多傳感器信息融合技術在火災報警系統(tǒng)的應用

摘要： 針對單一普通型火災探測器的環(huán)境適應性和功能局限性，將多傳感器信息融合技術應用于火災報警系統(tǒng)，實施多個傳感器同步探測，全面提取火災信息。同時，應用智能算法，對提取到的信息進行融合，實現(xiàn)信息的優(yōu)化，完整地反映環(huán)境的信息，準確地預報火災。在此采用多傳感器信息融合方法中的Bayes理論，給每類火災探測器的探測結(jié)果分配相應的概率，然后運用Bayes理論，進行信息的融合，從而獲得最終的判決結(jié)果。有效地降低了誤報率和漏報率，提高了整個火災報警系統(tǒng)的可靠性。

關鍵詞： 多傳感器信息融合； 貝葉斯估計； 火災報警系統(tǒng)； 同步探測

中圖分類號： TN919?34； TP277 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）06?0139?02

火的出現(xiàn)和使用對人類社會的進步起到極大的作用，沒有火也就沒有人類今天的繁榮和成就。然而隨著社會的發(fā)展和居民生活水平的提高，火，電，油，氣使用越來越普遍，火災的危險性，次數(shù)和損失也越來越大，據(jù)統(tǒng)計，2011年我國火災已達12.54萬起，造成多達18.8億元的財產(chǎn)損失。同時隨著我國城鎮(zhèn)化步伐的加快，城市的建筑物越來越密集，人口逐漸集中，城市中易燃易爆物品源點多、量大、面積廣，帶了更多的火災隱患，一旦發(fā)生火災，就會造成重大的人員傷亡和嚴重的經(jīng)濟損失以及重大的政治損失。因此，早期預報火情，及時準確報警，防火于未然就顯的極為重要。

火災發(fā)生的時候伴有煙霧、高溫、火光及可燃性氣體等現(xiàn)象特征，火災探測器通過檢測和捕捉火災中出現(xiàn)的煙霧、高溫、火光及可燃性氣體等物理現(xiàn)象和特征信號，獲知火災的發(fā)生[1]。但是，傳統(tǒng)的基于某一物理量檢測的火災探測器，有一定的環(huán)境適應性和功能局限性，不可避免地會受到周圍環(huán)境的影響，發(fā)生誤報和漏報。針對這一現(xiàn)象，本文采用多傳感器信息融合技術來提高火災報警系統(tǒng)準確率和可靠性[2]。

1 多傳感器信息融合的內(nèi)涵

多傳感器信息融合類似于人類和其他生物系統(tǒng)基本功能。人類通過五官（耳、鼻、口、手、眼）和其他器官，感知聲音、氣味，獲得味覺、觸覺和視覺等信息，借助先驗知識和大腦的關聯(lián)推理，對周圍的環(huán)境和正在發(fā)生的事情做出估計[3]。多傳感器信息融合類似上述人類處理信息的過程，它利用多個傳感器獲得多方面的信息，合理支配和使用，充分發(fā)揮多個傳感器冗余性與互補信息的優(yōu)勢，并依據(jù)一些優(yōu)化準則進行組合，形成對外部環(huán)境或是被測對象特征的一致性解釋和描述[4]。

2 多傳感器信息融合技術在

火災報警系統(tǒng)中的應用

傳統(tǒng)的火災報警系統(tǒng)中由于單一傳感器的環(huán)境適應性和功能局限性，會發(fā)生誤報和漏報的現(xiàn)象。例如，對于感光型的火災探測器，燈光、電焊、高溫體等會對其產(chǎn)生影響，發(fā)生誤報；對于感溫型的探測器，不宜發(fā)現(xiàn)陰燃火，容易發(fā)生漏報；對于感煙型的火災探測器，廚房油煙、水蒸氣可能會使其發(fā)生誤報，而對酒精火又沒有響應容易漏報[9]。我們采用多個傳感器，主要使用3類火災探測器：感煙探測器、感溫探測器、火焰探測器。給每類火災探測器的探測結(jié)果分配相應的概率，然后運用Bayes理論，進行信息的融合，從而獲得最終的判決結(jié)果[10]。

觀察表一中的第1，2組數(shù)據(jù)，不難發(fā)現(xiàn)采用多傳感器信息融合技術，能夠檢測到更多的信息，有效地彌補了單一傳感器功能的局限性，利用智能的融合算法，可以使判決結(jié)果更加明確，有效地提高了對環(huán)境的確認度。同時，多個傳感器一起工作，當某一個傳感器受環(huán)境的影響發(fā)生誤報時，利用多傳感器信息融合技術可以有效地剔除錯誤信息，保留正確的信息。如表1中的第3組數(shù)據(jù)，當感溫探測器發(fā)生誤報時，通過融合感煙探測器、感溫探測器和火焰探測器，最終的判決結(jié)果是沒有發(fā)生火災，正確地反映了環(huán)境信息，有效地克服了單一傳感器的環(huán)境適應性。

3 結(jié) 語

運用多傳感器信息融合技術，合理支配和使用多個傳感器的信息，將傳感器信息進行優(yōu)化融合，克服單一傳感器的環(huán)境適應性和功能局限性，可以降低誤報率和漏報率，提高系統(tǒng)的正確決策能力，有效節(jié)約了社會資源，對火災探測報警具有重要的意義。但是，采用貝葉斯估計的方法，概率的獲取具有一定的難度，還有待進一步的探究和完善。

參考文獻

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