智能视频分析技术在消防领域的应用

智能视频分析技术应用的必要性

大量火灾案例研究结果显示，造成火灾重大危害因素之一就是“时间”，即发现火灾的时间、发出报警的时间、确认火源的时间、实现应急反应过程的时间。绝大部分的工程项目中，视频监控系统与火灾自动报警系统都是共存的，国家现行的各类防火设计规范中也要求“火灾自动报警系统宜与相邻的视频监控系统联动，重要的火灾报警点应同时设置视频监控系统”。用户在现有监控系统基础上，提出了视频监控智能化和自动化需求。

而大空间火灾探测采用智能视频分析技术衍生出的火焰探测、烟雾探测产品，属于非接触式成像型火灾探测设备，具有火灾探测与视频监控双重功能、探测距离远、抗干扰性强、不受空间高度、面积和环境条件的影响，报警准确率高、速度快，真正实现了火灾自动报警系统与视频监控系统联动，解决了大空间迅速发现火灾探测这一难题。

目前智能视频分析技术在消防领域的产品形态统称为图像型火灾探测器，图像型火灾探测器是一种成像型的火灾探测器，兼具了视频监控和火灾探测两种功能，即将视频信号是接入到安防系统，而火灾报警信号是接入到消防系统中的。由于技术成熟程度不同和人为原因，目前业内也有人有把它划分为图像型火焰探测器和图像型烟雾探测器。从20世纪出到现在，采用智能视频火焰探测技术的火灾探测器，已经在大型的场馆(尤其是国家重点工程)、石油化工、烟草等行业得到了广泛的应用，同时也得到了投资方、消防管理部门、政府的认可。采用智能视频烟雾探测技术的火灾探测器，因为还没有相关标准的支持，目前至少作为视频火焰探测技术的辅助功能应用。

目前，就技术而言传统的点式、线型火灾探测器在这些方面基本已经发展到巅峰。随着智能视频火焰、烟雾探测技术的不断发展，图像型火灾探测产品取代点式和线型火灾探测产品是一种必然趋势。

大空间建筑对智能视频分析技术需求

大空间建筑(空间高度在6米以上的建筑)的火灾探测监控是世界各国火灾科学及消防科技工作者关注的课题之一。大空间建筑发生火灾时，尤其是现场存在遮挡和环境干扰的时候，常规的感烟、感温探测器由于火灾燃烧产物在空间传播受空间高度和面积的影响，常常当火灾发展到相当程度，探测器才能感应，现行的火灾探测方法难以正常发挥效用，无法解决灵敏度与可靠性之间的矛盾。大空间火灾探测概括来说主要有以下三方面需求。

1、在一般建筑中广泛使用顶棚安装的感烟和感温型火灾探测器，其高度通常在6米以下，火灾烟气能够很快到达顶棚,并沿顶棚蔓延，而在大空间场所，由于火灾燃烧产物受空间传播、高度和面积的影响，常常在火灾发展到相当的程度,探测器才能感应,难以实现早期火灾报警，无法满足目前的消防火灾预警需求。

2、在环境状况比较恶劣、存在众多干扰情况下(灰尘、电磁干扰、水蒸汽、空调、光干扰、震动等)，现行火灾探测方法难以正常发挥效用,常发生误报现象。

3、在大空间火灾探测中，如果提高火灾探测的灵敏度,则常发生误报现象，降低火灾探测的灵敏度，易发生漏报和报警延误现象,难以解决火灾探测的灵敏度与可靠性之间矛盾。

智能视频火焰和烟雾在消防的应用

智能视频分析技术在消防领域的应用，目前主要是进行火焰与烟雾的探测。大部分厂家的产品，应用方向主要集中在民用建筑室内高大空间的火灾探测，只有一到两家的产品可以同时介入到室外及工业领域的火灾探测。原因在于室内相对室外及工业环境的环境条件影响程度要低的多，尤其是太阳光等各类光源变化强度，对视频进行火灾探测的灵敏度和可靠性影响比较大。如何保证各类环境条件火灾探测较高的灵敏度和可靠性，是智能视频分析技术在消防领域应用必须解决的问题。下面简单介绍一下智能视频火焰与烟雾探测技术的原理及目前在消防领域的应用范围。

1、智能视频火焰探测技术原理，智能视频火焰探测技术采用相机智能控制技术与智能图像处理算法，通过闪烁频率模型、非刚性模型与亮度、色调、边际效应等模型加上动态权值和阈值分割等技术对探测区域内的火焰进行全方位的检测。智能视频火焰探测技术应用范围，如石油天然气、能源化工行业、石油天然气勘探平台、储罐区等重要设备运行场所以及力发电行业、储煤及输煤栈桥区等。

2、智能视频烟雾探测技术原理，智能烟雾检测技术采用相机智能控制技术与智能图像处理算法，通过烟雾运动模型，烟雾色调特征，静态形状特性,边缘模糊特征和模糊分割技术对探测区域内的烟雾进行全方位的检测。智能视频火焰与烟雾探测技术同时使用应用范围，隧道行业、公路隧道;民用高大空间建筑行业、会展中心、体育场馆、机场航站楼、火车站候车大厅、剧院、礼堂、飞机机库及制造装配车间。

智能视频分析在消防领域的应用前景

智能视频分析在消防领域要扩大应用，还要突破以下瓶颈。

首先智能视频分析技术在消防领域的应用，主要是进行火焰与烟雾的探测，以及气体和温度的探测。火焰与烟雾探测的难点是如何解决各种环境条件探测高灵敏度与可靠性的矛盾，而探测气体和温度技术攻关难度相对大些。目前主要是国外有几家厂商推出了这类产品，国内对于这类技术的研究还处于初步研究阶段。

其次，由于整体产品成本高居不下，以及产品品质参差不齐，难以保证客户的使用信心，导致产品销售数量不理想。

标准规范方面，首先消防项目产品要通过国家消防权威认证检测机构认证，其次要相关设计标准规范的支持作为设计院设计依据，最后还需要行业管理部门依据标准规范进行工程项目验收。目前国家只颁布了产品的认证标准(GB15631-2008特种火灾探测器)和施工及验收规范《火灾自动报警施工及验收规范》，相关标准确实，造成各地项目对产品需求不一，这也是智能视频分析技术在消防领域无法规模化原因之一。

不过，随着智能视频分析技术不断发展，成本的降低，标准规范完善，产品种类的不增加，未来智能视频分析技术在消防领域的应用前景不可估量。