隨著數(shù)字信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，視頻火災(zāi)探測(cè)技術(shù)成為近幾年發(fā)展起來(lái)的一種新興技術(shù)；智能建筑的系統(tǒng)集成軟件的功能日趨強(qiáng)大，使相關(guān)子系統(tǒng)之間的設(shè)備互聯(lián)互動(dòng)，充分發(fā)揮系統(tǒng)硬件設(shè)備的功效，使得消防與安防在系統(tǒng)技術(shù)上出現(xiàn)了融合的趨勢(shì)。

引言
    火災(zāi)報(bào)警和消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)消防系統(tǒng)）因其所應(yīng)對(duì)的是涉及生命安全和財(cái)產(chǎn)安全的突發(fā)災(zāi)難事件，而且通常會(huì)對(duì)社會(huì)造成嚴(yán)重影響，所以一直以來(lái)該系統(tǒng)在建筑物其它系統(tǒng)中顯得“特立獨(dú)行”。消防系統(tǒng)的探測(cè)點(diǎn)覆蓋了建筑物的各個(gè)角落，在發(fā)生火災(zāi)的緊急狀態(tài)下，建筑內(nèi)的門(mén)窗、供水、通風(fēng)空調(diào)、防煙排煙、電梯、廣播、照明、動(dòng)力等建筑命脈全部納入消防系統(tǒng)的掌控中，系統(tǒng)有著強(qiáng)大的聯(lián)動(dòng)控制功能。就控制規(guī)模來(lái)講消防與樓宇自控系統(tǒng)基本一致，消防子系統(tǒng)與樓控子系統(tǒng)之間有著密切的關(guān)聯(lián)。近年來(lái)在全球防恐的大氣候下，視頻安全監(jiān)控系統(tǒng)不僅再是防偷盜，而是日益成為建設(shè)平安城市的有力工具。在保障生命與財(cái)產(chǎn)安全、保障公共安全方面，消防與安防有了理念的融合。消防系統(tǒng)、樓控系統(tǒng)和安防系統(tǒng)成為智能建筑的重要的三大系統(tǒng)。

    數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的發(fā)展，使智能建筑的各個(gè)系統(tǒng)與新興技術(shù)的融合成為自身發(fā)展的生命力。技術(shù)融合的邊界在無(wú)限地延伸。數(shù)字視頻監(jiān)控技術(shù)為火災(zāi)探測(cè)領(lǐng)域的研究開(kāi)拓了新視角，視頻火災(zāi)探測(cè)技術(shù)成為近幾年發(fā)展起來(lái)的一種新興技術(shù)；在智能建筑系統(tǒng)集成應(yīng)用軟件搭建的平臺(tái)上，以往自成體系、獨(dú)立運(yùn)行、互不相關(guān)的消防系統(tǒng)與安防系統(tǒng)有了關(guān)聯(lián)和對(duì)話(huà)，同樣為了捍衛(wèi)建筑空間的安全，如今消防和安防在系統(tǒng)技術(shù)上出現(xiàn)了融合的趨勢(shì)。

一、 圖像型火災(zāi)探測(cè)技術(shù)
    基于圖像處理的火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)是一種以計(jì)算機(jī)為核心，結(jié)合光電技術(shù)和數(shù)字圖像處理技術(shù)而研制的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。它利用攝像頭對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)視，對(duì)攝取的視頻信號(hào)由圖像采集卡捕捉為數(shù)字圖像并輸入計(jì)算機(jī)，根據(jù)圖像特征進(jìn)行處理和分析，從而達(dá)到探測(cè)火災(zāi)的目的。

    數(shù)字圖像處理部分的軟件，即火災(zāi)判別算法是其核心內(nèi)容，目前主要有火焰識(shí)別算法和煙霧識(shí)別算法。視頻火災(zāi)探測(cè)技術(shù)已成為火災(zāi)探測(cè)領(lǐng)域一個(gè)新的研究熱點(diǎn)。

1. 數(shù)字視頻感煙探測(cè)（DVSD）
    DVSD技術(shù)與人通過(guò)視覺(jué)探測(cè)煙的方法一樣，通過(guò)攝像機(jī)對(duì)指定區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測(cè)，利用煙的視覺(jué)特征：煙霧的體積分?jǐn)?shù)、擴(kuò)散、運(yùn)動(dòng)方式、邊緣特性等判別出煙，將信號(hào)發(fā)送到中央處理器（CPU）。DVSD軟件尋找與“熱”煙氣的運(yùn)動(dòng)相一致的獨(dú)特電信號(hào)模式。一旦識(shí)別出該信號(hào)，CPU就會(huì)進(jìn)入報(bào)警狀態(tài)，為專(zhuān)職人員在監(jiān)視器上指示出煙的位置。DVSD軟件能在煙和水汽、霧或其它蒸汽之間區(qū)分出煙，并只對(duì)煙報(bào)警。

    這與CCTV在安防中的工作原理一樣，只是DVSD軟件是專(zhuān)門(mén)用于識(shí)別火災(zāi)煙氣的計(jì)算軟件。DVSD軟件還提供了圖形增強(qiáng)模式，能在攝像機(jī)視野范圍內(nèi)用框圖顯示多個(gè)區(qū)域。每一個(gè)區(qū)域都能作為一個(gè)獨(dú)立的報(bào)警發(fā)生部位來(lái)記錄。這些圖形不僅能識(shí)別出煙，還能顯示出煙的所在位置。DVSD傳遞的圖像和信息還可以向消防隊(duì)員進(jìn)入事故現(xiàn)場(chǎng)前提供詳細(xì)的信息，提高了應(yīng)對(duì)危機(jī)的能力。[nextpage]

    系統(tǒng)具有視頻信號(hào)輸入，輸出為圖形報(bào)警和I/O模塊接口，用于后續(xù)報(bào)警聯(lián)動(dòng)。系統(tǒng)采用TCP/IP協(xié)議連接火災(zāi)報(bào)警控制器、安防系統(tǒng)或建筑自動(dòng)化系統(tǒng)。

    目前在歐洲已將該系統(tǒng)應(yīng)用于發(fā)電廠(chǎng)、公路隧道、購(gòu)物中心、機(jī)庫(kù)、體育館等場(chǎng)所。美國(guó)消防協(xié)會(huì)（NFPA）已經(jīng)考慮將DVSD技術(shù)提議為國(guó)家火災(zāi)報(bào)警規(guī)范（NFPA72）認(rèn)可的感煙探測(cè)方法。

    DVSD系統(tǒng)使用普遍安裝的數(shù)字視頻，而無(wú)需在感煙探測(cè)系統(tǒng)中安裝新的視頻設(shè)備，攝像機(jī)可以在消防與安防系統(tǒng)中履行雙重職責(zé)，在DVSD系統(tǒng)中的圖像即可用于安全防范，也可用于生命安全，有助于降低系統(tǒng)的成本。

2. 圖像型火焰探測(cè)
    雙波段火災(zāi)探測(cè)器（LIAN-DC）具有火焰探測(cè)功能，它由紅外CCD攝像機(jī)和彩色CCD攝像機(jī)組成，可以將采集到的紅外 / 彩色視頻圖像信號(hào)傳送給信息處理主機(jī)。火焰識(shí)別算法以處理連續(xù)視頻圖形為基礎(chǔ)，以此提取視頻圖形中的特征信息。特征信息主要包括火焰的顏色、運(yùn)動(dòng)方式、增長(zhǎng)方式、溫度分布、溫度梯度、頻閃特性等。

    該系統(tǒng)使火災(zāi)探測(cè)和圖像監(jiān)控得到有機(jī)結(jié)合。由于每一個(gè)探測(cè)器采用兩個(gè)攝像機(jī)進(jìn)行探測(cè)，在探測(cè)的同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)著火點(diǎn)的定位，信號(hào)通過(guò)主機(jī)處理后可控制自動(dòng)消防水炮進(jìn)行滅火。根據(jù)不同場(chǎng)所需要，可編程設(shè)定報(bào)警靈敏度。

    該系統(tǒng)目前在國(guó)內(nèi)較多用于體育館這類(lèi)視野開(kāi)闊、無(wú)遮擋的場(chǎng)所。

3. 傳統(tǒng)火災(zāi)探測(cè)與視頻系統(tǒng)結(jié)合
    設(shè)在現(xiàn)場(chǎng)的傳統(tǒng)火災(zāi)探測(cè)器和手動(dòng)報(bào)警按鈕可以聯(lián)動(dòng)攝像機(jī)（安防系統(tǒng)）轉(zhuǎn)到報(bào)警區(qū)域，報(bào)警顯示器顯示報(bào)警圖像，錄像機(jī)進(jìn)行報(bào)警錄像。這種方式適用于重要的實(shí)驗(yàn)室、機(jī)房、倉(cāng)庫(kù)等場(chǎng)所，這類(lèi)場(chǎng)所都采用視頻監(jiān)控保證日常工作、生產(chǎn)運(yùn)行的安全。

    上述方式未改變傳統(tǒng)的火災(zāi)探測(cè)模式，只是將火災(zāi)探測(cè)器的模塊輸出接入安防系統(tǒng)的攝像機(jī)，其特點(diǎn)是充分利用安防系統(tǒng)的監(jiān)控設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了對(duì)火災(zāi)的遠(yuǎn)程確認(rèn)。通常對(duì)火災(zāi)報(bào)警的確認(rèn)方式是，對(duì)重要部位是通過(guò)兩組不同的火災(zāi)探測(cè)器設(shè)定與門(mén)邏輯關(guān)系，來(lái)確定火災(zāi)發(fā)生，一般都需要消防控制室人員到現(xiàn)場(chǎng)觀(guān)察確認(rèn)。

    這種方式將消防與安防兩個(gè)各自獨(dú)立運(yùn)行的系統(tǒng)聯(lián)系起來(lái)，解決了傳統(tǒng)火災(zāi)報(bào)警確認(rèn)難的問(wèn)題，大大提高了建筑物配置設(shè)備運(yùn)行的效率。與圖像型火焰探測(cè)報(bào)警不同的是，圖像火焰探測(cè)是將紅外攝像機(jī)探測(cè)報(bào)警與普通攝像機(jī)監(jiān)測(cè)兩種功能合二為一，而建筑內(nèi)通常還會(huì)有一套用于安防的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，顯然這套系統(tǒng)的造價(jià)會(huì)較高。使用紅外攝像機(jī)探測(cè)火焰，可以利用安防系統(tǒng)攝像機(jī)對(duì)火災(zāi)發(fā)生的位置進(jìn)行定位，系統(tǒng)輸出也可以根據(jù)保護(hù)場(chǎng)所的需要來(lái)確定控制的消防設(shè)備。

二、視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)
    系統(tǒng)主要包括閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)（CCTV）、入侵報(bào)警系統(tǒng)和門(mén)禁系統(tǒng)等。CCTV系統(tǒng)是直觀(guān)方便、內(nèi)容詳實(shí)的信息記錄方式，是安全管理、實(shí)時(shí)監(jiān)控中最直接有效的手段。隨著應(yīng)用需求的發(fā)展和防范意識(shí)的提高，視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)將承擔(dān)越來(lái)越重的任務(wù)。中央管理站的監(jiān)控規(guī)模和控制功能不斷提高，可實(shí)現(xiàn)對(duì)大規(guī)模分布式、多極視頻監(jiān)控系統(tǒng)的管理。[nextpage]

    隨著數(shù)字視頻的圖像分辨率和實(shí)時(shí)性已經(jīng)接近模擬電視系統(tǒng)的效果，圖像壓縮技術(shù)的不斷完善和網(wǎng)上傳輸技術(shù)的提高，監(jiān)控系統(tǒng)的形態(tài)和功能也愈趨復(fù)雜，靈活的組網(wǎng)性能、智能處理或識(shí)別跟蹤方面的能力，使數(shù)字視頻監(jiān)控真正具有可“監(jiān)”可“控”的實(shí)力。

    保安系統(tǒng)集成主要由報(bào)警巡更軟件模塊、CCTV監(jiān)控軟件模塊、門(mén)禁監(jiān)控軟件模塊三大部分組成。對(duì)各子系統(tǒng)進(jìn)行集成，在統(tǒng)一的軟件平臺(tái)上對(duì)報(bào)警、閉路電視、門(mén)禁同時(shí)兼顧巡更、廣播、照明等系統(tǒng)進(jìn)行集中控制，實(shí)現(xiàn)報(bào)警信號(hào)與對(duì)應(yīng)攝像機(jī)的切換；控制視頻圖像矩陣切換、控制云臺(tái)動(dòng)作；門(mén)禁系統(tǒng)按規(guī)則進(jìn)行門(mén)鎖的啟閉控制。在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，通過(guò)消防系統(tǒng)與安防、門(mén)禁系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)功能，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確報(bào)警，及時(shí)反應(yīng)，疏導(dǎo)疏散，有效保障人員和財(cái)產(chǎn)的安全。

三、系統(tǒng)的構(gòu)架
    消防與安防的系統(tǒng)構(gòu)成基本都是以主控模塊為核心，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接各功能模塊構(gòu)成系統(tǒng)的基本框架，系統(tǒng)的各種輸入和輸出附件及設(shè)備通過(guò)系統(tǒng)的各功能模塊與主控模塊相連，向系統(tǒng)輸入信號(hào)或執(zhí)行系統(tǒng)輸出指令。系統(tǒng)的功能設(shè)置和數(shù)據(jù)處理均集中于系統(tǒng)的主控模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)各子系統(tǒng)功能的綜合管理和聯(lián)動(dòng)控制功能，同時(shí)，系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)，可根據(jù)建筑物管理和發(fā)展的需要量體裁衣，自如地增減功能和擴(kuò)充規(guī)模。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)采用星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。消防與安防系統(tǒng)一直都是自成體系，獨(dú)立運(yùn)行。

    通訊方式由工業(yè)總線(xiàn)制逐漸向與IT兼容的協(xié)議TCP/IP通訊方式過(guò)渡，智能建筑對(duì)各子系統(tǒng)的集成和整合已經(jīng)是大勢(shì)所趨，為了整合更多的資源，實(shí)現(xiàn)更有效的聯(lián)動(dòng)，消防、安防和樓控等各子系統(tǒng)控制器都提供了開(kāi)放性接口，以達(dá)成數(shù)據(jù)交換和功能的互通，將報(bào)警信息傳送到其它需要聯(lián)動(dòng)的系統(tǒng)控制單元中，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)之間的聯(lián)動(dòng)。由于下一層的控制更加專(zhuān)業(yè)，又涉及不同的管理部門(mén)，所以還是應(yīng)交由一個(gè)更高的平臺(tái)。

    智能建筑集成管理系統(tǒng)（IBMS）是一個(gè)通用的服務(wù)平臺(tái)，是智能建筑的應(yīng)用軟件，提供了系統(tǒng)集成服務(wù)，包括各子系統(tǒng)的接入服務(wù)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)、與應(yīng)用軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的協(xié)議以及實(shí)現(xiàn)此協(xié)議的接口等。集成平臺(tái)是一系列具有多媒體平臺(tái)、操作簡(jiǎn)單直觀(guān)的多功能集成軟件，根據(jù)子系統(tǒng)功能的相互關(guān)系，可以通過(guò)軟件使相關(guān)子系統(tǒng)之間的設(shè)備相互關(guān)聯(lián)、相互聯(lián)動(dòng)，從而充分發(fā)揮系統(tǒng)硬件設(shè)備的功效，提高整個(gè)系統(tǒng)的智能化程度和對(duì)策管理的成效。越來(lái)越多的功能寄希望于更強(qiáng)的軟件去完成，在各系統(tǒng)之間進(jìn)行溝通，實(shí)現(xiàn)功能共享和設(shè)備共享，使得系統(tǒng)向著融合和整合的趨勢(shì)發(fā)展。

    數(shù)字化的進(jìn)程始終在深化，由此對(duì)數(shù)字視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展、對(duì)消防、安防等其它領(lǐng)域的發(fā)展都起到了重要的推動(dòng)作用，它像一個(gè)具有強(qiáng)大動(dòng)力的核心引擎，在不斷的催生新產(chǎn)品、推進(jìn)新技術(shù)。未來(lái)智能建筑中的消防、安防、樓控充滿(mǎn)了融合的氣氛。