視頻分析技術在火災調查中的應用

周游

摘要：火災是十分常見的災害，會造成嚴重后果，而應用視頻分析技術可以提升火災調查效率。基于此，利用分析法等方法對視頻分析技術在火災調查中的應用進行簡要分析，以期為相關研究提供幫助。從分析結果來看，幀頻分析法、特征分析法、光線傳播法等方法都在火災調查中發揮著重要作用，可以為火災調查指明方向、提供證據。為此，應提高對視頻分析技術的重視程度，并通過構建視頻分析系統、靈活應用輔助技術等手段促進視頻分析技術的應用。

關鍵詞：視頻；火災；調查

火災事故的時有發生，對人們的生命財產安全造成了嚴重威脅。在技術水平不斷提升的過程中，視頻分析技術已經成為調查事故原因、追究事故責任的關鍵手段，為此應通過有效手段充分發揮視頻分析技術在火災調查中的作用。

1 視頻分析技術與火災概述

1.1? 視頻分析技術

視頻分析技術指的是利用計算機圖像視覺分析技術對視頻場景當中的背景與目標進行分析[1]。視頻分析技術屬于人工智能與仿生學的分支，融合了模式識別技術、圖形學等多種先進技術，可以在監控圖像與圖像描述之間構建完善的映射關系，也可以對運動目標的行為進行追蹤分析。

視頻分析技術具有三個特點：第一，動態性。視頻分析技術可以動態性展現火災事故的發生過程，增強火災調查的準確性。第二，真實性。與傳統的火災調查方式相比，視頻分析技術可以有效保障調查數據的真實性，并克服主觀因素對火災調查的影響。第三，簡單性。視頻資料的處理難度較小，可以直接通過快放、慢放、倒放等操作進行處理。

1.2? 火災

火災指的是在時間或空間上失去控制的燃燒所造成的災害，是最經常發生的災害之一，會對人們的生命財產安全造成嚴重威脅。根據可燃物的類型與燃燒特性可以將火災分為A、B、C、D、E、F六種類型，其中A類火災指的是固體物質火災，主要是由有機物質燃燒引起的；B類火災指的是液體或可熔化固體物質火災，一般是由乙醇、瀝青等材料引起的；C類火災指的是氣體火災，多由甲烷、天然氣引起；D類火災為金屬火災；E類火災為帶電火災；F類火災指的是烹飪物火災[2]。根據火災的嚴重程度可以將火災分為特別重大火災、重大火災、較大火災以及一般火災等類型。

2 在火災調查中應用視頻分析技術的意義

2.1? 有利于提高火災調查效率與質量

應用視頻分析技術可以為火災調查提供新的思路與手段，繼而提高火災調查的效率與質量。之前大多數調查人員都是通過現場勘察、詢問等手段分析火災的原因，可能會出現分析結果錯誤等問題。而應用視頻分析技術可以在節省資源的同時還原火災事故現場，增強火災調查的準確性。

2.2? 有利于完善相關證據

部分火災事故缺乏人證、物證，而應用視頻分析技術可以為火災調查提供相關證據，因此需要提高對視頻分析技術的重視程度。視頻分析技術是以監控視頻為基礎的，監控視頻當中含有諸多信息，例如起火位置、火勢蔓延情況，可以為調查人員提供火災現場的第一手資料[3]。同時，調查人員也可以利用專業設備錄制火災現場的情況，為火災調查提供支持。

2.3? 有利于加大技術支撐力度

火災調查的專業性與復雜性較強，傳統的調查技術無法滿足實際需求。而在技術水平不斷提升的過程中，無論是信息系統還是數據庫系統都在不斷完善，可以為視頻分析技術的應用提供支持，繼而提高火災調查的效率與質量。應用視頻分析技術與信息系統可以為火災調查提供更多的資料，例如調查人員可以利用網絡技術查詢火災事故的相關參數，并根據這些參數進行視頻分析，為火災調查提供技術支持。

3 視頻分析技術在火災調查中的應用

3.1? 幀頻分析法的應用

幀頻指的是每秒鐘顯示或放映的幀或圖像的數量，多被應用在電視、電影以及視頻的同步音頻與圖像當中。視頻幀頻的標準性較強，所以每一秒都可以從視頻中提取標準數量的畫面，例如24幀畫面、25幀畫面或30幀畫面等。利用幀頻分析法可以調查火災的發生過程與原因，多被應用在火災爆炸現場、火源移動現場、縱火現場以及起火物質發展現場等。在火災調查中應用幀頻分析法可以將肉眼捕捉不到的畫面轉變為幀頻畫面，調查人員就可以利用幀頻畫面進行細節分析與處理，從而掌握火災的發生原因[4]。

例如，2009年9月30日東莞市某酒店的廚房發生了燃油泄漏爆炸事故，該廚房當中的監控設備詳細記錄了火災發生的全過程，所以火災調查人員利用幀頻分析法對火災視頻進行了細節分析，明確起火源頭為地面上的明火爐具。從實際情況來看，此次火災的發展速度較快，在1s之內就燃起了大火，如果不利用幀頻分析法便無法明確起火源的具體位置。

3.2? 特征分析法的應用

特征分析法指的是根據火災的特點進行火災調查與分析。不同類型的火災產生的煙霧以及光照強度不同，且不同類型火災涉及的燃燒物不同，所以可以將火災劃分為陰燃、明火、液體流淌以及氣體爆炸等類型。其中陰燃指的是沒有明顯燃燒現象的火災，主要是由紙張、纖維素板、多孔熱固性塑板等物質引起的。而氣體爆炸指的是煤氣爆炸、天然氣爆炸引起的爆炸類火災。調查人員可以根據起火場所中監控視頻所拍攝的光照強度、煙霧流動速度等特征分析引起火災的物品，從而明確起火原因。

例如，2014年3月某工廠突然發生火災，且在極短的時間內燒毀了卷簾門，整個空間都充滿了火焰，最終依據視頻進行特征分析發現這場火災是由可燃氣體爆炸造成的。某工廠內部產生了大量的煙霧，且火光強度較大，產生了不完全燃燒物，這就屬于明火。此外，某工廠的火災蔓延速度非常快，旁邊的人根本來不及躲避，且上方沒有出現火災蔓延的情況，這就屬于液體流淌燃燒。

3.3? 光線傳播法的應用

在客觀條件等因素的限制下，大多數火災現場的監控設備并不能覆蓋所有的火災區域，也不能記錄火災的全過程。所以調查人員獲取的監控視頻可能是偏離起火位置的視頻或火災片段視頻。為此，調查人員就需要利用光線傳播法進行火災調查。從幾何光學的角度來看，光線是以直線傳播為基礎的，且光線的方向與光能的傳播方向一致[5]。同時，光傳播過程中會出現折射、反射等情況。所以調查人員可以根據火災初期時火焰的光線傳播方向以及強度變化情況判斷起火點的大概方向，之后再通過勘察等方式明確起火位置。且調查人員可以根據火光的反射情況以及折射情況分析火勢蔓延情況。

例如，2015年4月某車間出現火災，影響到了旁邊的倉庫，且倉庫當中的物品較多，所以倉庫的燃燒情況更嚴重，損失也更大。但是只有該車間的門口有監控設備，且該監控設備并沒有拍攝到起火過程，所以調查人員就利用光線傳播法分析了火源的光線傳播情況，判斷了起火位置。

3.4? 邏輯思維辯證法的應用

能夠引發火災的因素有很多，視頻中也存在有價值信息和無價值信息，因此在進行火災調查時調查人員應根據自身經驗提取有價值的監控視頻并分析出重要線索。在這一過程中調查人員需要靈活應用邏輯思維辯證法，將雜亂無章或看似沒有關系的視頻畫面放置在一起，并對視頻中的人員、物品、光線等各個方面進行綜合分析，從而明確火災原因。

例如，2013年5月廣東省某作坊出現了十分嚴重的火災事故，造成了多人死亡。在現場勘驗中發現起火位置在該作坊一樓樓梯口周圍，起火物質是該作坊生產原材料（海綿原材料）。經過調查分析發現該起火現場不存在電氣故障問題、用火不慎問題，但不能排除外來火源等因素。在沒有目擊證人的情況下，調查人員對視頻錄像進行了綜合分析。通過錄像發現，在起火的前2 h內有一個小女孩在作坊門口玩耍，且手中一直拿著類似于打火機的物品。之后調查人員就利用邏輯思維辯證法將視頻內容與現場勘察結果進行結合，并根據這些線索進行排查，最終發現就是由小女孩手中的打火機引起的火災。

4 優化視頻分析技術應用效果的策略

4.1? 構建視頻分析系統

視頻分析系統在火災調查中發揮著重要作用，因此調查人員需要利用先進的技術手段構建智能化視頻分析系統，利用分析系統對目標對象進行分類識別與行為分析，從而為火災調查提供助力。在構建視頻分析系統時應完善系統功能，確保系統具有數據采集、數據分析、視頻分析與處理等功能。第一，數據采集與分析功能。視頻分析系統的數據采集與分析功能可以通過云平臺以及監控設備采集火災視頻圖像，并利用交換機、視頻服務器對視頻信號進行轉換與編碼，通過終端存儲和顯示視頻信息[6]。第二，視頻分析與處理功能。視頻分析與處理功能可以從監控視頻當中獲取預設目標，根據目標特點對其進行分類處理。同時，可以根據分析功能對目標對象的行為與動作進行分析，判斷其行為是否與火災有關。例如，在火災調查過程中應用智能分析功能可以自動提取火光的亮度、顏色、面積以及火焰的運動特征等參數，從而充分了解火災特點。第三，實時監控功能。調查人員可以利用該功能隨時查看火災視頻畫面。第四，遠程控制功能。調查人員可以利用軟件對火災現場的監控設備進行遠程控制，例如進行鏡頭調整、云臺控制等。第五，視頻存儲功能。調查人員可以利用該功能存儲視頻圖像。

4.2? 靈活應用輔助技術

在火災調查過程中，調查人員不僅需要應用視頻分析技術，也需要應用數字影像等輔助技術，為視頻分析技術的應用提供助力。第一，數字影像技術。若火災現場沒有監控設備或監控設備處于較為偏僻的位置，就會影響到視頻分析技術的應用。而利用數字影像技術可以詳細記錄火災現場的情況，全面捕捉火災蔓延的痕跡，從而再現火災過程。例如，調查人員可以利用攝像頭或紅外照相機拍攝火災蔓延的情況，之后將拍攝錄像上傳至計算機系統中，利用視頻分析技術分析火災畫面，從而分析引起火災的原因。第二，計算機火災模擬技術。在火災調查過程中應用視頻分析技術可以對火災進行全面評估與調查，應用計算機模擬技術可以對火災環境條件進行全面模擬，例如對建筑構件的材料以及消防設備進行全面模擬，這樣不僅可以進行技術鑒定，也可以進行模擬實驗，從而為火災調查提供依據。在應用計算機模擬技術時，技術人員可以利用火災傳播知識、燃氣動力學等知識構建應變數字模型，從而再現火災現場，為視頻分析技術的應用提供支持。第三，現代計算機技術。調查人員可以利用現代計算機技術繪制火災現場圖，準確反映火災現場的位置以及周邊環境，促進視頻分析技術的應用。例如，調查人員可以利用3D Max技術繪制火災現場的三維立體圖像[7]。

4.3? 積極引進分析設備

火災現場的環境較為惡劣，其中煙霧、高溫等因素會對現場的監控設備造成影響，繼而導致監控視頻的清晰度不符合要求。部分火災現場的監控設備存在一些問題，例如質量差、存在故障等，也會影響到火災視頻的質量。在這種情況下，調查人員無法獲取清晰的火災視頻，更無法靈活應用視頻分析技術。為此，應積極引進視頻分析設備，全面記錄火災發生過程，提升視頻信息的參考價值。例如，可以引進無人機等空中拍攝設備，從而避免火災對設備造成影響，增強視頻信息的全面性；引進移動攝像頭、紅外攝像機等設備；引進先進的視頻分析設備，提高分析質量。

4.4? 提高調查人員的視頻分析能力

調查人員的視頻分析能力不僅會影響到視頻分析技術的應用，也會影響火災調查結果，因此應提高調查人員的視頻分析能力。第一，可以聘請經驗豐富的專家，打造火災調查專家隊伍，由專家隊伍帶領調查人員進行視頻分析與火災調查。第二，應加大對調查人員的培訓力度，讓調查人員充分了解如何應用監控視頻、如何提取有價值的視頻畫面，從而為火災調查提供相應的證據。

4.5? 增強視頻采集與應用的規范性

從實際情況來看，大多數調查人員都不是特別了解視頻的特點與采集方式，所以出現了采集不規范、錯過采集時間、介質保存不當等問題。為此，應制定統一的視頻采集與應用標準，讓調查人員嚴格按照相關標準進行視頻采集與應用。同時，應完善視頻分析制度，利用規章制度約束調查人員的行為，避免出現人為破壞等問題。

4.6? 提升視頻分析的思維深度

監控視頻記錄了火災的發展過程，其中部分畫面具有隱性等特點，需要深入挖掘、反復觀察與思考。因此，在利用視頻分析技術進行火災調查時應加深視頻分析的深度。調查人員應不斷研究視頻內容，增強自身的敏銳性，將視頻圖像與現場勘察結果、人員信息、物證信息以及車輛信息結合起來，突破傳統思維的限制。

5 結語

火災是生活當中十分常見的災害，不僅會影響到人們的生命財產安全，也會影響社會穩定，只有做好事故調查工作才能夠減少火災的發生。火災調查的難度相對較大，傳統的調查技術無法滿足調查需求。而視頻分析技術這種新興技術可以為火災調查提供支持，因此需要靈活應用幀頻分析法、特征分析法等分析技術，并構建視頻分析系統、提高調查人員的視頻分析能力，從而提高火災調查質量。

參考文獻：

[1]盧京明.視頻分析技術在火災事故調查中的應用[J].消防界（電子版），2021，7（21）：49+51.

[2]閆家偉，張苗，宋文華.智能視頻分析技術在火災防控中的應用[J].南開大學學報（自然科學版），2021，54（3）：108-112.

[3]單祎.論視頻分析技術在火災事故調查中的作用[J].科技資訊，2021，19（17）：10-12.

[4]譚佳松.視頻分析技術在一起火災復核案件中的應用[C]//.2020中國消防協會科學技術年會論文集，2020：908-913.

[5]陳軼毅.視頻分析技術在鋼鐵生產企業火災隱患檢測中的應用[J].無線互聯科技，2019，16（17）：145-146.

[6]武少波.視頻分析技術在一起庫房火災事故調查中的應用[J].門窗，2019（12）：291+294.

[7]王冠宇，董雷，楊玥.光纖光柵測溫結合視頻分析在公路隧道火災監測中的應用[J].交通科技，2017（1）：112-114+118.

Application of video analysis technology in fire investigation

Zhou You

（Fushun Municipal Fire and Rescue Brigade， Liaoning Fushun 113000）

Abstract： Fire is a very common disaster with serious consequences， and the application of video analysis technology can improve the efficiency of fire investigation. Based on this， the application of video analysis technology in fire investigation is briefly analyzed by using analysis methods and other methods， hoping to provide help for related research. From the analysis results， frame rate analysis method， characteristic analysis method， ray propagation method and other methods all play an important role in fire investigation， which can point out the direction and provide evidence for fire investigation. To this end， we should pay more attention to video analysis technology， and promote the application of video analysis technology by building video analysis systems and flexible application of auxiliary technologies.

Keywords： video; fire; investigation