火災報警系統中信息融合技術(shù)的分析及應用

1概述

自上世紀八十年代以來(lái)，隨著(zhù)計算機技術(shù)的迅速發(fā)展和普及，火災報警技術(shù)已經(jīng)成為一門(mén)跨學(xué)科的綜合信息處理技術(shù)，它以信息論、系統論為理論基礎，涉及到數學(xué)、物理、機械、電子、傳感、計算機及數字信號處理、模式識別和人工智能等學(xué)科與技術(shù)，是一門(mén)實(shí)用性很強的新興技術(shù)。火災報警的根本目的是獲取火災發(fā)生時(shí)的相關(guān)信息，并進(jìn)行處理，達到及時(shí)準確報警的目的，但在火災發(fā)生的過(guò)程中信息多，層次不一，如何對大量信息進(jìn)行處理和綜合利用是今后火災報警技術(shù)需要重點(diǎn)研究的問(wèn)題。

2火災報警中信息分類(lèi)和綜合利用

2.1火災報警中信息分類(lèi)

在火災發(fā)生的過(guò)程中，可以利用的信息很多，下面對這些信息進(jìn)行簡(jiǎn)單歸類(lèi)[1，2]。

（1）溫度：火災發(fā)生的顯著(zhù)特點(diǎn)就是溫度的異常變化，由于火災發(fā)生時(shí)，釋放大量的光和熱，使周?chē)沫h(huán)境溫度急劇升高。

　?。?）火焰光譜：它主要由熾熱微粒的光譜輻射和燃燒氣體（主要是CO和CO2）的特征、輻射所構成。前者的光譜形態(tài)可用普朗克輻射定律作近似數學(xué)描述，后者的光譜則呈現為帶狀，且為燃燒火焰所特有。它比火焰中其它原子、分子或基團所發(fā)出的線(xiàn)狀或帶狀光譜具有絕對大的輻射強度。以熾熱微粒輻射信號進(jìn)行火災探測，若充分注意其光譜特征并加以利用，在某種程度上可識別環(huán)境中的相關(guān)干擾因素，提高探測的準確性。

　?。?）氣體濃度：在放熱階段，可燃氣體大量釋放，出現伴隨更多的煙霧，但顯然會(huì )受到氣體本身的擴散速率及氣體周?chē)h(huán)境狀態(tài)的影響。

　?。?）其它信息：如燃燒音、火焰能量輻射、濕度等。

　　以上幾種信息是根據電機狀態(tài)的物理特征來(lái)劃分的，這只是對火災中可用信息的一個(gè)很粗略分類(lèi)。對這些信息的再作進(jìn)一步處理之后還可以形成描述信息（如煙霧濃度的大、中、?。?、邏輯型信息（溫度高1、低0）等類(lèi)型。這些信息從不同側面、不同程度和不同層次反映了火災發(fā)生的情況，如果能充分加以利用，就可以提高報警的準確度和可靠性。

2.2火災報警是一個(gè)信息綜合利用的過(guò)程

　　在實(shí)際過(guò)程中往往只是對火災信息中的一種或幾種進(jìn)行多層次、多角度的分析和觀(guān)察，從中提取有關(guān)火災的物理特征，比如利用溫度傳感器對火災信息進(jìn)行特征提取，由于信號類(lèi)型單一，能夠提供的信息較少，因而很難作出準確的判斷。但如果將火災中的煙霧信號綜合加以考慮，即同時(shí)利用感煙傳感器采集火災煙霧信息，那么就能對火災進(jìn)行相對較準確的判斷。雖然有時(shí)利用一種信息可以判斷火災，但在許多的情況下得出的結果并不可靠。因此，在火災報警中應充分利用各種信息，而不應僅局限于一種信息進(jìn)行特征的提取與識別，因為從火災判斷的角度來(lái)看，任何一種信息都是模糊的、不精確的。任何一種診斷對象，單用一方面信息來(lái)反映其狀態(tài)行為都是不完整的，只有從多方面獲得關(guān)于同一對象的多維信息，并加以融合利用，才能對火災進(jìn)行更準確更可靠的監測。