火災報警系統(tǒng)中信息融合技術的分析及應用

1概述

自上世紀八十年代以來，隨著計算機技術的迅速發(fā)展和普及，火災報警技術已經成為一門跨學科的綜合信息處理技術，它以信息論、系統(tǒng)論為理論基礎，涉及到數學、物理、機械、電子、傳感、計算機及數字信號處理、模式識別和人工智能等學科與技術，是一門實用性很強的新興技術。火災報警的根本目的是獲取火災發(fā)生時的相關信息，并進行處理，達到及時準確報警的目的，但在火災發(fā)生的過程中信息多，層次不一，如何對大量信息進行處理和綜合利用是今后火災報警技術需要重點研究的問題。

2火災報警中信息分類和綜合利用

2.1火災報警中信息分類

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

（1）溫度：火災發(fā)生的顯著特點就是溫度的異常變化，由于火災發(fā)生時，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、輻射所構成。前者的光譜形態(tài)可用普朗克輻射定律作近似數學描述，后者的光譜則呈現為帶狀，且為燃燒火焰所特有。它比火焰中其它原子、分子或基團所發(fā)出的線狀或帶狀光譜具有絕對大的輻射強度。以熾熱微粒輻射信號進行火災探測，若充分注意其光譜特征并加以利用，在某種程度上可識別環(huán)境中的相關干擾因素，提高探測的準確性。

　?。?）氣體濃度：在放熱階段，可燃氣體大量釋放，出現伴隨更多的煙霧，但顯然會受到氣體本身的擴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電機狀態(tài)的物理特征來劃分的，這只是對火災中可用信息的一個很粗略分類。對這些信息的再作進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。這些信息從不同側面、不同程度和不同層次反映了火災發(fā)生的情況，如果能充分加以利用，就可以提高報警的準確度和可靠性。

2.2火災報警是一個信息綜合利用的過程

　　在實際過程中往往只是對火災信息中的一種或幾種進行多層次、多角度的分析和觀察，從中提取有關火災的物理特征，比如利用溫度傳感器對火災信息進行特征提取，由于信號類型單一，能夠提供的信息較少，因而很難作出準確的判斷。但如果將火災中的煙霧信號綜合加以考慮，即同時利用感煙傳感器采集火災煙霧信息，那么就能對火災進行相對較準確的判斷。雖然有時利用一種信息可以判斷火災，但在許多的情況下得出的結果并不可靠。因此，在火災報警中應充分利用各種信息，而不應僅局限于一種信息進行特征的提取與識別，因為從火災判斷的角度來看，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于同一對象的多維信息，并加以融合利用，才能對火災進行更準確更可靠的監(jiān)測。