盲型红外单波段火焰探测器之后不久,又有红外与紫外复合火焰探测器和双波段红外火焰探测器问世。在这类火焰探测器中,美国欧姆加德传感器公司(世界抢先的火焰探测器专业公司)最近推出的850系列双波段红外/紫外复合火焰探测器技术比拟先进,不只能探测4.3微米范围的规范烃类火焰,也能探测非烃物质,如氢、肼、硅烷火焰发出的2.9微米波长的火焰,具有最宽的精确探测范围,普遍用于国防和工业。瑞士西伯乐斯公司最近经过研讨各个闪烁火焰波长,发现火焰闪烁光谱具有辨别火焰与潜在误报源的特性,开发一种设有含糊小波算法的Waverex新型智能火焰探测器,采用3个不同工作波长的传感器剖析火焰发出的光,并用含糊小波算法综合所获得的信息和时频剖析结果,精确辨认火焰和扫除误报。

体型火灾探测器技术是采用红外摄像监视熄灭的烟、温、气体和火焰在空间的散布,优越于点型和线型火灾探测技术,普遍用于火焰监视,美国称这种火焰成像探测器为机械图像探测系统。凯德公司与剑桥大学工程系协作开发采用普通电视正帧频获得一系列火焰图像和实时剖析图像中存在火灾探测数据的算法的火焰成像探测器。日本消防研讨开发的一种采用多光谱摄像机监视火灾的视频摄像系统,能监视熄灭产生的波长在1100到800nm的红外光、波长在800到400nm的可见光和波长在320到160nm的紫外光,忽视差和延时,但由于本钱高,现不能实践应用。英国AW技术公司对火焰成像、烟成像和气体成像体型火灾探测器技术做了大量研讨,但尚未开发出适用成果。德国杜依斯堡大学也对体型火灾探测器技术做了大量研讨,以为这一技术将会克制点型和线型探测器技术存在的不可克制的缺陷,未来会有开展出路。

1.4.4气体火灾自动探测技术的开展

随着半导体和电子技术的开展,火灾探测技术朝着早探测的气体火灾探测技术方向开展。在气体探测技术中,开展最快的是CO探测技术。据美国医学协会杂志引见,美国每年约有8,00到l,000人死于CO;约有19000人被CO中毒。美国芝加哥市CO探测器销量从1992年不到1,800只猛增到1994年的500万只。英国TYCO电子产品集团早在1987年便展开化学传感器探火可行性文献调研,1988年调查CO传感技术,并在科艺公司中央研讨实验室展开研讨,先后用10年时间开发出超薄型CO火灾探测器,采用涂SnO2薄膜的半导体金属氧化物传感器和电化学电池,对CO的响应阈值为40ppm,还开发出采用商业电池的CO火灾探测器。美国展开烟与CO传感器复合探测器进步灵活度、减少误报率的多信号报警算法研讨,证明CO与离子估感器复合比C与光电传感器复合效果好,还证明复合探测报警算法增加单一感烟探测器灵活度。德国西门子公司开发探测褐煤传送带呈现辉光点和过热断裂用的气体传感器阵,由2个传感器、一个微位计和加热调理器组成,其中,一个传感器响应CO能牢靠探测30米间隔本钱低的多气体传感器气体探测器

阴燃火,并推出第2代能耗低还将研讨对阴燃火g碰有机宣体敏感的生物传感器。目前,国外常用的CO探测办法有5种:比色剖析法、半导体、电化学、pellistor和吸光法。如今,电池电源的比色剖析法CO探测器和采用干线电源的半导体CO探测器在家用市场上占主导;而工业上主要应用的是电化学电池CO探测器,当前 CO探测器设计的主要应战是要降低本钱、增加寿命。增强研讨,不久还会开发出监测环境温度的CO半导体探测器和固态电化学电池CO探测器。CO探测器还被普遍用于多传感器,探测灵活度可达6ppm 。瑞士西伯乐斯公司开发采用红外光声原理丈量CO2气体浓度的CO2气体探测器,.响应灵活度为1OOOppm,还讨论NOx、CH4、H2气体的探测。目前,红外光声原理己胜利用于工业气体探测和建筑空气质量自动监视,如探测电缆阴燃火产生的HCL气体的氯化氢气体探测器。

可燃气体探测器得到普遍应用。

1.4.5其他火灾探测技的开展

    目前,国外其他火灾探测技术,主要有静电和熄灭声波探测技术。  静电火灾探测器是探测熄灭发出的粒子的电荷或电荷的极性,由于粒子电荷常常很少,很难再现,所以,探测电荷极性具有很大优越性,对无烟火和有机溶剂火特别灵活,可作为离子和光电感烟探测器的一个补充手腕。德国杜依斯堡大学和瑞士固体物理实验室最早研制探测熄灭粒子电荷的静电火灾探测器。

    日本和美国专家曾展开熄灭声波火灾探测器的研讨工作,并获得一定成果。日本东京消防研讨所与政法大学工学部教授结合研讨。证明,任何熄灭现象中都含有可听、超声波和超低音频带,其中,带有0.05Hz到3Hz频率的超低音频带可作为熄灭声波探测原理运用,但未开发出适用成果。美国建筑与火灾实验室对这一原理也做了许多探究性工作,但也未获得本质性结果。英国公开大学研讨用一个双层穿孔矩阵板探测低速传播的烟羽声波。

1.5火灾自动报警传输处置技术开展

1.5.1无线火灾自动报警技术的开展

   火灾自动报警传输在普遍采用硬衔接的同时,无线火灾自动报警传输技术也开端大量涌现。无线火灾自动报警技术是一种采用电磁辐射技术从火灾报警触发器件向控制器传输信息的报警传输技术。同光缆报警传输技术一样,得到疾速开展。目前欧洲许多国度选用146、167和182MHz大局部国度选用140MHz至225MHz ,其主要市场是医院和古建筑,其次是机场、综合建筑、体育场、展览中心、旅馆等,其益处是笨重、干扰小、便于与原有系统集成、容易扩展、经济、装置快、设计简单、可完整寻址、以60只左右火灾探测器组成的模仿量可寻址无线报警系统最多、最经济,随着电子组件开展和集成电路更复杂,无线火灾报警系统的运用会进一步增加。

    无线报警系统最早是在1985年由英国推出,如今新一代无线报警系统普遍采用外表装置技术和寿命在7至10年的锂电池,并处理了电磁干扰、电池体积大、探头不能在低压上工作和装置不美观等问题。到1995年,英国己装置1000多个无线报警系统,并向许多欧洲国度出口。日本报知机公司推出的无线报警系统,信号传输间隔50米,发射机频率400MHz,输出功率lMW,接纳机灵活度在0.5UV以下。目前,无线火灾报警系统的主要消费厂家有美国的ITI公司、英国的科艺平安公司、EMS消防系统公司和日本的报知机公司、松下电工公司等。

1.5.2硬件技术的开展

硬件主要指探测器、控制器及其硬连线等。目前,国外硬件技术开展程度,主要是采用超薄技术减少硬件体积、朝小型化、高牢靠、多功用、容量大、性能强、低功耗、抗电磁干扰、总线制和少线制、低本钱、坚固耐用、易装置、易维护和易运用方向开展,获得很大进步。  

1.5.3软件技术的开展

    软件主要指报警传输协议、信号处置算法、程序和执行软件等。普遍采用数字通讯传输协议,增加信息传输量、减少数据讹误,加强抗干扰性。信号处置技术是辨别真假火灾现象、进步牢靠性、减少误报率的关键,是火灾报警技,术研讨的重点。目前,国外各报警厂家都开发出独具特征的高级算法软件,普遍采用神经含糊算法软件,使火灾探测器、控制器和系统完成智能化。瑞士西伯乐斯公司应用神经含糊技术设计生命平安、工业平安和财富维护三种高级算法软件。目前开发最多的软件是多传感器算法软件,如爱沙尼亚塔图大学开发的一种基于统计推理办法的多维自顺应算法。美国推出烟、CO传感器复合火灾探测器的多信号报警算法,分别为单一阈值算法;采用“入”/“或”逻辑算法;烟和CO丈量值相乘的算法(即采用“或”逻辑);“入”和“或”逻辑复合的算法,实验标明没有一个最佳的火灾报警算法。但是,火灾探测系统用的火灾报警算法需更好合适于详细运用对象(如工厂、住宅和厨房等),另外,报警算法取决于探测器品种,报警算法要满足两个目的,一是更好分辨

火与非火;二是更短的报警时间。早期的多传感器是采取“入”算法,后来采取复杂信号处置技术,如信号交互作用算法。如今是报警决策取决于多位信息,报警决策基于的信息位越多,决策越准、误报越少。日本、美国等国度对报警算法都做过大量研讨。直到如今,国外推出的各种算法概括起来是依据三种办法:一是直观法,这是最常用的一种办法。这种办法不运用预定程序或规则,而是依据对某些典型的火和/或非火实例的察看。这种察看自身是来自开发者的直接察看。所谓的固定阈值探测就是一个最好的例子。采用这种办法得出许多不同火灾探测算法。二是系统法。三是可变算法办法,正在开发或处在向火灾探测市场推出的第一个阶段。

1.6火灾自动探测模化技术的开展

火灾摸化和模仿技术是改良算法软件技术的根底。目前,美国、英国、瑞士、日本、德国等国都在展开这项工作,但停顿迟缓、成果不大。从文献中能够查到有关采用几种不同复杂模型模化火灾状况的材料,这些模型是在给定环境条件下产生火四周空间温和/或烟散布图。另外,除洒水器和简单感温探测器在真火中响应性能结果的模化外,其他探测器还没有真实火灾响应性能的实践模化模型,更没有他们对非火状况的实践模化结果。如今有两种处置这种模化问题的办法得到供认。第一种是模化真实火灾的办法;第二种办法是依据火灾传感器在现场不同状况(火与非火状况)下测得的数据的主要统计特性,开发算法模型。在应用这些技术自动探测火灾时,必需思索下述4个方面内容:一是要模化和模仿被探测的那火种。这种模型必需包括火灾开展的最初阶段,放热量和产烟是从该模型中应取的重要参数,以便停止量化分类。二是传感器物理量提取的模化和模仿,这种物理量可能会在真火开展过程中发作很大变化。这种模型主要是用于传送一个或几个进一步在探测系统中被处置的电信号。三是被维护场所和/或建筑在不同环境和部分条件下的热和烟散布的模化和模仿。这个模型必需能向系统开发者提供可测物理量,如温度、烟浓度等可由传感器提取的物理量。四是由一些阈值比拟算法招致一种由关于火或非火的共同决策构成的探测系统自身的模化和模仿。这里所说的模仿是指具有随时反映变化优点的计算机模仿。在探测方面,不只要思索火灾状况,同时还要思索会惹起误报的非火状况及上述后2种状况。这4个模型和相关模仿程序必需有现场测得的背景数据支持,这种数据几要反映随机信号或随机过程各个特征,必需把随机过程处置时运用的办法用于上述各个状况。上述4种状况都需求不同类型的处置,在这方面展开研讨工作的最终目的是为产品开发者和系统装置者提供一系列工具,能使他们以更容易和相对廉价方式(最重要一点是俭省时间)展开产品或系统检查。毫无疑问,在开发新的探测系统时,必需首先要思索开发新的探测算法。在程序开发时,必需要有诸如误报率和可探测火灾类型范围的现成实验结果;这样可对不同类型火灾探测系统停止比拟。瑞士西伯乐斯公司曾在这方面做过火灾探测器信号的模化,以为这对探测或模仿相当有用。美国建筑与火灾实验室曾应用封锁空间火灾生长和传播计算机模型解释火灾传感器信号,为报警决策树立牢靠根底;还用自顺应模型比拟传感器数据和模型预测结果,决议更合适传感器的输入数据。这种有预测才能的自顺应火灾模型如参加到火灾报警系统中以前不曾遇到的火与非火现象能使系统充沛理解和正确解释系统目前正与工业和用户联手进一步开发这种模型,使之成为一项新产品和具有适用价值,一旦胜利,将为消防平安、用户和消防队等部门开拓一个全新的技术范畴。瑞典伦德大学消防平安工程系应用流体动力学计算机模型模化火灾探测,但丈量和计算数据相差30%,尚不能在实践设计中应用。德国杜依斯堡大学卢克教授非常注重计算机火灾模化,特别是全模化在火灾自动探测技术开展中的重要性,以为这是系统设计和工程的一个重要工具,这种火灾探测全程模化的技术尚不存在,但这对大型

的、重要的和与生命相关的系统十分有吸收力。应用模型停止模仿是现今科学和工程的关键技术之一。其胜利应用的根底:一是要对正在思索的系统各不同局部有~个近似完整的理解;二是要有适合算法模型。全模化有以下几点益处:一是可获得对火灾探测程序更细致理解,包括对误报的理解。二是可为实践系统设计契合现场各种状况,开发适合设计工具。三是能够开发至少能局部取代实验室费钱实验的实验程序。德国杜依斯堡大学通讯工程系和爱沙尼亚大学环境物理系结合展开丈量实验火气溶胶粒子浓度和粒径散布的研讨,为火灾探测器模化提供背景材料。

  1.7防误报技术开展

    误报问题不断是搅扰火灾报警工业、障碍火灾自动报警技术开展和科学研讨要着力处理的一个难题和一项长期研讨课题。许多专家以为,随着科学技术的进步和人工智能技术的应用,火灾自动报警系统误报率己大大减少,大幅度降落,以至在商品广告中声称智能火灾报警系统能分辨真假火灾现象,消弭误报,但完整消弭误报是不可能的,防误报的大战并未完毕,尚未获得成功,仍在艰辛地停止,打败误报仍有一些路要走,但如今正在朝这个目的行进,尚需动用各有关方面力气,同床异梦,继续奋战,尽一切努力把误报减少到能够承受的最低限度。为此,国外盘绕防误报问题展开误报调查和统计,剖析误报,采取各种处理措施和方法,进步牢靠性,改变了过去误报率居高不下的场面。其中,瑞士、英国和美国对误报及其预防问题做了大量研讨,并获得了显著的成果。

    瑞士西伯乐斯公司依据1974年至1994年20年问搜集的有关误报材料剖析,得出误报率为7:1。其中,大局部误报是发作在白昼工作时间,白昼误报率简直是夜间的20倍。剖析标明,白昼误报多的缘由,一是系统操作人员缺乏锻炼;二是白昼工作时的系统程序设计不正确,据此提出减少误报的方案,强调运用经检验认证的高质量设备、采取一系列减少误报而不降低系统牢靠性的措施,如正确选择适合系统及装置标准,并制定系统装置规则一览表,包括探测器响应灵活度、探测器装置位置和数目的正确选择;把系统的管理、维护、清洁和实验归入本公司工作,布置专人担任;还采取一些技术措施,如采用分区穿插探测、报警自动确认、报警延时、报警信号评价、灵活度可调、轮巡自检等一系列技术措施和人员干预措施,使误报大大减少。据剖析,关于新装置系统来说,系统正确装置和维护运用,会使误报减少60%。采用报警自动确认会使误报减少20%,加上报警组织和人员干预,总共会使误报减少90%。1995 年调查,感烟探测器误报率为4:1。对1990年至1995年间装置的 火灾报警系统误报监视,结果标明(按每个系统均匀100只探测器计算,1990年误报率是0-95;1995年是0.69。1994年开端装置本公司新推出的Algorex神经含糊智能多传感器系统,在1995年2 月全1996年6月七个月间共装置该智能探测器3万只,共发作7次误报,均匀每l00只探测器误报率0.023。最近,该公司曾向其AlgoRex 智能火灾探测系统的。用户发出以下防误报承诺和保证:一旦用户装置的AlgoRex火灾探测系统产生非人为或手动惹起的误报,促使消防队无效出动,本公司将向用户赔偿500英镑的罚金。这是世界火灾报警工业初次向用户做出的承诺,也是从防误报大战中初次传出的一个令人振奋的捷报。

    七十年代初,英国调查衔接到消防队的大局部报警系统,其感烟探测器误报率为14:1,英国内政部结合防火委员会防误报工作组调查,1980年至1990年十年间,消防队接到误报呼叫数由198,000次上升到392,000次,其中,有l/4数目误报来自火灾自动报警系统,其中,I/3误报是技术性毛病,为此,政府请求用户、装置和维修公司要承当义务,倡议采用延时器、复合探测器和模仿量可寻址系统减少误报,还发布LPSI0l4《火灾探测和报警公司认证规则》新规范。研讨标明,报警设备误报缘由主要有三个:一是设备毛病,即感烟探测器被沾污、电子组件毛病;二是被维护场场所所从事的活动,如产生蒸汽或烹饪食品;三是人的错误,如维修人员遗忘切断电源,据统计,在不到l0%的系统中,约有80%误报来自设备。至今,关于装置的探测器和误报之间的数量关系仍不分明,主要是不控制装置的探测器数目,1993年树立调查组调查误报,提出16条倡议,主要是:(1)系统设计、装置人员和单位要经第3方认证:(2) 扩展模仿量系统的运用;(3)增强对大量产生误报的系统的用户的指导;(4)采取误报纠正措施等。还规则在2年内,使设备误报率减少5一l0%。英国金特公司统计标明,老式探测器误报率均匀约为0.09/年,主要是没有毛病监视功用;新式探测器误报率接近0.02/年,主要是有完整毛病监视功用,知名厂家消费的新式探测器相当牢靠,头15年间均匀毛病为0.0l/年,英国原子能局的平安牢靠性导则规则的可用性数字为:

最大可承受率         老式系统

新式系统

0.005

控制盘           0.004             0.007

探测线路          —              0.008               0.0003

探测器           0.010             0.005               0.0001

 总数            0.014             0.020                0.005

英国南岸大学推出一种数学模型,剖析火灾自动探测系统探测真火牢靠性与抑止误报牢靠性的关系,指出火灾探测器牢靠性由探测器最初消费时的电参数和探测器装置环境减少探测器牢靠性指数决议,降低牢靠性的主要要素有电效应、热效应、灰尘和昆虫。控制器牢靠性取决于内装的软件牢靠性和微处置器线路硬件牢靠性。环境对控制器牢靠性的影响是供电变化惹起的长期应力。增加探测器和控制器牢靠性能增加系统探测真火牢靠性,但也会降低系统抑止误报的牢靠性。系统牢靠性的这些变化取决于组件在系统中的配置。不倡导为进步探测器和控制器牢靠性而增加本钱,由于这会限制系统的扩展和灵敏性。处理这个问题可在探测器和控制器之间增加衔接,提供替代通讯通路,以改良牢靠性。

    据引见,1980年,美国医院火灾自动报警系统误报率为14:1,八十年代,美国感烟探测器总误报率高达95%。美国把总误报称做不用要的报警,即指假报警和费事报警两种。假报警是指那些不是由烟,而是由外部要素,如大气流、高湿度、冷凝汽或灰尘污染惹起。费事报警是指不是由火产生,而是由人的活动,如吸烟、烹饪或工业环境中焊接等产生的烟或空气中悬浮的粒子污染惹起。1989年美国商业部研讨,发现医院、疗养院装置的火灾报警系统的最大误报源是吸烟(占33%),如今的最大误报源是粉尘和施工活动。1997年,皮特韦公司研讨,发现烹饪是商业和住宅火灾报警系统的主要误报源(约占29%),施工和粉尘误报率最高(占23%)、吸烟误报率为18%、烹饪误报率为16%。如消弭这3种误报源,将使误报减少近60%。对这三种误报可采取以下措施:(1)增加报警确认;(2)降低探测器灵

敏度等。报警确认可使误报减少1-10%;降低灵活度(白昼工作时间)可使误报减少1-5%,而欧洲是1-13%。降低灵活度对减少误报效果最明显。据统计,在灵活度降到0.02%/英尺减光率时,每100只探测器的误报数为43;而降到1.5%/英尺时,误报数为13;灵活度降到2.0%/英尺时,误报数为8;灵活度降到4.0%/英尺时,误报数降到0.15/100只探测器/年,简直比调到1.5%/英尺时的误报率减少100倍,如今大局部探测器灵活度都调在1.5%/英尺。单一原理探测器度调到4.%/英尺时,不能提供早期报警;而多传感器/多判据探测器灵活度即便被调在4.0%/英尺时,都能及时响应。UL实验结果,证明爱德华兹公司的Edwards4-D和系统传感器公司的OMNI离子、光电和感温传感器复合多传感器探测器在调到最不灵活标定上时,对纸火响应比离子探测器快;在OMNI调在最灵活标定时,对阴燃火响应比光电探测器快,而在最不灵活标定上时,对阴燃火响应比离

子探测器简直快8分钟。在EN54熄灭实验中,OMNI明显快于或等于离子和光电探测器。在6种实验火中,OMNI和AlgoRex多传感器探测器的响应优于离子和光电探测器,详见下表

实验

AIgorex    PL

AIgorex    RE

OMNI    1

OMNI  5    

烤面包

+25秒 

不响应  

+20秒

不响应

   烤肉 

+125秒

+205秒 

+165秒

+245秒

焊接

多40%时间

多120%时间

多60%时间

多100%时间 

PL=生命平安方式=最灵活   RE=实践运用方式=最不灵活   1=最灵活    5=最不灵活

关于假报警和费事报警两种误报,要采用不同办法处理。至于假报警问题,产品开发和质量检验机构的实验请求己将这个误报问题减少到不成问题的水平。检验机构经过制定强迫性规范对改良报警系统效率起重要作用。至于费事报警问题,是采用智能探测器可调灵活度设定处理,如白昼把光电探测器灵活度调到4.0%/英尺,夜间调到1.5%/英尺,可使费事报警减少13个百分点;报警确认可减少费事报警10个百分点;予报警、重合探测都可减少费事报警。最后一个处理假报警和费事报警的武器是算法,这在控制线性灵活度中是必不可少的,可提供漂移补偿、扫除灰尘脉冲信号和补偿空气质质变化。皮特韦系统技术集团误报统计证明,采用高新技术的新系统误报较少,在1998年装置的578个系统中,每个系统每年误报率为1.15;而在1997年8月统计的3,510个新装置的系统中,每个系统每年误报率为0.56,这个统计还标明,技术较新的探测器和控制器在减少误报方面大大胜过老产品。

  1.8火灾自动报警联动技术的开展

    火灾自动报警联动技术有两种,一种是火灾报警系统之间的联动或互联网,国外己普遍实行,是今后开展方向;二是火灾报警系统与非火灾报警系统之间的联动或互联网。这里所说的火灾自动报警联动技术系指商业、办公楼等大型建筑内的火灾自动探测和报警系统与防盗系统、空调系统、防排烟系统及其他监视和管理等系统停止联动。目前,国外火灾报警系统的最新开展趋向,是以火灾报警系统为代表的消防平安系统同防盗平安系统完成联动,以完成生命和财富的完整维护。由于消防工业出于2对防盗报警系统会干扰或延误火灾报警系统报警的思索,而长期抵抗防盗报警系统归入火灾报警系统。1987年前,防盗报警系统己在美国度庭提高,这时,美国NFPA修订火灾报警标准,规则火灾报警系统和防盗报警系统联动,并要保证火警优先,如今,这种联动系统己在美国度庭得到提高,如今朝商业建筑,特别是大型办公楼的消防平安与防盗平安系统联动方向开展。如今的问题是没有通用工业协议,把不同厂家的系统连到一同,要完成这一点,还需几年。由于厂家还未决议将二者结为

体。估计在将来几十年内,在联动程度随着技术才能.和经济条件改善而进步时,这一技术会有一个大的开展。英国消防系统协会以为, 如今联动的一个主要目的是集中显现有关建筑控制和监视系统的信息。典型联动系统包括环境控制、防盗、CCTV和火灾探测系统,用

  一个显现器显现一切信息和用一个键盘控制一切系统。21世纪的联 动系统,会因商业压力减少建筑和其装置系统的本钱、成立公司集团和具备建筑内装置的各种系统的综合学问等客观条件的具备,而会有更大开展。现有的联动技术主要有现场总线技术、建筑内用局域网络传输信息和技术数据、建筑内的数字电信网络。对火灾探测和报警系统的根本请求有:(1)与火灾探测和报警系统联动的系统的 组件要契合EN54系列规范规则的请求;(2)应有系统构造和功用自监视设备;(3)系统构造、功用或软件和硬件在有任何改动时,应自动报告给独立的第3方;(4)联动系统其他功用的操作不应阻碍没有动作指示的火灾探测和报警系统的动作;(5)单一布线毛病或电源毛病要不影响火灾探测和报警系统的动作;(6)联动系统的布线要契合标准中规则的机械和热等完好性请求等。

    英国防损委员会提出联动系统的几种方式。一是火灾探测系统与防盗报警系统、环境管理系统等连到一个共用指示盘上,各系统之间互不影响;二是火灾探测器、防盗探测器等的单独线或回路连到共用控制和指示设备上,其问题是防火和防盗报警系统牢靠性要高;三是一切探测组件(防火、防盗、环境管理等)都连到同一条线上,需求处理兼容性、讹误、优先性、可接近性等。如今,要想简化联动,要从一个厂家购置一切建筑系统,开端时就把防火和防盗报警二个系统联动在一同。用户普通都希望用一个盘、一个中央处置器和一个职员做出一切消防平安和防盗报警决议。

1.9基于性能的建筑防火标准对火灾报警系统的影响

    目前,随着火灾计算机模化技术和信息技术的开展,国外一些国度,如美国、英国、澳大利亚、新西兰等国建筑防火标准开端从过去的基于经历或专家意见,向基于火灾风险评价数据而产生的性能基建筑防火标准方向开展,上述国度纷繁提出和制定消防平安工程规范。基于性能的消防平安设计,强调指示建筑的一个适合功用部件的整体或局部的平安,替代对组件的规则请求。这个新设计请求和办法为主动消防设备翻开更大的市场。

    火灾探测系统的性能,在传统上是由请求探测器的最低性能和不同灵活度等级控制。这个办法没有为工程人员提供量化信息。工程人员有义务用量化肯定的设计火按规则设计火情和探测时间。这需求开发一种动态感烟探测器模型,思索探测器灵活度和可能的时间延迟。此外,还需求开发预测气流和烟浓度场的办法。

    澳大利亚科学效劳实验室以为,基于性能的建筑消防平安设计办法的开展,是对火灾探测系统的一个新的应战,这会迫使厂家思索新的火灾探测工作原理、性能目的和牢靠性判据。过去火灾探测器件的设计和装置规范都是与他们的功用目的相脱分开发的。目前,关于一切火灾探测系统来说,都要在以下几个方面意料探测器的性能:动作时间、报警时火的大小;胜利探测的概率;最低误报率。新规范强调探测器在实践火灾中的性能和请求高的探测胜利概率,请求对原规范和实验室实验办法做严重改动。

  2  国外火灾自动报警技术开展趋向

    虽然目前国外火灾报警技术现状的总格局是上述各种火灾报警技术并存,今后这种场面在短时间内仍将不会有大的变化,但是,从上述对市场、技术的引见、剖析和预测中,能够分明看出国外火灾报警技术的将来开展,将会呈现出以下趋向(由于大局部技术的详细开展状况和开展趋向在上文中都己谈过,所以,这里就不再反复,这里将重点谈总的和主要的技术开展趋向):

2.1  国外火灾自动报警技术开展的总趋向

    国外火灾自动报警技术开展的总趋向是朝早探测、广谱探测、体型探测、高牢靠、少误报、网络化和智能化方向开展。早探测主要是指气体探测技术,其中,CO探测技术最有开展出路,以及高灵活度的甚早感烟技术等。广谱探测主要是指一只探测器能够探测多

个火灾信号,如普遍采用的光电与感温传感器复合的火灾探测器或光电、离子、感温传感器恣意复合的多传感器火灾探测器;光电、离子、感温、CO传感器复合的火灾探测器;能够探测灰烟和黑烟的多角散射或前、后向散射的光电感烟探测器等。体型探测(亦称对空间的多方位和全方位探测)主要指在几何学上与点和线探测相区别的面和体的探测,如线型光束感烟探测器;火焰探测器;采用红外摄像技术监视空间热、烟、火焰、气体散布的成像系统。高牢靠是指进步现有各种火灾探测系统的牢靠性,保证系统精确探测火灾。少误报是指采取一切技术和措施,进一步减少现有各种火灾报警系统的误报率,使之减少到人们能够承受或令人称心的水平,最大限度减少误报损失和不利影响。网络化是指火灾自动报警系统之间和火灾自动报警系统与非火灾自动报警系统之间的联动或联网。智能化是指火灾自动报警系统探测器和控制器采用微处置器和具有人工智能技术和理论的高级算法软件完成智能报警决策。目前智能型火灾 自动探测系统主要有两种,一种是应用较多、普遍看好的智能集中型(由控制器决策)智能火灾探测系统;另一种是最近推出的应用较少、被一些国度看好的智能散布型(由探测器决策)智能火灾探测系统。

  2.2神经含糊算法软件技术将会在火灾自动报警技术开展中得到更普遍应用

智能型火灾探测系统分辨真假火灾现象、进步牢靠性。减少误报率的关键,是采用具有人工智能理论和技术的神经含糊算法软件,己得到专家实验考证和适用理论证明,今后,这种高新技术一定会得到更大开展。

  2.3火灾模化和模仿技术将会有很大开展

    最近几个世纪,世界呈现数次技术反动,即以前呈现的工业反动、电磁反动和最近呈现的信息反动。目前,世界正处在信息反动时期,在行将降临的2l世纪,信息技术将会有很大开展,这会给火灾自动报警技术,特别是对火灾自动报警技术的的开展起决议作用的神经含糊算法软件技术的根底理论和技术一火灾模化和模仿技术的开展,带来新的机遇,将起着非常重要的作用。

2.4体型火灾探测技术将会有很大开展

最近,国外有许多专家以为,从点型火灾探测器系统希冀得到的扫除误报的才能正在很快接近最佳,仍在开展中的新的点型探测器技术将不会从基本上改动目前整个火灾自动报警技术的相貌,火灾自动探测技术的将来必需依赖于智能信号处置技术,而智能信号处置技术又必需依赖体型火灾探器,特别是红外成像体型探测技术的开展将会提供充足的高质量的信息,这将会加速火灾自动报警技术的开展。

  2.5规范和检验技术将会有新的开展

    规范和检验技术滞后于火灾自动报警技术开展的现状,曾经惹起世界各国专家们的留意,加速和进步规范和检验技术开展是顺应和推进当前和今后火灾自动报警技术开展的燃眉之急。随着性能基建筑消防平安和消防平安工程设计规范和标准的呈现和施行,将会对火灾自动报警技术规范和检验技术产生更大的影响。

3.  对我国火灾自动报警技术将来开展的几点倡议

    从以上对国外火灾自动报警技术在市场开发、规范和检验技术、火灾自动探测技术、软硬件技术、火灾自动探测模化技术、防误报技术、联动技术等方面开展现状的引见和剖析,以及对火灾自动报警技术开展总趋向和相关技术范畴开展趋向的预测,能够分明看出,瑞士、美国、英国、德国和日本是当今世界火灾自动报警技术抢先国度和市场大国,同这些国度相比,我国在消费才能、国内外市场占有率、科研资金投入、技术开发、运营管理、技术实力、研讨深度、应用广度、产品性能价钱比等方面还有很大差距,还缺乏竞争力,为疾速减少这些差距,进步竞争力,尽快赶上这些兴旺国度的程度,提出以下几点倡议:

3.1做好国内外两个市场将来需求量开展走势的剖析和预测,使我们的消费与需求坚持同步开展,真正归入以市场为导向,以科技为先导的开展轨道,扩展产品功用、进步产品性能、质量、降低价钱比、加强市场竞争力、扩展市场占有率。

    当前,市场上销量最大的产品是模仿量可寻址感烟系统产品。这一系统产品由于技术成熟、价钱廉价、牢靠性较高、误报率相对较低和应用面广,而被许多国度视为适销对路产品,应被列为今后大量消费和打入市场的重点产品。在这个系统产品中,应特别注重下述产品的消费:普通光电感烟探测器、放射源强度和性能价钱比低的单源双室离子感烟探测器、具有多散射角或前后向散射的广谱型光电感烟探测器、由光电感烟和/或离子感烟与感温和/或感CO气体相复合的广谱型多传感器探测器。另外,还应注重具有早探测优点的气体探测器,特别是CO探测器的消费,以及用于价值高的干净场所、并可替代吸气式感烟安装的高灵活度甚早激光光电感烟探测器的消费;隧道等恶劣环境中用的、采用半导体激光二极管的光纤

线型感温探测器、缆式线型可寻址积分感温探测器的消费;维护大空间用的线型红外光束感烟探测器,特别是反光板型线型红外光束感烟探测器的消费;适用于工业和国防维护的广谱型双波段红外/紫外传感器相复合的火焰探测器的消费以及市场上看好的家用感烟报警器等的消费。

3.2增强宏观调控才能,按集约化范围运营方式全面进步企业消费才能,同时,要重点扶持和开展有打入国际市场、出口创汇竞争才能的几个产值在亿元以上的大型企业,使其在3至5年内开展成产值达数亿元、以至达10亿元的相当于国外大中型企业的企业,创中

国名牌企业,在国际市场上有一席之地。

    到目前为止,我国火灾报警产业开展历史仅有二十年左右时间,大局部企业是在八十年代兴建的,同美、英、德、法等国一些同期树立的同类企业相比,我国企业开展速度不快,消费率和消费才能相对较低。美国皮特韦集团的美国报警控制器公司和系统传感器公司分别建于1976年和1970年,其年产值分别为控制器4000万美圆(合钱3.2亿元)和探测器1亿美圆(合钱8亿元)。德国安福公司1995年销售额为1.9亿马克(约合钱10.4亿元);埃塞公司1995年产值1亿马克(约合钱5.34亿元),人均年产值130多万元(400名员工)。法国法尔公司建于1989年,年产值5500万法郎(合钱6,600万元),人均年产值130万元(50名员工)。英国阿波罗公司成立20年左右,1996年消费探测器100万只,人均2500只(400名员工)。1996年,英国消费火灾报警设备13l百万英镑,(合钱1703百万元);1995年,人均年产值68,040英镑(合钱884,520元),年产值达1,600万英镑(合钱20800万元)的大型公司,人均年产值81010英镑(合钱1,053130元),年产值在100万英镑(合钱1,300万元)的小型公司,人均年产值48980英镑(合钱626740元)。据初步统计,我国现有火灾报警设备消费厂家130多个,年产值约12亿元,比美国皮特韦集团的控制器和传感器两个公司的年产值略多一点;低于德国安福和埃塞两个公司的年产值。1995年,我国年产探测器l00万只,相当于英国阿波罗公司的年产量。上海松江电子仪器厂相当于英国同类企业中的大型企业,1996年产值超越2亿元,人均年产值285,714元(700名员工),不到英国小型同类企业人均年产值的l/2和大型同类企业人均年产值的1/3。吉林省延吉市智能设备厂相当于英国同类企业中的中型企业,1995年产值5258万元,人均年产值141600元(300名员工),不到英国小型同类企业人均年产值的1/4和大型同类企业人均年产值的1/6。所以,进步消费力,除了要改动当前分散的人海战术、单兵作战的消费运营方式外,还要加大范围大、层次高、效益好的大型企业的科技投入,德国安福公司每年投入开发新技术和新产品的经费1亿多元,即总收入的l/10,这个比例能够参考。

3.3树立火灾报警行业协会,增强与国际和国外兴旺国度同行业的技术协作和信息交流,把握国外火灾自动报警技术的开展趋向和动态,研讨和处理我国火灾自动报警技术开展和应用中存在的问题。

3.4要把展开火灾探测模化和模仿技术、神经含糊算法软件技术、

防误报技术、规范和检验技术等列为今后科学研讨的重点,开发出

代表世界先进程度的中国首创的技术成果和产品。


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