激光烟雾图像和CO气体复合火灾探测器的设计

准确可靠并且尽早期地发现火灾是火灾探测最重要的环节。传统的单一量火灾探测器是对燃烧过程中产生的烟气或者火焰温度等单一的火灾参量作出响应,判断是否有火灾发生,容易引起误报。介绍了一种基于激光图像感烟和CO气体的复合式探测器的设计,在设置报警输出时,将烟雾探测结果和气体浓度探测结果进行逻辑"与",只有当两者都达到预先设置的阈值时,整个探测器才报警,从而提高了火灾探测的可靠性。     

建筑网络火灾烟气流动稳定性及其控制分析

将建筑作为一个网络整体考虑,研究分析了火灾烟气流动机理,讨论了火灾烟气的热膨胀效应、烟囱效应及室外风力对建筑网络空气和烟气流动的影响.从质量守恒定律讨论了多层建筑中和面的位置及其影响因素,指出控制多层建筑中和面的方法和途径.通过建筑网络回路能量守恒方程,讨论了烟囱效应对建筑网络风流的影响,建筑网络火灾烟气流动的稳定性及合理的烟气控制措施.     

火灾烟气危害定量评价模型THVCH及其应用

为更加准确地评价实际火灾烟气的危害性,针对以往烟气毒性定量评价方法N-GAS和FED模型的不足,提出了一种新的火灾烟气危害性定量评价模型THVCH(Toxicity,Heat and Visibility Comprehensive Harmfulness)。实际火灾烟气的危害包括烟气毒性和烟气高温辐射。两者都具有时间累积效应,人员在火灾环境中的暴露时间越长,所受到的伤害越大。烟气的遮光性是影响火场中人员暴露时间的重要因素,低能见度下人员疏散所需要的时间是高能见度的3.8倍。THVCH模型在考虑烟气毒性的同时兼顾了能见度对人员暴露时间的影响以及高温辐射对人体的伤害。以重庆开县5.5火灾为工程背景,运用大涡模拟技术对其火灾过程进行数值重构。在此技术上采用N-GAS、FED和THVCH模型对不同阶段的火灾危害性进行了评价,证明了火灾烟气危害评价中考虑能见度和高温辐射的必要性。     

电气设备控制柜内电缆火灾实验研究

针对电气设备控制柜火灾特点,进行了不同换气率下柜内电缆火灾全尺度实验,研究了火灾蔓延速度、控制柜轴线上不同位置温度及顶部烟气成分变化.结果表明,工业中常用换气率条件下,不会对电缆火灾蔓延速度产生本质影响,但对柜内温度场及烟气扩散影响显著.研究结果为电气设备控制柜实现分区早期探测、快速有效灭火提供有益参考.     

火灾视频探测在地铁中的应用研究

随着近年计算机技术和图像技术的发展,在九十年代诞生的图像检测技术在火灾探测中得到了应用.本文介绍了基于图像识别的火灾探测技术VID(Video image detecdon)的发展,算法,技术特点以及与其他探测技术的比较.并结合地铁中的环境特点对VID系统在地铁空间的适用性进行了探讨.     

基于知识图谱的火灾图像识别研究

为了全面分析图像型火灾识别技术的发展趋势和研究动态,更准确地为火灾探测领域科研工作提供研究方向,运用Web of Science已有文献数据和科学知识图谱软件以及Python-matplotlib库,定量分析国际火灾图像研究的发文时间、发文作者、发文机构、高被引文献等特征,从主题、关键词、摘要入手分析当前研究热点与前沿趋势动态。结果表明：国际火灾图像识别研究成果数量整体上呈现出波浪式上升趋势;欧美国家在火灾图像识别领域的研究较为深入,而中国在该领域研究起步较晚;J Comp Neurol、Remote Sens Environ、Fire Safety J、J Geophys Res-Atmos为代表期刊形成共被引期刊合作网络;研究热点主要表现在火灾图像识别的深度学习模型、森林火灾图像及火灾影响、火灾遥感图像识别算法3个方面;研究前沿主要表现在基于深度学习的火灾烟雾探测,火烧迹地的森林植被覆盖与流失,煤矿、工业热源、电动汽车的火灾探测,阻燃性4个方面。     

基于火灾烟气累积伤害的人员疏散研究

为探究火灾烟气累积伤害对疏散人员的影响,本文在传统安全疏散判据的基础上,引入火灾烟气毒性累积伤害模型定量分析人员伤害。通过对高校宿舍进行全尺寸数值模拟,对火灾发展过程和人员疏散过程进行时空耦合,考虑能见度对疏散人员速度的影响,利用FED模型定量分析人员受到的火灾烟气累积毒性伤害,判断人员是否成功安全疏散。结果表明：在火灾疏散数值模拟时,火灾烟气对疏散的影响不可忽略,考虑能见度影响时,人员需要的安全疏散时间更长,烟气毒性累积伤害效应也相应增加;在能见度不良但人员熟悉的火灾环境中,其他安全疏散判据均未达到伤害阈值时,火灾毒性烟气的累积伤害效应不会对人员造成明显伤害。     

多传感器耦合区域火灾报警技术研究

早期预警与低误报率一直是建筑火灾探测面临的挑战与难题。已有研究多针对特殊场所特定燃烧产物或多种传感器耦合,普适性不强,探测设备成本高,无法大规模应用。通过将火灾烟气蔓延规律与探测器信号时空分布融合,在不增加探测器数量和分布的情况下,提出了一种基于建筑结构微元的多传感器耦合区域火灾报警模型。对典型火灾场景的烟气蔓延情况进行了模拟分析,狭长结构中探测器信号强度变化具有一定的规律性。应用区域火灾报警模型后,报警时间较传统模式提前了14.7%,基本杜绝了单个探测器误报引发建筑物火灾报警的问题。结果表明:多传感器耦合探测模式显著缩短了火灾报警时间,降低了火灾探测误报率,实现了火灾的早期准确识别与预警。     

一种基于质心距脉动特征的火焰轮廓识别算法

火灾视觉特征的提取是火灾图像探测的关键问题。提出了一种描述火灾火焰轮廓脉动信息的火焰图像质心距脉动模型,即先用质心距来描述火焰的轮廓信息,再利用傅立叶描述子描述火焰轮廓变化的时空信息,采用距离来度量相邻两帧图像轮廓的变化幅度。实验结果表明,对于火灾火焰视频图像而言,其相邻两帧之间的脉动幅度、变化频率要明显高于受控燃烧、光源干扰等非火灾情况,可有效应用于火灾火焰的识别。研究表明,该方法能有效地探测火灾的发生,降低系统的误报率。     

火灾探测器研究

火灾探测是将火灾中出现的物理特征,利用探测器进行接受并将其变为易于处理的物理量,通过火灾探测算法判断火灾的有无.本文从火灾探测器的探测原理和火灾探测算法两个方面详细介绍了火灾探测器,为实际工程中火灾探测器的选择提供了指导和参考.     

基于改进GMM算法的林火烟雾识别研究

针对森林火灾烟雾场景光照突变时传统混合高斯模型(GMM)无法适应的问题,提出基于改进GMM的林火烟雾识别算法。通过六足机器人平台上的CCD摄像机读取当前帧图像,与混合高斯模型建立的前一个背景图像作差分得到变化区域,计算二值化后的变化区域中像素值为1的像素点占总像素点的比例,与设定的阈值相比较从而判别森林火灾场景中的光照是否发生突变。若场景内光照发生突变,采用一个较大的更新速率α,保持模型的稳定性;若场景内光照未发生突变,根据不同的情况自适应调整更新速率α的值,保证模型快速收敛。实验表明,改进的GMM算法可检测到场景中相对完整的动态烟雾区域,满足林火烟雾的检测要求,以期为图像处理在森林火灾巡检机器人上的应用和进一步研究提供参考。     

中庭火灾烟气流动数值模拟

根据中庭火灾特点 提出了考虑辐射换热损失和壁面传热损失、不考虑燃烧过程、视火焰为体积热源,浮升力作用下火灾烟气湍流流动的场模型,并将辐射换热损失计人壁面传热损失,简化辐射换热模型计算,运用该场模型对中庭模型实验装置火灾烟气流动进行了数值模拟,采用通用软件PHOENICS进行数值计算,研究表明,数值模拟结果与中庭模型实验装置火灾试验结果吻合;以热源模拟火焰的方法对分析中庭火灾烟流发展规律可行。     

基于BP神经网络的受限空间火灾联合探测方法

针对航空受限空间火灾探测高误报的问题,在现有技术成果基础上对多种火灾探测方式进行研讨,并提出1种基于BP神经网络技术的飞机机身内部受限空间火灾联合探测报警方法。该方法结合现有烟雾感应、气体传感器探测等常用火灾探测技术,以红外热成像探测为辅助手段,采用神经网络实现数据融合,对模拟实验舱火灾烟雾进行联合探测,在单一火灾探测方式基础上提高了探测准确率。     

提高前向散射型光电感烟探测器性能的算法

以国家科技部973项目中建立的火灾探测应用环境及火灾信息数据库为依据,对目前使用最为广泛的前向散射型光电感烟探测器固有特性的归纳和分析,通过数据挖掘,提出一种切实可行的算法处理技术和智能判断火灾方法,有效提高了现有前向散射型光电感烟探测器的火灾探测及其抗干扰能力。     

某地下商场防火分区划分对人员安全疏散的影响研究

防火分区面积、人员疏散距离、疏散宽度等方面难以满足现有消防规范的要求是目前大型复杂建筑消防设计中经常遇到的问题。利用火灾安全工程学进行性能化分析是解决这类问题的一种方法。防火分区面积大小不仅会影响到烟气的控制效果，同时也会引起人员疏散距离和疏散宽度要求的变化。因此防火分区的划分应该和人员疏散结合起来综合优化考虑。本文主要针对一个地下商场的防火分区划分问题，进行了烟气运动和人员疏散的模拟计算，比较两种防火分区划分方法的优缺。     

基于光声原理的早期火灾探测系统的研究

基于光声原理的火灾探测是一种新型非接触式、直接测量火灾参数的早期火灾探测技术。本文基于光声原理设计了早期火灾探测系统,利用两个光声腔对早期火灾产生的烟颗粒和一氧化碳进行了复合测量．实现了对早期火灾有效地探测;并设计和试制了基于光声原理的早期火灾探测系统和相应报警算法。在实验燃烧室对其进行了测试,并根据实验结果得出了其实现早期火灾探测的关键参数。实验证明,基于光声原理的早期火灾探测系统能通过对烟颗粒和CO复合测量,达到实现火灾早期探测报警的目的。     

地下商业街火灾烟气流动实验研究

烟气是火魔的杀手锏。在不同火源功率的长通道实体火灾实验基础上,研究地下商业街吊顶装修前后,以及不同的补风与排烟条件下烟气的特点,考察防排烟措施启动时机、启动位置以及排烟量的大小。实验结果表明:安装天花板有利于提高排烟速率,但烟气蔓延速度加快,因此宜采用镂空式天花板以利用顶部蓄烟;地下商业街宜采用远火源端补风、近端机械排烟方式,设计中需依据风量和速率选取风机,还应考虑风机对流场的扰动以及进风口设置位置。     

基于气体浓度和烟颗粒消光系数的复合火灾预警系统

为解决火灾烟雾颗粒的消光效应对光声火灾检测带来的影响,以近红外激光为光源,结合波长调制技术和谐波检测技术对光声信号和颗粒消光系数进行了测量,并建立了火灾复合探测模型。利用棉绳阴燃、木材热解2组阴燃火实验以及正庚烷明火、木材明火2组明火实验进行了火灾模拟探测,并结合特定算法对结果进行了判定。结果表明系统能较好地对实验产生的CO浓度和烟颗粒消光系数进行探测,且运行稳定,能够满足火灾预警需求。     

基于人工神经网络的火灾图象探测方法

提出了一种新型的火灾探测方法,基于ＢＰ神经网络的火灾图象探测方法。该方法利用了早期火灾火焰的形体变化特性,用图象处理的方法提取特征信息,最后利用人工神经网络来进行火灾判,别。     

基于数字锁相技术的飞机货舱火灾烟雾光学参数方法研究*

为解决飞机货舱火灾光学探测易受环境杂光和空气中灰尘、水汽干扰,误报率高的问题,提出1种基于数字锁相的双波长火灾烟雾探测方法。利用数字锁相技术调制双波长光源,选择性地提取微弱光散射信号,并设计前、后双向散射光探测光路。采用常见火灾材料及干扰源进行真假火源实验,依据米氏散射理论及不同粒径气溶胶颗粒对不同波长光的散射效应差异,以不对称比（AR）和双波长光强比（DWIR）作为火灾检测参数对不同粒径颗粒进行区分,根据2种火灾检测参数建立数据样本,利用BP神经网络进行分析,并加入复合式传感器实验作为对比。研究结果表明:基于数字锁相技术的火灾烟雾光学探测方法能够在一定程度上区分火灾烟雾和干扰源,误报率小于3.5%。