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图像火灾探测、灾害事件监测和CCTV监控三合一解决方案

一. 行业背景

在世界工业化、城市化和信息化进程中，灾害事件一直伴随着这一发展进程，而这些灾害又给人们造成生命和财产的损失，不同灾害种类之间形成的耦合问题，使得减灾防灾难度更大。灾害事件在不同行业中的表现形式各不相同，对于石油化工企业而言，生产工艺装置过热，生产运输过程易燃易爆气体泄漏以及违规操作等都可能进一步发展或耦合出爆炸、火灾或其它类型的灾害事件，而危及人们的生命和财产安全。对于交通隧道而言，违章停车、逆行、出现行人、抛洒物、拥堵等都属于与安全息息相关的安全事件，而火灾则是其中最为危险的灾种。因此所应用的系统能进行极早期探测，发现灾害事件，及时报警，将灾害控制在萌芽状态则意义重大，同时针对灾害耦合的全过程进行有效侦测就成为当今安全系统继续解决的问题。英特威视提出了以视频为核心的智能视频灾害事件侦测、火灾探测和CCTV 监控三合一的新型解决方案，为有效解决防灾减灾问题提供了新思路和新方法。

以公路隧道为例，目前国内使用的火灾探测方法包括：分布式光纤感温探测器、准分布式光纤光栅感温探测器和双波段红外火焰探测器。然而，由于隧道环境的特点，例如隧道内始终保持有一定速度的风流、某些事件早期主要是烟雾而还未产生火焰等等，这些都使得以往基于燃烧的产物，例如温度，传播或辐射到探测器的部位而感知报警的火灾探测系统，存在响应速度较慢的问题，尤其是随着隧道一年四季环境温度的变化，探测器要保持合适的灵敏度也存在一定问题，当然由于风速引起的温度飘移更使得探测器不能给出准确的火灾位置信息；对于火焰探测器而言，隧道中被调制的太阳光、车辆的遮挡，都是非常致命的问题。这些系统还存在不能提供灾害现场可视信息，火灾确认时间长的问题。随着图像火灾探测系统十多年的发展，技术已经达到了可靠、高效应用的水平，而英特威视的AlarmEye^®更是独树一帜，为公路隧道三合一解决方案提供了重要手段，同时解决了隧道火灾自动探测报警、交通事件检测、CCTV监控的功能。

二. 系统框架

三合一整合系统主要由三层网络设备组成，即现场设备层、区域监控管理层和中央监控管理层。现场设备层包括分布智能图像型火灾探测器、分布网络热像感温探测器、事件检测模块以及其它可供整合的常规探测设备或信号采集系统；区域监控管理层主要实现区域灾害事件报警、监控和信息管理；中央监控管理层主要完成通信、流媒体等各类服务和网络监控，形成集中监控、管理和指挥。

通过采用不同的前端，或者增加前端功能，三合一系统即会升级为多合一系统，以交通隧道三合一为例，通常情况下火灾探侧、交通事件检测和CCTV监控是三合一的主体，但此时可以增加分布网络热像感温探测器用于隧道内高温车辆的侦测，系统即增加了一维灾害的侦测能力，那么如果在将环境监测的接入系统便会形成多合一的监控解决方案了。如果再进一步整合消防联动控制和自动灭火系统，或者整合隧道降温系统等，那就成为一套多合一整合的综合减灾防灾的系统。

三. 系统特点与优势

–全球首创的三合一整合解决方案，是交通隧道、工业行业等最具应用价值的整合安全解决方案

–早期发现灾害的根源，早期控制，早期处理

–更简洁，更高效，更经济适用

–基于可见光、红外光等多频图像，实现火灾探测报警，过热、违规操作等灾害事件的侦测和可视化监控，形成灾害的多层防御体系

–一套系统解决传统需要三套或多套系统解决的问题

–多频图像和智能识别算法，大大提升系统的有效性和可靠性

–更早期的灾害事件和火灾侦测报警，大大提高保护生命财产安全的能力

–更准确有效的灾害事件侦测，应对自然或人为灾害的发生

–全可视化系统，令各类灾害一览无遗

–全数字化、网络化系统，共享数据传输、存储处理平台，系统更简捷

四. 系统应用

1)公路隧道解决方案

目前为止，全球范围内，交通隧道中抵御自然或人为灾害的安全设备和设施仍然很不完善。在铁路和公路隧道中，消防安全极具挑战性，因为其特有的隧道环境特征、日益增加的交通流量和尚待发展的安全规范，例如隧道狭长烟气排放困难、不便于救援等。随着社会的发展，交通拥挤程度不断提高，车辆的类型复杂化，新的交通工具不断产生，已建隧道和新建隧道在消防安全系统的设计上均需要创新的方法和技术手段。例如，可靠和早期探测器的隧道火灾探测器可以为隧道管理者提供更早期的警报和火灾部位，赢得更多的时间，从而使应急通风系统及时启动，及时疏散人员，和进行必要的救援。

隧道的消防安全问题是一个复杂的问题，但无论如何，针对隧道内出现的可能导致火灾的异常事件进行及时快速的侦测是绝对必要的，这将影响到隧道内人员的安全和隧道运行管理人员应急预案的采用。有两类事件会很容易演变为对隧道内人员的巨大威胁：

1）火灾（烟雾、火焰），

2）任何可能导致车辆停止损坏的事件，包括撞车、车辆故障、逆向行驶、车辆遗落物品等，这些事件可能导致灾难性的时间，甚至耦合转变为火灾。

三合一解决方案在采用一套系统的基础上解决原先需要三套系统解决的问题，前端AE900视频图像火灾探测器既实现火灾探测和报警信号输出的功能，同时输出视频图像，再后端通过分析服务器进行交通事件检测分析和CCTV监控。当采用先进的AE988三合一图像探测器，系统结构更为简单，所有的分析功能都已在前端探测器完成，输出信号主要为网络数字信号，高清压缩视频信号供后端解码器并上墙，报警图像视频供服务器及监控终端使用。

应用特点：

– 采用AE系列图像火灾探测器或三合一探测器作为前端设备，是国际、国内认证的火灾探测器，探测器同时输出标清或高清图像

– 系统同时实现火灾探侧报警、事件检测报警和CCTV监控三合一功能

– 多种系统架构形式可选，例如AE900模拟传输方式和AE988的网络传输方式，事件分析可有前端探测器分析和后端分析服务器分析不同的模式

– 多种探测器可选，有标清输出、高清输出等多种形式

– 还可整合分布网络热像测温、自动消防灭火等系统，形成功能更加强大的整合解决方案

1) 炼油炼化解决方案

炼油/炼化厂生产所用物料大都具有易燃、易爆、有毒、有害、易腐蚀的特点，且其工艺过程具有高温、高压、自动化程度高、生产连续性强的特点。随着工业化的不断发展，炼油厂的生产规模越来越大，一般都有十几套或几十套装置组成，因此，整体的安全形势较为严峻。

三合一/多合一解决方案意在对炼油厂内的各生产装置、管线、储罐区、仓储区、装卸区、公辅区等区域实现整合可视化、火灾探侧、智能事件检测、监控管理服务等功能，甚至成套温度异常探测系统、多频图像气体探测系统等，以实现灾害事件的预警、早期探测、早期处理、快速反应、远程操控等，进而为生产管理、消防、设备检修、事故处理、应急指挥提供有力技术保障。

随着技术的不断发展，工业过程视频化的进程势必更快，整合安全系统的信息必然更丰富，效能也将大大提高。

应用特点：

– 基于多合一产品和技术支撑，跨行业、多功能，同时解决消防报警、灾害事件侦测、监控管理等

– 更多种类的设备接入，涉及常规火灾报警、周界报警、气体探测等

– 防爆、防腐、防水、防尘工业化产品应用，满足炼油/炼化易爆、高温、高腐蚀应用环境

– 立足于灾害事件的极早期侦测、预警、早期处置，大大降低灾害发生的机率

– 网络化、信息化、视频化、智能化，更高效，也有助于生产管理

2) 油罐区解决方案

随着人类社会的发展，石油及石油产品在生产、生活中的应用越来越广泛，各类油库、加油站日益增多，而油罐是储存散装油料最为重要的设备，油罐储油是当前应用最普遍的一种储油方式。油罐内储存的各种油品一般都具有易挥发、易流失、易燃烧、易爆炸等性质，一旦发生火灾，必将造成重大经济损失，因此其防火安全特别重要。

传统的消防、安防设计方法是：

a) 在所有储油罐浮盘上分别设置感温探测器迚行火灾检测。当温度达到设定值时，设在控制室内和消防泵房值班室的火灾报警系统发出声光报警。

b) 每个油罐上方设红外火焰探测器，当发生火灾时，发出报警信号，经人工确认后，启劢对应的消防设施。

c) 防火堤外设置防爆型手动报警按钮，当现场人员发现火灾时，可按手动火灾报警按钮，经人工确认后，启劢对应的消防设施。

d) 报警信号最终传至中心控制室消防系统，并与火灾报警系统相连，设在控制室、消防值班室以及罐区的火灾报警系统发出声光报警和/或广播。

e) 在中心控制室和消防值班室的消防系统实现声光报警，当收到现场感温探测器、火焰探测器或手动火灾报警按钮发出的报警信号后，立即发出声光报警，提示操作人员。操作人员通过工业电规确认火灾发生后，消防控制系统自动联锁启动消防设施。控制室设消防确认按钮，确保在发生火灾和意外情况时，及时启动消防设施。

f) 罐区工业电视监控系统摄像机主要布设于罐区周边高塔上或周界区域。发生异常时，需要联动摄像机对准事件位置，由于摄像机布置的特点，一般比较难以快速确认事件。

为什么传统的设计方法达不到快速响应、及时报警和联动控制的基本功能要求？主要问题在于：

a) 以往采用的线型感温火灾探测器（包括老式的感温电缆或目前采用的光纤光栅感温探测）响应时间慢，需要火焰足够大，并产生足够的温度。尤其是光纤光栅探测器，存在两方面的问题：第一，每3~6米一个感温光栅，如果火焰最先不出现在光栅所在的位置，响应的不确定性就很大；第二，全同光栅由于制作工艺问题在一段时间之后势必存在中心波长发散，而使探测能力下降，会使之后的探测不确定性更大。另外以往采用的火焰探测器，响应距离有限，对于5万方和10万方罐，探测距离达到60米和100米，根据火焰探测器的平方律关系，距离每增加1倍，响应的火灾规模必须增加4倍，而对于标准火（0.1m2汽油火），一般的火焰探测器一级灵敏度响应距离国产的25米，国际的最进45m，这意味着要比较大的火才能触发报警，国产的火焰探测器在60米处至少需要约0.6MW，国际最好的需要0.4MW。这么大的火则已经非常危险了。