關于智慧城市中智能建筑火災報警系統的設計探討

慕明晏 馬照一

【摘要】構建智慧城市是當今社會發展轉型的主流，建筑是城市重要組成部分，建筑智能化也體現在火災自動報警系統上。據有關部門統計，我國火災中建筑火災占80%以上，如何在火災早期火情可控時期及時發現并進行警報處理，是避免火勢蔓延、減小損失的關鍵所在，采取行之有效的火災預警方法將會大大降低重大災害的發生。相對老式火災自動報警設備的不足，結合互聯網+，本文提出基于智能攝像頭的智能建筑火災報警系統，并分析了其可行性和優勢。

【關鍵詞】智能建筑；火災報警；智能攝像頭；互聯網

城市規模不斷擴大，城市人口越來越多，構建智慧城市是實現可持續發展的必要途徑。通過互聯網+，讓建筑智能化就是為了確保建筑物的安全、環保、共享?；谝曨l監控的智能攝像頭對于預防大火、保護生命，提高建筑安全至關重要?；馂膱缶到y中的智能攝像頭能夠實時監測建筑環境變化，對于危險源早期泄露和火災起到及時、高效、精確的災情預警作用。

1、老式火災報警設備

老式火災報警設備一般由感煙式火災探測器和感溫式火災探測器組成，當傳感器感應到周圍環境的溫度和煙霧濃度變化，并達到預設的閾值時才會觸發報警。當環境溫度和煙霧濃度發生劇烈變化時，可能火勢已經達到不可控狀態，老式設備無法在火災早期階段有效檢測到火情，更不能及時將災情通知給相關部門處理。

2、智能建筑火災報警系統

2.1 智能火災報警系統概述

現代社會高樓林立，智能建筑結構更加多元化、復雜化，功能更加智慧化、人性化?；馂碾[患因素也隨之增加，監測難度很大。高層建筑的火災危害性更大，比如：火勢蔓延迅速、人員疏散困難、火情撲救難度大。這就意味著，建筑本身要有“自救能力”，能夠及時監測到可能引發火災的隱患，并且可以自動、高速、準確地將警報信息通知相關人員進行實地查看，采取適當的措施進行撲救，來確保建筑自身的安危和建筑內人員的安全。這正是建筑智能化的體現，也正是智能火災報警系統重要性的體現，對建筑的安全至關重要。

2.2 智能火災報警系統設計

2.2.1智能火災報警系統總構架

系統將老式自動報警設備中的感煙式火災探測器和感溫式火災探測器集成在普通的監控攝像頭上，通過在攝像頭內加入機器學習算法將普通攝像頭智能化，達到自動檢測火災信息，當檢測異常情況時，通過WIFI將報警信息發送到相關人員，同時向監控平臺發出預警信息進行蜂鳴提醒，進行火災撲救，實現自動報警功能。系統整體框圖如下2-1所示。

2.2.2圖像分析檢測火災

火災通常分為初期、發展、猛烈、下降和熄滅五個階段，我們要在初期就要檢出火災及時預警預防火勢發展，也是火災撲救的最好的時機。火災初期產生的熱量和煙霧難以聚集到很高的空間，因而傳感器信號變得十分微弱，無法起到火災預警的作用。但是，這個時候攝像頭的監控畫面可以分辨出明顯的變化，環境某區域的亮度發生了顯著的改變，這個就是圖像處理的檢測重點。

一副火焰圖像可以提取其灰度特征和豐度特征?；叶忍卣鞅硎净鹧娴钠骄鈴?；豐度特征表示火焰所占面積，火焰亮度是最顯著的變化同時也是最快能檢測到特征變化，這樣我們就可以實現快速準確地進行火災判斷，達到高效預警預防火災的作用。

（a）火焰原始圖像（b）火焰灰度圖像（c）灰度直方圖

圖2-2火災檢測效果圖

通過對采集的圖像進行灰度化等操作，判斷圖像灰度值（亮度）是否超過閾值，如果達到閾值則認為存在異常，有火災隱情進行觸發報警?；馂臋z測效果如上圖2-2所示。圖（a）是火焰的原始圖像，圖（b）把原始圖像進行灰度化處理的效果圖，圖（c）用直方圖表示灰度值，統計某種灰度出現的頻率。通過圖像亮度算法計算出圖像的亮度L大于設定的火焰亮度的預設值YL，即判定有火情發生。

2.2.3火災報警功能實現

當發現火情，通過兩種方式進行警報提醒。第一種，通過觸發電信號對監控平臺進行蜂鳴提醒；第二種，通過WIFI接口對相關人員進行一對一提醒，通過互聯網，無論人員在哪，都可以接收到火災預警信息，然后及時趕到現場進行確認并實施撲救措施， 在火災早期進行有效控制避免火勢蔓延造成極大傷害和損失。

結語：

智慧城市智能建筑，對高層建筑來說能夠智能監測火災是為社會造福的基本保證，是為城市服務的根本保障。依托互聯網和智能攝像頭的智能建筑火災報警系統可以有效地監控范圍內的火災情況，并在早期進行自動提醒，實現智能化的要求，系統簡單實用、快捷高效、智能可靠。

參考文獻：

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作者簡介：

慕明晏（1989--），男，漢，遼寧丹東人，助理工程師，碩士，單位：沈陽市建設工程質量檢測中心，研究方向：設計學、建筑學。