该探测器可以将视场划分为１６个子区域，其中包括
万方数据
关键监控区域、非监控区（可能会有潜在误报源或火灾发
生可能性很低的区域）。
测器都对０．３ ｍ×０．３ ｍ混合油盘火报警了。探测器Ｉ
探测火灾耗时４４ ｓ，探测器ＩＩ报警时间减至２８ Ｓ，探测器 ＩＩＩ报警时间基本不变。由此可见，当探测器的安装高度 设在建筑高度一半位置时，ＶＩＤ探测器的性能提高了。
测器Ｉ未响应。相对于未调制的ＵＶ／ＩＲ火源，探测响应 时间延迟了。 当采用０．６ ｍ×０．６ ｍ混合油盘火时，所有的３个探 测器均能响应报警。其响应时间：探测器Ｉ为４４ Ｓ，探测 器ＩＩ为２６ Ｓ，探测器ＩＩＩ为９ Ｓ。对于采用红外ＩＲ光源的 情况，所有３个探测器均快速响应了０．６
ｒｎ×０．６
当０．９ ｍ×０．９ ｍ混合油盘遮挡火移动至距探测器
警，报警时间为２６～３９
Ｓ。
３个探测器固定安装于举高车上，位于燃烧试验室 的北侧。探测器分别在５．５、１１．５ ｍ的高度进行试验。
探测器距点火源的位置３０～４５．５ ｍ。３个探测器详细的 技术信息如表１所示。
表１试验中ＶＩＤ探测器的技术信息 灵敏度等级
探测器编号 安装高度／ｍ
视场角 烟雾
火焰
ＩＩＩ ＩＩＩ ＩＩｌ ６２。 ４２。 ３２。
ＣＣＤ获得图像中的烟雾和火焰特征数据由ＤＳＰ进行量
化、分析处理和数据融合。一旦烟雾或火焰的概率高于 预先设定的阈值，即会出发火灾报警，并将该信号输出到 区域火灾报警系统。同时，ＶＩＤ探测器的报警灯点亮。 ＡｌａｒｍＥｙｅ。探测系统是一种分布智能的独立探测 器，视频处理和算法在探测器中完成。本次试验研究共
消防科学与技术２０１３年４月第３２卷第４期
万方数据
０．６
ｍ混合油盘遮挡火的很接近，均为２４
Ｓ。
３．２环境试验 针对ＶＩＤ探测器对各种误报源的免疫能力做了一
系列试验。误报源或单独设置，或与一个火灾一起设置。 误报源设于距探测器２５ ｍ的位置，探测器安装高度为
１１．５ ｍ。３．５～４．０
Ｈｚ频率的调制ＵＶ／ＩＲ光源在探测器
应时间长于另外两个探测器。 当０．９ ｍＸ０．９ ｍ混合油盘放于遮挡板后时，其产生 了更大的燃烧羽翼和大量烟雾。探测器Ｉ的响应时间略 为降低至１２６ Ｓ，探测器ＩＩ和ＩＩＩ的探测时间与０．６ ｍ×
４】５
处的混合油盘火焰在成像后太小，达不到报警条件要求。
当探测器安装位置从１１．５ ｒｎ降至５．５ ｍ时，所有探
中产生很强的闪烁光（如图６所示）。其成像在图像中的
确有些像火灾。３个ＶＩＤ探测器均未发生误报警。
图４
０．６ ｍ×０．６
ｍ混合油遮挡火
图６
Ｕ、＋／ＩＲ调制光源
从ＩＲ红外调制光源发出的闪烁光不及ＵＶ／ＩＲ的强 烈，但有相同的调制频率。３个ＶＩＤ探测器对调制的ＩＲ
探测器Ｉ
光均未发生误报警。
电弧焊会产生很强的闪烁光（如图７所示）。当焊枪 的焊条接触到金属时就是一种燃烧，其形状和频率不同 于火灾的燃烧特征。而３个ＶＩＤ探测器未对焊接产生 响应。
非遮挡火的火源包括０．３ ｍＸ０．３ ｍ混合油盘火、正 庚烷喷雾火、烟雾弹产生的烟雾。火源设于距探测器４６．５
ｍ的位置。一部分试验进行两次或两次以上的试验，以 验证重复性。在非遮挡火的试验中重点研究和考察燃烧
物质、燃烧规模、探测器的位置、探测器的视场等对火灾 探测的影响。０．３ ｍ×０．３ ｍ混合油盘火产生约０．７ ｍ
的不同，火灾特征在探测器ＩＩ和ＩＩＩ中清晰可辨，在探测 器Ｉ中不清楚。３个探测器的探测报警时间：探测器Ｉ为
１３１
高的火焰羽翼和少量的烟雾（如图２所示）。探测器ＩＩ和
ＩＩＩ很快探测到火灾，其中探测器ＩＩ用时３３～３７ ｓ，探测 器ＩＩＩ用时２３～２６ ｓ。探测器Ｉ没有报警是因为４６．５
ｍ
Ｓ，探测器ＩＩ为２１ ｓ，探测器ＩＩＩ为１７ Ｓ，探测器Ｉ的响
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图像型火灾探测系统在工业场所的应用
王海燕１，丁国锋２
（１．湖北省消防总队，湖北武汉４３００７０；２．北京英特威视科技有限公司，北京１０００８５）
摘要：通过全尺寸实体火灾和环境试验，研究新型分布 智能图像火灾探测（ＶＩＤ）系统在工业场所的应用。该图像型 烟雾、火焰探测器包括一个彩色／黑白摄像机、一个近红外摄像 机和一个近红外光源。本研究主要在某工业厂房内完成．充分
３１．５
ｍ位置时，探测器Ｉ的探测时间减少到２９ Ｓ，因为火
灾的特征十分明显了。另外两个探测器的响应时间分别 为３５ ｓ和５０
Ｓ。
探测器的安装高度从１１．５ ｍ降至５．５ ｍ时，探测器 Ｉ的响应时间也降至了３９
Ｓ，０．９ ｍ×０．９
ｍ混合
ｍ混合油盘遮
火。其探测响应时间：探测器Ｉ为２１ ｓ，探测器ＩＩ为３６ Ｓ，探测器ＩＩＩ为２０ Ｓ。对于包含有电弧焊的火灾试验，所 有的３个探测器均快速响应了０．６ ｍ×０．６ ｍ混合火。 其探测响应时间是：探测器Ｉ为２８ Ｓ，探测器ＩＩ为１５ Ｓ，探
器由１个彩色／黑白摄像机，１个近红外（ＮＩＲ）摄像机、１ 个ＮＩＲ光源、图像采集与预处理、ＤＳＰ处理器和输入／输 出界面等组成。近红外（ＮＩＲ）摄像机可以大大提高系统 探测火焰和最小化误报率的功能。ＮＩＲ光源使得探测器 可以在黑暗条件下工作，并探测烟雾火灾。该探测器的 构成原理图，如图１所示。
即提供火灾报警场景的实时图像和火灾位置信息，允许
ｍ×０．６ ０．９
１ＴＩ油类（９０％煤油＋１０％
ｘ
１ＴＩ油类（９０％煤油＋１０％汽
恶劣环境，并有效探测火灾。其中，ＶＩＤ系统的镜头焦距、视场 和探测器的安装方式是决定探测性能的重要参数。
关键词：火灾探测；图像型火灾探测系统；工业场所 中图分类号：Ｘ９２４．４，ＴＰ３１１．５ 文献标志码：Ｂ
０４
油）标准火；释放压力为０．８２ ＭＰａ的正庚烷喷雾火；烟雾 发生器产生的烟雾；烟雾弹自燃发生的烟雾。 在非遮挡火试验中，火源位置设于地面，距火灾探测 器４６．５ １ＴＩ处。在遮挡火试验中，火源设于尺寸为长２ ｍ、高２ ｍ且底边距地面０．３ ｍ的遮挡板后１ ｍ处。
探测器ＩＩ
图７电弧焊场景中的０．６ ｍＸＯ．６ ｉｎ混合油盘火
另外，笔者还通过试验研究了误报源对ＶＩＤ探测器
火灾探测性能的影响。火源设于误报源后方约３５ ｍ处。 对于调制的ＵＶ／ＩＲ光源，探测器ＩＩ和探测器ＩＩＩ探测
探删器ＩＩＩ 图５ ３个探测器０．６ ｍＸ０．６ ｍ混合油遮挡火图像 ０．３
ｍ×０．３ ｍ混合油盘火的响应时间是８４ ｓ和２５ ｓ，探
３．１．１
之间报警，烟雾探测的报警时间长于液体燃料火。
３．１．２遮挡火
用于遮挡火试验的火灾类型包括：０．６ 合油盘火和０．９
ｍ×０．６ ｍ混
ｍＸ０．９ ｍ混合油盘火。在探测器的视
非遮挡火
场中，混合油盘的前方设置一块大板遮挡火源（如图４所 示）。然而，烟雾可以从板后的火中扩散出来。另外，遮
挡火还会产生周边的火焰反射。 图５为探测器安装于１１．５ ｍ高度时３个探测器关 于０．６ ｍ×０．６ Ｉｎ遮挡火的视频图像。由于焦距和视场
位置Ｉ
１１．５ １１－５ １１．５
位置ＩＩ
５．５ ５．５ ５．５
探测器Ｉ
探测器ＩＩ 探测器ＩＩＩ
ＩＩＩ ＩｌＩ ＩＩＩ
图３正晨垸顷油雾火
将１４３ ｇ的烟雾弹置于０．３
ｍ×０．３
ｍ油盘中点燃。
烟雾弹慢慢产生白色烟雾，但由于缺乏热能，不能上升到
很高的位置。３个探测器均探测到烟雾，并于７３～１２７
Ｓ
３试验结果 所有试验分阶段Ｉ和阶段ＩＩ两个阶段。阶段Ｉ包括 非遮挡和遮挡火的试验；阶段ＩＩ是各种环境试验，包含了 各种误报源和火灾。 ３．１火灾试验
１．２
ｍ高的玻璃窗用于自然采光。 火灾和环境试验场景包含了在大型工业场所可能发
生的火灾场景，如喷雾火、烟雾火、遮挡火等，进行设置安 装。火灾类型包括：０．３ １０％汽油）标准火；０．６ 汽油）标准火；０．９
ＩＴＩ
ｍ×０．３
ｍ油类（９０％煤油＋
研究了ＶＩＤ系统参数、火源、干扰源和误报源’等环境因素对
ＶＩＤ系统探测效能的影响。研究表明，ＶＩＤ系统可有效工作于
４８ ｍ×２８ ｍ×１２．５ ４】４ 传感器 ｒｊｉｉ嘉一ｊ…………ｊ一磊ｉ五蠢磊。｜．一｝ｉ设置及调试ｌ ｝¨………一＿前嚣处理器ｋ一；｛阪商‘仪啁诫ｉ Ｌ．．．…一．一一一一一一一‘ …一．．…一一．…一Ｉ
二一一一一一一一一一一一一一一一一』
ＩＴＩ。
图１
ＡｌａｒｍＥｙｅ
ＶＩＤ探测器构成原理图
ＩＴＩ。在建筑周边６ ＩＴＩ高的位置设有
采用３套ＡｌａｒｍＥｙｅ。探测器，探测器的烟雾和火焰探测 灵敏度设为３级。３个探测器的水平视场角分别为：探测 器Ｉ为６２。，探测器ＩＩ为４２。，探测器ＩＩＩ为３２。。
图２
ｏ．３ ｍＸｏ．３
ｍ混合油盘火
试验中还采用一个正庚烷喷雾火，喷头采用Ｐ２５，工
作压力０．８２ ＭＰａ（如图３所示）。火灾位于地面１．０ ｍ 高度，面向探测器。喷雾火灾图像中的形状象一个火球， 没有明显的烟雾产生。所有３个探测器均快速响应报
Ｆｉｒｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｅｌｍｏｌｏｇｙ，Ａｐｒｉｌ ２０１３，Ｖｏｌ ３２，Ｎｏ．４
挡火的位置在距探测器４６．Ｓ，安装位置较低的响应时 间长于安装位置较高的情况。
４】６
万方数据
测器ＩＩＩ为１４ Ｓ。由此可见，ＶＩＤ探测器的响应能力未受 到焊接的实质性影响。 ４结论 研究表明，镜头焦距大、水平视场角为３２。的探测器 ＩＩＩ的响应性能优于其他镜头焦距小、视场大・一些的探测 器。安装高度低一些时，探测器性能史优。ＶＩＤ探测器 探测非遮挡火、遮挡的油池火、受干扰火的性能是令人满 意的。另外，ＶＩＤ探测器可以很好地探测大型工业场所 常见的喷雾火和烟雾。笔者认为，ＶＩＤ探测系统是未来 解决大型工业场所火灾早期探测的有效方法。