火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)中信息融合技術(shù)的分析及應(yīng)用

1概述

自上世紀(jì)八十年代以來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展和普及，火災(zāi)報(bào)警技術(shù)已經(jīng)成為一門跨學(xué)科的綜合信息處理技術(shù)，它以信息論、系統(tǒng)論為理論基礎(chǔ)，涉及到數(shù)學(xué)、物理、機(jī)械、電子、傳感、計(jì)算機(jī)及數(shù)字信號(hào)處理、模式識(shí)別和人工智能等學(xué)科與技術(shù)，是一門實(shí)用性很強(qiáng)的新興技術(shù)。火災(zāi)報(bào)警的根本目的是獲取火災(zāi)發(fā)生時(shí)的相關(guān)信息，并進(jìn)行處理，達(dá)到及時(shí)準(zhǔn)確報(bào)警的目的，但在火災(zāi)發(fā)生的過程中信息多，層次不一，如何對(duì)大量信息進(jìn)行處理和綜合利用是今后火災(zāi)報(bào)警技術(shù)需要重點(diǎn)研究的問題。

2火災(zāi)報(bào)警中信息分類和綜合利用

2.1火災(zāi)報(bào)警中信息分類

在火災(zāi)發(fā)生的過程中，可以利用的信息很多，下面對(duì)這些信息進(jìn)行簡單歸類[1，2]。

（1）溫度：火災(zāi)發(fā)生的顯著特點(diǎn)就是溫度的異常變化，由于火災(zāi)發(fā)生時(shí)，釋放大量的光和熱，使周圍的環(huán)境溫度急劇升高。

　?。?）火焰光譜：它主要由熾熱微粒的光譜輻射和燃燒氣體（主要是CO和CO2）的特征、輻射所構(gòu)成。前者的光譜形態(tài)可用普朗克輻射定律作近似數(shù)學(xué)描述，后者的光譜則呈現(xiàn)為帶狀，且為燃燒火焰所特有。它比火焰中其它原子、分子或基團(tuán)所發(fā)出的線狀或帶狀光譜具有絕對(duì)大的輻射強(qiáng)度。以熾熱微粒輻射信號(hào)進(jìn)行火災(zāi)探測，若充分注意其光譜特征并加以利用，在某種程度上可識(shí)別環(huán)境中的相關(guān)干擾因素，提高探測的準(zhǔn)確性。

　?。?）氣體濃度：在放熱階段，可燃?xì)怏w大量釋放，出現(xiàn)伴隨更多的煙霧，但顯然會(huì)受到氣體本身的擴(kuò)散速率及氣體周圍環(huán)境狀態(tài)的影響。

　?。?）其它信息：如燃燒音、火焰能量輻射、濕度等。

　　以上幾種信息是根據(jù)電機(jī)狀態(tài)的物理特征來劃分的，這只是對(duì)火災(zāi)中可用信息的一個(gè)很粗略分類。對(duì)這些信息的再作進(jìn)一步處理之后還可以形成描述信息（如煙霧濃度的大、中、?。?、邏輯型信息（溫度高1、低0）等類型。這些信息從不同側(cè)面、不同程度和不同層次反映了火災(zāi)發(fā)生的情況，如果能充分加以利用，就可以提高報(bào)警的準(zhǔn)確度和可靠性。

2.2火災(zāi)報(bào)警是一個(gè)信息綜合利用的過程

　　在實(shí)際過程中往往只是對(duì)火災(zāi)信息中的一種或幾種進(jìn)行多層次、多角度的分析和觀察，從中提取有關(guān)火災(zāi)的物理特征，比如利用溫度傳感器對(duì)火災(zāi)信息進(jìn)行特征提取，由于信號(hào)類型單一，能夠提供的信息較少，因而很難作出準(zhǔn)確的判斷。但如果將火災(zāi)中的煙霧信號(hào)綜合加以考慮，即同時(shí)利用感煙傳感器采集火災(zāi)煙霧信息，那么就能對(duì)火災(zāi)進(jìn)行相對(duì)較準(zhǔn)確的判斷。雖然有時(shí)利用一種信息可以判斷火災(zāi)，但在許多的情況下得出的結(jié)果并不可靠。因此，在火災(zāi)報(bào)警中應(yīng)充分利用各種信息，而不應(yīng)僅局限于一種信息進(jìn)行特征的提取與識(shí)別，因?yàn)閺幕馂?zāi)判斷的角度來看，任何一種信息都是模糊的、不精確的。任何一種診斷對(duì)象，單用一方面信息來反映其狀態(tài)行為都是不完整的，只有從多方面獲得關(guān)于同一對(duì)象的多維信息，并加以融合利用，才能對(duì)火災(zāi)進(jìn)行更準(zhǔn)確更可靠的監(jiān)測。