火灾探测技术的发展_火灾救援定位系统国内外研究现状

目录：

• 1、论述地理信息系统在国内外应用的现状
• 2、火灾报警系统国内外发展状况
• 3、极早期火灾探测器国内外研究现状
• 4、消防单兵定位系统对消防员在救援时有哪些帮助？
• 5、现在的卫星定位系统，是否能更好地起到火灾预防的作用？
• 6、消防员定位技术的现状和发展状况？

论述地理信息系统在国内外应用的现状

测量数据可以从测量器械上的数字数据收集系统中被直接输入到GIS中。从全球定位系统（GPS）——另一种测量工具中得到的位置，也可以被直接输入到GIS中。遥感数据同样在数据收集中发挥着重要作用，并由附在平台上的多个传感器组成。传感器包括摄像机、数字扫描仪和激光雷达，而平台则通常由航空器和卫星构成。 大部分数字数据来源于图片判读和航空照片。软拷贝工作站用来数字化直接从数字图像的立体象对中得到的特征。这些系统允许数据以二维或三维捕捉，它们的海拔直接从用照相测量法原理的立体象对中测量得到。现今，模拟航空照片先被扫描然后再输入到软拷贝系统，但随着高质量的数字摄像机越来越便宜，这一步也就可被省略了。 卫星遥感提供了空间数据的另一个重要来源。这里卫星使用不同的传感器包来被动地测量从主动传感器如雷达发射出去的电磁波频谱或无线电波的部分的反射系数。遥感收集可以进一步处理来标识感兴趣的对象和类例如土地覆盖的光栅数据。

火灾报警系统国内外发展状况

以火灾自动报警技术为核心的建筑消防系统，是预防和遏制建筑火灾的重要保障。近年来，我国火灾自动报警工程应用技术实现了较快发展，但由于在实际应用中，火灾自动报警系统的通讯协议不一致，火灾自动报警工程技术水平还相对落后，还存在着一些比较突出的问题。

①适用范围过小。我国火灾自动报警系统技术比美、英等发达国家起步较晚，安装范围主要是《高层民用建筑设计防火规范》、《建筑设计防火规范》规定的场所和部位，而在易造成群死群伤的中小型公众聚集场所和社区居民家庭甚至部分高层住宅都没有规定安装火灾自动报警系统，适用范围过小，防范措施不到位。

②智能化程度低。我国使用的火灾探测器虽然都进行了智能化设计，但由于传感器件探测的参数较少、支持系统的软件开发不成熟、各种算法的准确性缺乏足够验证、火灾现场参数数据库不健全等，火灾自动报警系统难以准确判定粒子(烟气)的浓度、现场温度、光波的强度以及可燃气体的浓度、电磁辐射等指标，造成迟报、误报、漏报情况较多。

③网络化程度低。我国应用的火灾119动报警系统形式基本上以区域火灾自动报警系统、集中火灾自动报警系统和控制中心火灾自动报警系统为主，安装形式主要是集散控制方式，自成体系，自我封闭，尚未形成区域性网络化火灾自动报警系统。

④组件连接方式有待改善。火灾自动报警系统以多线制和总线制连接方式为主，探测器和报警器及控制器之间是采用两条或多条的铜芯绝缘导线或铜芯电缆穿管相接，存在耗材多、成本高、抗干扰能力差的缺点。同时，铜导线耐高温性能差、易磨损，系统施工维修复杂，影响了火灾自动报警系统的可靠性和更广泛的应用。

⑤火灾自动报警系统误报、漏报问题较多。由于火灾探测器的安装环境极其复杂，加之各种传感器在探测火灾方面存在着某些先天不足，无法准确地感应各种物质在燃烧过程中所特有的声波、光谱、辐射、气味等诸多方面发生的微妙变化，对火灾发生过程中所产生的不同粒径和颜色的烟存在探测“盲区”，误报、漏报现象时有发生。

⑥超早期火灾探测报警技术应用还几乎处于空白。国外已开发出适合洁净空间高灵敏度感烟火灾探测报警系统，如激光式高灵敏度感烟火灾探测器，吸气式高灵敏度感烟火灾探测报警系统和气体火灾探测报警系统，与普通火灾探测报警系统相比，其探测灵敏度提高了两个数量级，甚至更多，这些系统采用了激光粒子计数、激光散射等原理监视被保护空间，以单位体积内粒子增加的多少来判断是否发生火灾，系统可在火灾发生前几小时或几天内识别潜在的火灾危险性，实现超早期火灾报警。而该技术我国目前还处于起步阶段有待进一步研究开发应用。

针对上述问题，火灾自动报警应用技术应进一步着眼于当前国际发展的新形势，加快更新改造进程，加强对数字技术和新工艺、新材料的应用，改进系统能力，使火灾自动报警应用技术向着高可靠、低误报和网络化、智能化方向发展。当前，国外火灾自动报警应用技术的发展趋势主要表现为七个方面。

1、网络化

火灾自动报警系统网络化是用计算机技术将控制器之间、探测器之间、系统内部、各个系统之间以及城市“ll9”报警中心等通过一定的网络协议进行相互连接，实现远程数据的调用，对火灾自动报警系统实行网络监控管理，使各个独立的系统组成一个大的网络，

实现网络内部各系统之间的资源和信息共享，使城市“ll9”报警中心的人员能及时、准确掌握各单位的有关信息，对各系统进行宏观管理，对各系统出现的问题能及时发现并及时责成有关单位进行处理，从而弥补现在部分火灾自动报警系统擅自停用，值班管理人员责任心不强、业务素质低、对出现的问题处置不及时、不果断等方面的不足。

2、智能化

火灾自动报警系统智能化是使探测系统能模仿人的思维，主动采集环境温度、湿度、灰尘、光波等数据模拟量并充分采用模糊逻辑和人工神经网络技术等进行计算处理，对各项环境数据进行对比判断，从而准确地预报和探测火灾，避免误报和漏报现象。毕业论文，消防工程。发生火灾时，能依据探测到的各种信息对火场的范围、火势的大小、烟的浓度以及火的蔓延方向等给出详细的描述，甚至可配合电子地图进行形象提示、对出动力量和扑救方法等给出合理化建议，以实现各方面快速准确反应联动，最大限度地降低人员伤亡和财产损失，而且火灾中探测到的各种数据可作为准确判定起火原因、调查火灾事故责任的科学依据。此外，规模庞大的建筑使用全智能型火灾自动报警系统，

即探测器和控制器均为智能型，分别承担不同的职能，可提高系统巡检速度、稳定性和可靠性。

3、多样化

(1)火灾探探测技术的多样化。我国目前应用的火灾探测器按其响应和工作原理基本可分为感烟、感温、火焰、可燃气体探测器以及两种或几种探测器的组合等，其中，感烟探测器一枝独秀，但光纤线性感温探测技术、火焰自动探测技术、气体探测技术、静电探测技术、燃烧声波探测技术、复合式探测技术代表了火灾探测技术发展和开发应用研究的方向。此外，利用纳米粒子化学活性强、化学反应选择性好的特性，将纳米材料制成气体探测器或离子感烟探测器，用来探测有毒气体、易燃易爆气体、蒸气及烟雾的浓度并进行预警，具有反应快、准确性高的特点，目前已列为我国消防科研工作者的重点研究开发课题。

(2)设备连接方式的多样化。随着无线通信技术的成熟、完善和新型有线通信材料的研制，设备间、系统间可根据具体的环境、场所的不同而选择方便可靠的通信方式和技术，设备间可以用无线技术进行连接，形成有线、无线互补，同时新型通信材料的研制开发可弥补铜线连接存在的缺陷。而且各探测器之间也可进行数据信息传递和交流，使探测器的设置从枝状变成网状，探测器不再是各自独立的，使系统间、设备间的信息传递更方便、更可靠。

4、小型化

火灾自动报警系统的小型化是指探测部分或者说网络中的“子系统”小型化。如果火灾自动报警系统实现网络化，那么系统中的中心控制器等设备就会变得很小，甚至对较小的报警设备安装单位就可以不再独立设置，而依靠网络中的设备、服务资源进行判断、控制、报警，这样火灾自动报警系统安装、使用、管理就变得简洁、省钱、方便。

5、社区化

目前我国火灾自动报警系统只被安装在重要建筑上，而在美国、日本等发达国家，包括许多居民家庭都安装了火灾自动报警系统。随着我国经济的不断发展、人们安全意识的增强、火灾自动报警系统的进一步完善以及智能化程度的提高，在社区家庭特圳是高级住宅积极推广应用防盗、防火联动报警装置或独立式感烟探测器，对干预防居民家庭火灾是非常必要和行之有效的措施。

极早期火灾探测器国内外研究现状

火灾的早期报警现在已经越来越受到火灾研究人员的重视。一般火灾的产生可分为四个阶段:预燃、闷 燃、火焰燃烧和剧烈燃烧。传统探测器一般都在火灾发 展的后三个阶段才能实现报警，而此时火势已经发展 的相当严重。即使扑救及时，也会造成极大的损失。针对这一情况，大量研究人员开始着手火灾极早期的探测研究，高灵敏度空气采样式感烟火灾探测报警系统就是在这样的背景下产生出来的。它克服了传统感烟探测器被动吸烟的工作方式和对人眼不可见的烟无法探测的弊端，采用主动吸气抽取空气样本的方式，通过独特的检测室和激光器件对烟粒子进行探测计数分析，大大提高了探测器的可靠性和灵敏度;Notifier公司也已研制出极早期智能报警系统，该系统感烟灵敏度高于目前光电感烟探测器SO倍，它与高灵敏度吸气式感烟火灾探测报警系统一样，可以提供极早期火灾探测，但是比后者成本费用低得多。另外，在一氧化碳极早期火灾探测研究方面也取得了突飞猛进的发展。大量的实验研究表明：火灾的早期阶段始终存在着含量比预测环境中含量高的一氧化碳，一氧化碳是几乎所有燃烧过程的生产物，在燃烧不充分的火灾早期更是这样，而且一氧化碳气体比空气轻，扩散性比烟雾更强，特别是许多常用感烟探测的误 报源并不产生一氧化碳气体。这说明利用它进行极早 期火灾探测器的研究是具有极其广阔的前景的。目前已有多种采用离子传导性固体电解质和二氧化锡作为敏感元件的一氧化碳探测器投人使用，但这些大都存在着灵敏度低、稳定性差和易受环境影响等缺点。在实际应用中误报率和不报率较高。近年来国内外逐渐开 始利用一氧化碳的红外光谱吸收的原理来研究其浓度的测量方法，这种测量方法灵敏度高、反应速度快，易结合神经网络等智能探测算法进行数据分析，提高其判断能力，在未来火灾探测中必将有着广泛的应用前景。

消防单兵定位系统对消防员在救援时有哪些帮助？

消防员室内定位技术的研究是保障消防员进出火场的安全,确定消防员在火场中的位置,保证对火场中遇险消防员的有效施救,保证指挥员与火场中消防员的有效的运动监视和语音通讯是消防灭火救援工作中亟待解决的问题.本文介绍了“掌上跟踪定位装置”、“地下定位系统”、“3D立体定位跟踪系统”等国外研究现状，阐述了国内研发的“消防员遇险定位安全救援指挥系统”、“消防员三维追踪定位装备”和正在研制的设备，消防员遇险定位安全救援指挥系统”采用了无线自组网技术、数字通信技术、语音通信技术、无线跟踪定位技术、无线编码ID识别技术等世界多项先进技术手段，重点关注在复杂环境下消防员安全、救生、遇险等数据信息的实时跟踪和发布，实现了对作战现场环境及作战人员生命体征、位置信息、语音信号等多种数据的采集和实时传输并建立了无线安全通道，该系统主要包括硬件和软件两部分。硬件由系统基站台、控制操作台、高增益天线、宽波束天线、单兵终端、信标读写器、信标、压力传感器、温度传感器、位置传感器等设备组成。软件分为基站系统软件、控制操作系统软件、单兵终端系统软件、信标读写软件。“消防员三维追踪定位装备”具有运动姿态识别(静止、步行、跑步、上下楼梯、上下电梯、卧倒、躺倒、左右侧躺、跌落等)、三维运动轨迹实时显示,3D轨迹回放、电源电量显示和设备高温异常报警等功能，可用于辅助现场指挥人员确定救援人员的位置信息，使现场人员调度更具科学性。北京东方海龙消防科技有限公司正在研制的消防员室内定位救援指挥系统包括军用电脑主机和数传接收部件、单兵部件、定位，通信数传电台、视频传输5个主要部件。该系统能够为消防指挥官提供营救人员在大楼中的位置轨迹细节信息及现场温度信息，空呼气的压力，设备的电压，无线信号的强弱等信息并与主机之间进行无线传输。

而北京龙旗瑞谱科技有限公司主要解决应急领域三大问题

1. 是为解决救援人员在陌生环境的定位、搜索救援及快速逃生问题而开发消防员单兵定位装置以及快速逃生导向系统；

2. 是开发宽带自组网系统以及自组网对讲机系统以保障救援人员在陌生恶劣环境下的通讯无阻；

3. 是为指挥人员提供一套三维可视化平台，方便指挥人员直观形象进行力量部署、调度指挥以及平时的模拟演练。

龙旗瑞是一家致力于三维地理信息系统、室内外位置定位、安全监控以及无线通信为一体的高新技术企业，拥有十分雄厚的技术力量，产品质量一直处于同行业前列；公司主要人员以名牌大学和科研院所的优秀硕士生、博士生为主，同时有一群来自知名企业的技术骨干加盟，共同致力于软件、硬件的创新与开发。

因为专注，所以专业，面向未来，龙旗瑞科技正在以崭新的现象和饱满的热情蓬勃发展。追求卓越，勇于创新，志在一流，打造品质，通过不懈的努力，我们将与所有的客户和合作伙伴共创辉煌！

现在的卫星定位系统，是否能更好地起到火灾预防的作用？

卫星定位系统只能定位火灾发生的地点，及时传送卫星图像，并不能预防火灾。卫星定位系统在现代社会使用的范围非常广，不仅仅可以应用在汽车导航，还可以应用在多个方面。随着科技的进步，我们对卫星定位这个名词越来越不陌生。卫星定位系统也可以应用在消防系统中，对于降低火灾的影响起到了很大的作用。

01、定位火灾地点

在日常生活中，一般的火灾可能影响范围不大，可以根据居民报警来确定火灾的具体地点。但是要是在森林或者是在荒郊野外，很少有人踏足的地方，一般就不会有人注意到这些地方发生的火灾。这时候要想知道火灾的具体地点就需要卫星定位系统的帮忙了。卫星定位系统能通过卫星图像，准确地找到火灾的具体地点，减少消防员的工作量。让消防员能及时消灭火灾，减少火灾的范围。

02、分析火灾数据

在以前没有卫星定位系统的时候，只能通过报社的文章和一些照片来了解火灾。但是尽管有这些文章、照片和视频，也并不能直观地告诉其他人火灾受灾情况。但是有了卫星定位系统之后，可以通过卫星拍摄的云图，分析出火灾的受灾情况。消防官兵在得知了火灾受灾的具体情况之后，可以根据火灾的情况，制定出最合理的措施来减少火灾的灾害。

03、规划救灾路线

因为城市交通路线比较复杂，尤其是在上下班高峰期的时候。这时候一旦发生火灾，就算是消防员们的救援速度再快，也挡不住堵车的情况。这时候有卫星定位系统的存在，可以准确分析出沿线的路况，规划出最快速的路线。也可以规划出在救援火灾的时候消防员们的驻扎地点，也可以规划出城市的消防水源的地点。

消防员定位技术的现状和发展状况？

当消防员遭遇重大火灾、地震等破坏性巨大的灾害事故时，常规通信设施可能会受到损坏，导致通信中断。当事故地点过于偏僻时，还可能面临无网络信号覆盖等问题。而消防员在再不确定遇难地点的情况下难以救援而使用无线通信装备在高层、地下、隧道、大型综合体等复杂环境下应用时，存在信号覆盖范围小、信号损耗衰落大、抗多径效应能力差、带宽受限等缺点，无法完全解决信息稳定传输的问题，所以通信联络质量是决定消防部队救援行动成功与否的重要因素。

北京龙旗瑞谱科技有限公司研发了一种专门针对应急救援部门的消防人员三维定位系统。系统在无线通讯、位置精度、展现方式三方面实现了技术创新和突破，实现了现场应急救援全过程的“三维定位可视化”，且定位准确灵敏，便于指挥协调，从而实现了由传统“经验式黑箱救援”向“定位导航式救援”的根本性转变。。

北京龙旗瑞谱科技有限公司的消防人员三维定位系统包括一套先进完整的可视化软件包，能现场快速形成建筑楼宇三维结构模型。只需轻轻点击一下建筑物周边，输入楼层数，该产品就可为用户创建出建筑物的3D 线框形象。当人员小组进入实际建筑物内部时，会以图像的形式将人员们的位置显示出来，以动态的形式将他们所处的地点呈现在虚拟的3D建筑物内。这就保证了命令的精确性，方便了现场操作和实时控制的实施。

该产品无论是在室内还是在户外，人员携带该定位系统都能在数秒钟之内产生高准确性地理位置的数据，不受是否有无 GPS 环 境的影响。通过采用本公司的二维和三维软件，世界上任何一座大楼的线框图即可在数秒钟内生成，而无需提前了解有关那座大楼的信息。这使指挥者能够随时通过 主机精确确定他们的人员所在的地理位置。对于消防员、武装警察、军事人员和其他先遣急救人员来说，这是一项可以挽救生命的新技术。”

它无需任何额外的基础设施或网络，以无线方式实时输出人员的行走距离与方向信息，可以实现在各种复杂环境中人员的准确定位，为保证人员的生命安全提供有效的保证。

它基本能实现以下系统功能：

1. 建筑三维基本功能：能够对建筑三维实行缩放、平移、旋转定位功能。

2. 人员三维定位：根据人员定位设备传输回来的三维参数在建筑三维中实现佩带人员定位设备的人员定位。

3. 人员轨迹模拟：根据人员定位设备传输回来的三维参数在建筑三维中实现人员行走轨迹实时动态模拟，每个人行走的轨迹采用一种颜色表现。

4. 人员基本信息展示：能查看人员在楼宇内部分布，以及人员的基本信息，人员状态信息。

5. 消防设备信息展示：能查看楼宇内部的消防设备分布，每个设备的基本信息及状态信息。

6. 实现人员队友搜救，安全退出引导，氧气倒计时，现场毒气报警。

7. 人员定位视频联动：对人员进行定位，联动该位置周边视频。

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