可视化图像火灾报警系统在成品油库项目中的应用

摘要：成品油库是收发和储存汽油、柴油和乙醇等轻质油品的仓库或设施。所储存的油品，属于易燃或可燃液体，这些物质所挥发的蒸气与空气混合会形成爆炸性混合气体，如遇有足够的能量点火源，就会引起会爆炸。因此研究可视化图像火灾报警系统监控及与消防炮进行联动，有效的预防油库火灾，对油库的安全十分必要。

关键词：信号采集；传输网络；显示控制

【分类号】：TU892；TE88

1 系统概述

可视化图像型火灾探测器，使用红外和彩色图像火焰探测技术的复合火焰探测器，通过分析火源的频闪、纹理、色谱稳定性等特性，能准确及时地确定早期火灾的发生位置。前端火灾探测部分的功能是用于监控被保护现场，一旦出现火情能快速感知，通过传输线向中心控制室发送火灾信号。

当火灾探测器发现现场火情后，火灾信息传输至监控中心，等待操作人员确认后，通过无源触点（常开）信号给出并启动相应的灭火设施，将报警信号上传给库区消防控制系统，由库区消防控制系统发出1个允许消防炮控制系统启动的信号。消防炮系统接收到该启动信号后发出声光提示，并利用图像火灾定位器，对准着火点，工作人员在中心控制室远程操作消防炮进行冷却或扑救。

系统功能要求所提供的火灾信息中不仅仅包含了着火点位置信息，也要包含着火点大小信息，为消防炮准确锁定着火点提供了重要的火情信息。

2 系统组成及主要技术要求

可视化图像火灾报警系统，采用视频图像信号进行智能分析，将火灾早期探测和灾害事件（违规操作、侵入、偷盗、纵火等）智能侦测功能结合起来，并可以方便地与常规火灾报警及联动控制系统或自动灭火系统兼容连接。

2.1现场火灾探测控制部分

2.1.1视频火焰探测器

用于现场发现并识别火焰，通过分析火焰的色谱、频闪等特性，准确及时地确定早期火灾的发生位置。现场一旦出现火情，能快速感知，并记录着火点位置信息，着火点大小。

2.1.2防爆视频火焰探测器主要特性

1）图像解析度 704×576；2）视频探测角度：水平张角53度，垂直张角46度；3）可视距离达70m；4）具有火焰探测功能；5）火焰响应时间：

2.1.3图像火灾定位器

图像火灾定位器是一种轻巧的特种摄像机，该定位器要求安装在消防炮炮前，一方面在图像定位时提供定位图像信息，另一方面实时回传图像以及提供OSD信息。图像火灾定位器可以让远程操作人员实时地以第一人称视角了解现场情况，在图像上叠加的OSD信息让操作人员不必观察其他信息而直观地了解消防炮运动的姿态和瞄准的位置。

2.2远程监控系统

远程监控系统设在控制室内，是一个外观为中心控制柜式的控制台，中心控制柜部分装有监视器、火灾监控管理主机、消防炮集中控制盘、视频处理设备、硬盘录像机等。为了从中心控制室对被保护现场所发生状况进行观察以采取有效控制措施，并通过消防集中控制盘对消防炮进行远程控制，将现场的图像信号利用光缆传输至中心控制室。远程监控系统主要实现监控现场的设备运行管理、火灾信息提取、火灾报警、火灾现场图像监控等功能。

对于确认为真实火情的信息，由信息处理主机驱动相关位置消防炮锁定着火点；主机可自动启动消防炮、电磁阀等设备进行喷水灭火。自动显示对应报警区域的现场图像，并自动启动硬盘录像机进行记录。通过联动控制器启动消防联动设备，自动声光报警。当有需要时可在现场利用消防炮现场控制箱内的手动操作盘对消防炮进行控制。

中心控制柜部分装有监视器、火灾监控管理主机、消防炮集中控制盘、视频处理设备、硬盘录像机等。

3视频火焰探测器设计

视频火焰探测器一方面能快速探测火焰并将报警信息传输到中心控制室，另一方面可以将现场图像传输至中心控制室。

对于报警信号，由消防炮图像报警信息集控器采集并存储报警。可以由报警联动控制器将报警信号发送给库区已有消防控制系统，由值班人员确认后由油库总的消防控制系统给智能炮操作系统1个干触电信号用于启动自动消防炮，实现火灾报警信息的集中联动。

对于视频信号，在中心控制室采用网络视频服务器或网络硬盘录像机将视频转换为兼容TCP/IP协议的视频图像H.264编码流。提供消防炮视频显示的二次开发包以用于系统集成，通过TCP/IP协议，利用RJ45接口与库内现有的信息化系统相联，方便集成商完成图像数据的系统集成。

4 工程应用案例

中国石油山东销售公司烟台油库新建工程安装可视化图像火灾报警系统，并与消防炮配套使用。

4.1工程概况及系统功能

本系统主要功能为正常情况下对罐区阀门、管线进行实时监控、保护。在罐区安装视频火焰探测器及消防炮若干。视频火焰探测器一方面能快速探测火焰并将报警信息传输到中心控制室，另一方面可以将现场图像传输至中心控制室。视频火焰探测器图像不接入安防系统，单独显示，可兼做安防摄像机进行使用。

本系统辅助功能为与消防炮联动，应急时可作为罐体泡沫灭火系统和冷却水系统的补充和完善，正常灭火情况下不与泡沫灭火系统和冷却水系统同时启动，只有当泡沫灭火系统和冷却水系统失效后，可远程手动操作启动消防炮对罐体进行冷却、灭火保护。

4.2系统方案实施

（1）前端罐区内设置视频火焰探测器。图像火灾探测系统对保护区域的影像进行采集，利用计算机人工智能技术识别出火灾空间坐标位置。

（2）消防炮上设置图像定位器。

（3）视频火焰探测器与图像定位器同消防炮整体安装。

（4）通过设置在现场前端的控制柜，将信号通过光缆传输至中控室中心控制柜中心，控制中心能够通过网络控制现场所有的消防炮，中心控制系统要求采用基于WINDOWS的图形化界面设计，中心控制室值班人员所有的控制动作和控制时间能够被记录下来，以备未来翻查。

图像系统统一采用H.264高清压缩编解码算法，并提供远程网络开发的二次开发包。

4.3 设备安装

4.3.1视频火焰探测器

视频火焰探测器可单独立杆安装，也可安装在消防炮上。工程设计将视频火焰探测器安装在消防炮上，方便且不用单独立杆安装，并可利用消防炮的旋转而进行视频监控。

4.3.2 图像火灾定位器

图像火灾定位器与消防炮整体安装。

4.3.3消防炮

消防炮在罐区内或罐区外适当位置安装，独立基础。

5系统优势

5.1、利用图像分析技术探测火焰，并采用计算机人工智能技术识别出火灾空间坐标位置，火灾发现及时。

5.2、采用了具有视频智能分析的视频火焰探测器，可以辅助安保人员快速对险情定位，在图像上有OSD标识，防止安保人员在大量的图像信息中无法快速寻找到需要的图像信息。

5.3、系统提供的空间坐标转换为消防炮的瞄准运动坐标，并控制消防炮喷射灭火剂完成消防作业。网络化远程操作消防炮，扑救及时且准确。

5.4、定点精确喷射，节约灭火剂；且可根据现场特点选择合适的灭火剂，扑灭流淌火。

5.5、消防炮系统可以与喷淋和泡沫系统进行联动，解决喷淋和泡沫系统不能处理的消防盲区。同时解决传统安保摄像机“只能看”而不能处置现场突发事件的问题。

5.6、施救人员远离火场，相对安全。

5.7、远程可视化控制，可根据火场特点迅速调整灭火策略。

5.8、利用防爆型火焰探测器的虚拟周界功能，可以解决普通红外周界在管线阀门区域无法安装的问题，提高了系统的安保质量。