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第1篇

公安院校學生未來就業方向主要是公安基層民警，而消防監督工作是公安基層工作的重要組成部分，因此，學生對消防監督檢查流程及重點應有一定了解，對通用消防器材裝備應熟練使用及對火災初期應靈活處置，而這些方面的教學工作在實際教學中存在教學與實際脫節的矛盾。隨著建模與虛擬仿真技術的快速發展，計算機模擬訓練以其特有的優點越來越受到高校的重視[1]。消防虛擬仿真教學系統的研發可以很好地解決教學與實際脫節的矛盾[2]。該教學系統由訓練（軟件）系統和3D交互沉浸環境（硬件）系統兩大部分構成，系統軟件部分通過三維虛擬仿真技術進行設計和研發，系統硬件部分為配套虛擬交互訓練內容實現3D沉浸交互功能應用的硬件平臺支撐，上述兩部分共同構成整個教學系統，以實現在虛擬環境下達到真實環境條件進行實驗認知、訓練的效果。

1 消防虛擬仿真教學系統軟件平臺的設計

根據目前公安基層工作的需要，教學系統軟件平臺由消防監督檢查、消防裝備與滅火技術和滅火救援指揮3部分組成。

1.1 消防監督檢查

消防監督檢查虛擬訓練系統以三維仿真的某大型商業綜合體為背景，利用虛擬仿真技術模擬商場中各消防設施、消防器材和相關消防設備與消防區域的設置情況。該系統主要包括消防監督檢查教學展示（3D效果）、消防監督檢查的組織、實施消防監督檢查訓練、對舉報、投訴的消防違法行為的查處訓練、重大火災隱患的判定、立案、督辦和消案的訓練、恢復施工（使用、生產、營業或者舉辦）的檢查訓練等部分。（如圖1所示）

該系統可以生動立體地講述消防知識，同時培訓學生在任意一個普通場景中，能夠完成消防監督檢查的各項工作措施，掌握消防監督檢查的技能，實現教學目標。系統設計使用虛擬環境、立體成像設備、模擬軟件的方式，一方面使學生全方位多角度的形式進入立體虛擬環境中去，身臨其境地到現場去發現問題、聽取解決辦法、學習相關知識；另一方面則利用安裝了“消防監督檢查虛擬實訓系統”的PC機，通過可視化交互，讓學生能自我做出判斷，發現并記錄虛擬場景中存在的安全隱患，以達到實訓要求，完成目標。

1.2 消防裝備與滅火技術模擬演練系統

鑒于學生對消防滅火實際操作知識的匱乏，以及經驗的欠缺，因此，需要通過實際動手訓練來提高學生實踐能力，以便日后能從容應對各種危機情況。由于火災本身是一個很難控制的事件，其危害性巨大，擴張速度迅猛，稍有不慎即可對人們的生命財產造成嚴重損失，因此，通過實際引發一場火災來進行撲救，達到訓練的目標自然是非常不可取的。但學生終究必須是要掌握消防滅火技術，如何連接理論知識和實際撲救之間的紐帶，達到訓練的目標，就成為了必須解決的問題。為解決理想與現實之間的矛盾，虛擬現實技術顯得尤為合適。消防裝備與滅火技術虛擬演練系統可全真模擬出火災現場環境、風力風向、火情蔓延面積等；細節來講，包括樓層通道、燃燒物質、火光火焰、煙霧層層等；撲救操作方面來講，包括各類滅火器使用的方式方法（如，除掉鉛封、拉下保險銷、對準火源、按壓手柄），以及室內、外消火栓的連接和使用模擬。因此，這套虛擬火災撲救系統可從宏觀到微觀層層遞進展開撲救技術訓練，兼具安全性和交互性，加之輕量化的演練環境，是火災撲救訓練最科學完善的解決方案。（如圖2所示）

1.3 滅火救援指揮模擬訓練系統

滅火救援指揮模擬訓練系統以某大型商業綜合體為實戰訓練背景，利用虛擬仿真技術模擬生成特定環境條件下的虛擬火災事故場景；受訓學員依據應急救援戰術原則進行指揮決策，調動和部署搶險救援力量，形成戰斗方案，控制事故的發展和蔓延；并依據戰術知識庫，以模擬訓練系統提供的訓練監控、記錄回放等工具為輔助，記錄、分析受訓學員的戰斗方案，對受訓學員的戰斗方案進行邏輯推理，最終進行評判結果和結果解釋；虛擬火災事故場景也隨著戰斗方案的執行實時產生動態的仿真效果，為受訓學員創建一個具有高度沉浸感以及符合實際情況的訓練環境。該系統主要包括滅火救援指揮教學展示（3D效果）、接處警訓練需求、滅火救援指揮訓練需求、模擬訓練臺需求和場景、模型及處置效果需求等部分。（如圖3所示）

2 消防虛擬仿真教學系統硬件平臺的設計

消防虛擬仿真教學系統硬件平臺以三通道沉浸式環境G-Discover為主，同時配以學生機房，滿足教學認知以及課程考核的需要。（如圖4所示）

2.1 立體顯示系統

作為整個虛擬現實仿真平臺的顯示部分，顯示系統效果的好壞對整個系統表現的影響非常大。系統一般由投影機、投影屏幕、機械結構實現。其核心是根據使用要求和現場情況（環境光情況、場地情況、觀眾等），選擇恰當的投影方式，在投影方式確定的前提下，選擇適當的投影機、投影屏幕和結構形式以形成最佳的視場。由于顯示屏面積較大，圖像均勻性及一致性要求突出。

2.2 圖形圖像處理系統

由于虛擬系統所采用的軟件占用較大空間資源，因此，對計算機硬件的要求隨之提高，當前虛擬系統中的計算機硬件以高性能圖形工作站為主流，具體配置因所采用的建模和分析軟件不同而不同。

2.3 交互系統

虛擬設計平臺中的人機交互設備包括動作捕捉系統、半實物仿真滅火器、半實物仿真水槍等，可以使設計者和觀察者實時地對多通道顯示屏幕上的內容進行綜合操控，實現用戶與三維模型的交互瀏覽和相關訓練操作。

2.4 教學考核機房

包含學生機和教師機若干臺，“消防監督檢查”的學生考核部分、“消防裝備與滅火技術模擬演練”的認知教學部分、“滅火救援指揮”的協同操作演練部分均在該機房中完成。

2.5 火災現場信號轉播系統

第2篇

關鍵詞：消防工程；防煙技術；防爆技術；安全性分析

1 火災

消防工程的主要對象就是火災，火災指失去控制蔓延成災的燃燒現象，或指超出有效范圍的燃燒，通常會造成人員和財產的損失。人員和和財產損失較輕時，有時也稱火警或未遂火災事故。

1.1 火災發生的條件

火災的發生必須是可燃物，助燃物（劑：氧化劑），著火源三個基本條件同時具備，并且相互作用（即構成燃燒系統）。

1.2 建筑火災的發展過程

火災的發展大都需要經歷以下的發展的過程，如圖1所示：

圖1 典型火災發展過程

初起期（階段）（煙，陰燃）發展期（竄出火苗，火勢由局部到大面積）最盛期（空氣劇烈對流，風助火勢，火勢強盛，火焰包圍可燃物，烈火熊熊）衰弱期（可燃物逐漸減少）熄滅期（可燃物不足，惰性介質，滅火作用等）。

1.3 火災的雙重性

火災具有雙重性，即確定性和隨機性。所謂確定性是指火災發展的規律性：初期（孕育，發生）發展最盛 熄滅等；所謂隨機性是指火災的不確定因素（如可燃物數量，通風條件等），可能達不到最盛期。

1.4 火災的危害

火災的危害主要體現在以下三個方面：

（1）對人體直接造成的燒傷和燒死；

（2）造成財產的損失；

（3）煙氣的危害。

2 防排煙技術安全性

2.1 煙氣的組成

煙氣是一種混合物，包括燃燒產物如CO2、水蒸氣，以及未燃的燃氣、CO，多種有毒有腐蝕性的氣體，固體微小顆粒和液滴，卷入的空氣等。

2.2 煙氣的危害

煙氣的危害性主要體現在以下幾個方面：

（1）毒性：①窒息 如CO2等氣體，②中毒，主要是CO，多數的中毒死亡都是由它引起的。

（2）煙氣的高溫能使人灼傷，造成呼吸困難。

（3）能妨礙人員逃生和妨礙滅火。

2.3 煙氣的控制措施

防排煙工程的目的是要防止火災產生大量的煙氣，阻止煙氣的迅速蔓延，確保人員的安全疏散和改善撲救條件。為達上述目的，對于煙氣的控主要有以下措施：

（1）設置機械排煙、送風系統，進行機械排煙或正壓送風防煙；

（2）對建筑進行防煙分隔或建立防煙封閉避難區；

（3）設計自然通風口，利用煙氣的熱浮力特性采用自然排煙；

（4）對建材和家具進行阻燃、消煙處理；

（5）利用噴灑化學消煙劑或水霧等進行消除煙氣中有毒成份及煙塵粒子，提高能見度。

2.4 防煙技術安全性

2.4.1 防煙分隔或建立防煙封閉避難區

目前規范最常使用防煙的手段就是建立防煙分區，使軟質活動擋煙垂壁，玻璃擋煙垂壁等各種擋煙垂壁相繼出現。

但目前建筑空間越來越大，防煙分隔或防煙封閉避難區對建筑的限制，使建筑設計受到影響。有些大空間無法進行分隔，如機場候機樓，對此國際上提出了Cabin設計概念（安全島）。

2.4.2 自然通風排煙技術

該技術簡便易行且較經濟，無需較多的維護管理，也是目前較廣泛采用的控煙技術之一。

但易受外界環境的影響和建筑本身的限制，因而設計要合理，外界風壓的影響要給予充分的考慮，因此國外開發出了能自動開啟和能減小外界風力影響的風閥。

2.4.3 建筑材料和家具的阻燃、消煙處理

目前，對建筑材料的消煙處理主要是針對塑料材料，眾所周知由于塑料為有機物，并含有各種有機、無機物助劑，燃燒時會產生大量的有毒成份，如HCl，HCN 等，塑料燃燒產生的煙氣的剌激性和減光性都非常強。

目前，常用抑煙劑主要有金屬氧化物、無機鹽，如Al（OH）3，ZnO，B2O3。世界上主要工業國家都對消煙機理和新型消煙助劑的研究非常重視。

2.4.4 化學消煙技術

理論上火災煙氣中有毒成份為一些酸性物質或可溶于水的物質，煙霧的本質是一種氣溶膠，因此向煙氣噴灑能中和酸性物質的化學藥劑或水，以消除煙氣中的大量有毒物質，或使氣溶膠凝聚消除煙氣的減光性。

國內外都已研究出一些消煙劑， 但受效果、噴灑技術和成本的限制還未能真正進入實用階段。

3 防爆技術安全性

所謂爆炸，是指物質在瞬間以機械功的形式釋放大量氣體和能量的現象。二炸極限則是指可燃物質（可燃氣體，蒸氣或粉塵）與空氣（氧氣）的混合物，遇著火源能夠發生爆炸的濃度范圍，亦稱著火極限。

3.1 爆炸的危害性

爆炸具有以下主要的危害：

（1）直接的破壞作用：設備容器被炸毀，碎片可在100-500米內分散，在大范圍內造成危害。

（2）沖擊波的破壞作用：爆炸產生的高壓高溫高能的氣體向活塞一樣擠壓周圍的空氣，形成沖擊波。對周圍的建筑物，設備和人員的震蕩作用，而造成破壞和傷害。

（3）造成火災：爆炸產生的高溫熱量，容器破裂的靜電放電能把周圍的可燃性物體點燃，引起火災。

（4）造成中毒和環境的污染。好多物質不僅可燃，而且有毒性。

3.2 防爆原則

防爆措施具有以下基本原則：

（1）防止形成爆炸性混合物；（2）嚴格控制火源；（3）設置爆炸泄壓裝置；（4）切斷爆炸傳播途徑；（5）阻擋爆炸沖擊波的破壞能力；（6）設置爆炸監測預警。

3.3 防爆技術安全性

（1）承爆。氣體和粉塵爆炸爆燃防護的第一選擇是全承爆。在某些角度，承爆是一種有吸引力的方法，因為該方法在本質上是一種被動式的防護方法，而且避免了泄放物的處置等問題。一般情況下，我們優先選擇其他爆炸防護方法。

（2）抑爆。在爆燃形成破壞性壓力之前即探測到初期爆炸并撲滅爆炸，這涉及到高速火焰抑制系統。

（3）泄爆。爆燃泄壓是指在容腔中開設泄壓口，在預定的壓力（稱為靜態開啟壓力Pstat）下打開泄爆口，使物料膨脹和流動經過泄壓開口直接或通過泄爆管卸放到大氣環境，從而降低爆燃壓力（Pred）。泄爆可用于氣體、粉塵或雜混物加工處理過程中對爆炸進行防止。

（4）隔爆。防止爆炸通過管道或坑道從一個加工單元空間向其他加工單元擴展，從而達到防止爆炸的目的。

4 結論

隨著社會的不斷進步，科技的日益發展，防煙技術和防爆技術也在不斷提升，對于防煙技術與防爆技術的安全性分析必將成為未來的趨勢。

參考文獻

[1]GB 50166-2007. 火災自動報警系統施工及驗收規范[S]. 2007.

[2]王金順. 消防工程質量管理[J]. 中國科技信息. 2007（09）.

第3篇

關鍵詞 智能小區；安防系統；報警；解決方案

中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號：

隨著城市經濟發展和居民生活水平的提高，住宅小區建設檔次的不斷提高，小區內綠化成蔭、空氣清新及人車分流，使小區具備獨特個性，而為了避免小區內提供的綠化及園林環境、休憩及居民會所等設施被外來人員占用或破壞，現代住宅小區普遍采用封閉式管理；而封閉式小區首先要考慮的是安全和管理，因而，構建小區安防系統是現代住宅小區封閉式管理的必然要求。

一、智能小區安防系統構造

基于以上智能小區安防系統設計的重要性，智能小區安防系統設計首先應考慮為智能住宅小區建立一個多層次、全方位、立體化的安全防范體系，以便為小區居民提供安全、舒適、便捷的生活環境。為此，本人從多年安防工作的經驗，并結合當前安防技術的發展，設計了五道安全防線的智能小區安防系統架構。這五道安全防線如下：

第一道，由小區圍墻組成的周界防越監控報警系統，以防范翻越圍墻和周界進入小區的

非法侵入者；

第二道，由園區安防監控系統構成，對出入小區和主要通道上的車輛、人員及重要設施進行監控管理；

第三道，由無線電子巡更系統構成，通過保安人員對小區內可疑人員、事件進行監管， 加強夜間電子巡邏；

第四道，由各單元門組成聯網型樓宇對講系統和門禁系統，可將閑雜人員拒之樓門外；

第五道，由聯網可視對講室內機組成的家庭報警系統構成，當竊賊非法入侵住戶家或發生如煤氣泄漏、火災、老人急病等緊急事件時，通過安裝在戶內的各種自動探測器和報警按鈕進行報警，使接警中心很快獲得警情，以便迅速派員趕往現場進行處理。

二、智能小區安防系統的防范措施

在以上五道安全防線的系統架構中，設計時必須區別對待，突出重點，兼顧全面。在小區安防系統設計時，應采用了主動出擊、將案犯拒之于小區之外的方法，組成監控、報警、門禁、巡更、保安多方協調的五道安全屏障。

第一道防范（小區圍墻組成周界防越監控報警系統）。在小區圍墻四周安裝攝像機，紅外對射探測器，現場聲光報警器，構成監控、報警、聲光警示、人員快速反應的聯動機制。當有非法人員從圍墻入侵時，觸動紅外對射探測器，現場聲光報警器啟動，聲光警示齊鳴，案犯逃之。同時監控中心接警，跳出警情畫面，管理員通知巡邏保安趕赴現場處置。這種主動出擊，將現場、監控中心和保安多方聯動安防設計，震懾案犯，防患未然，確保了小區和住戶的安全。

第二道防范（由園區安防監控系統構成，對出入小區和主要通道上的車輛、人員及重要設施進行監控管理）。由于小區區域大、綠化多，不可能在所有道路、園區內安裝無盲點的監控系統，即便如此有大量的監控攝像機，保安也無暇顧及實時監看所有的監控畫面，又要增加大量的投資，影響小區環境美觀，因此第二道防線宜少，僅重點部位安裝；

第三道防范（無線電子巡更系統）。第三道防線是巡更系統，可按小區區域結構，巡更路線布置巡更鈕，確保人員值班的到崗率；

第四道防范（各單元門組成聯網型樓宇對講系統和門禁系統）。小區的每幢樓房多為封閉式，地下和一樓出入口均安裝有聯網型可視對講系統和門禁系統。住戶憑卡出入，方便安全；訪客按主人房號呼叫，確認身份后開門；維修、衛生等其他人員出入，呼叫管理中心開門，經管理人員確認后開門，并有圖像抓拍。以上均有日志事件記錄，便于日后查詢，確保住戶安全。并且每個單元門均安裝有攝像機，加上監控中心實時監看，單元門嚴密管理措施，每幢樓的安全便有了可靠的保障。

第五道防范（由聯網可視對講室內機組成的家庭報警系統）。第五道防線為家庭報警系統，是現代家居智能系統的組成部分，它擴充了安防概念，防竊賊非法入侵、住戶發生煤氣泄漏、火災、老人急病等緊急事件呼救，進一步確保家庭全方位安全，可按小區建設和住戶要求實際情況，建議每戶安裝2個室內報警按鈕便可。

綜上分析，在小區安全五道防線中，第一道防線是最關鍵、最重要的安全屏障，同時也是技術要求最高的防線，下面重點論述之。

三、小區安防系統設計

小區安防系統，主要由分布于圍墻四周報警系統和監控系統組成。通常在小區圍墻內側每隔30 ～40m 安裝1 臺日夜型攝像機；按圍墻布置結構，在圍墻頭安裝紅外對射探測器，不留盲點，并使攝像機與對射探測器對應、聯動。圍墻約每100m進行分段，將圍墻分成1、2、3、4等若干段，在每段現場中間安裝1臺現場聲光報警器。當有非法人員從圍墻入侵時，觸動相應段紅外對射探測器，信號送入現場輸入/輸出模塊。該段現場聲光報警器啟動，聲光警號齊鳴，非法入侵者，心里害怕，則逃之夭夭。同時監控中心聲光報警器啟動，在監視器上自動跳出該段攝像機畫面，以便管理員監視并同時錄像，及時通知巡邏保安趕赴出事現場應急處理 該設計經多個小區使用，實踐檢驗這種主動出擊，將現場、監控中心和保安多方聯動安防的設計，震懾案犯，防患于未然，拒案犯于圍墻外，切實確保了小區和住戶的安全。

四、小區安防系統在實踐中的應用

4.1概述

某高檔小區占地面積15.8 萬，位于市內體育中心，小區地理位置優越，是由28幢低層排屋和25幢多層電梯公寓組成，建筑面積25 萬m2，總居住人口約3000人。

小區圍墻總長約2 500m，開有南、北兩個大門，將圍墻分為長分別為1200m、1300m的兩部分。小區圍墻內側安裝CNB 紅外一體化攝像機65臺，圍墻上安裝ALEPH紅外對射探測器75對，達到了不留死角、不留盲點。圍墻按每100m分1段，75對射探測器劃分為20段，分別編號1、2、3⋯20，每段約含3～5對探測器，并配置1臺聲光報警器和1臺報警設備箱。

4.2 小區安防系統技術原理

本系統采用BOSCH 的DS7400Xi-CHI 大型報警控制主機， 它具有功能全、 穩定的特點，被廣泛地應用于小區、大樓及工廠等建筑的報警系統。

DS7400Xi-CHI自帶8個防區，以兩芯總線方式（不包括探測器電源線）可擴展240個防區，共248個防區，總線總長度達2km(Ф1.5mm)，可選擇多種防區擴展模塊：有八防區擴展模塊DS7432、單防區擴展模塊DS7457i、雙防區擴展模塊DS7460i、帶輸出的單防區擴展模塊DS7465i 及帶地址碼的探測器；輔助輸出總線接口可接DS7488、DS7412、DSR-32B繼電器輸出模塊等設備。因而，該設備可實現防區報警與輸出一對一、多對一、一對多等多種報警/輸出關系。本小區圍墻劃分為長度分別為1 200m、1300m 的部分，因此采用雙總線結構 解決距離問題，從監控中心出發，沿東、西兩條總線到北大門。每條總線均有10 個區段，如表1所示。

報警現場每一區段配置1個總線單防區輸入/ 輸出模塊DS7465I，該模塊以多路復用總線地址的形式將觸點的狀態報告給報警控制主機，系統最多可接60個DS7465I。按規劃先對DS7465I 模塊進行編碼，如東總線從監控中心開始分別為：輸入1~輸出2，輸入3~輸出4等，輸入19~輸出20，西區為：輸入21~輸出22等，輸入39~輸出40。將本區段內3～5只對射探測器接收端RX輸出常閉接口用RVVP2*1.0 串聯，接到DS7465I 輸入接口中，而DS7465I的常閉輸出端串接到聲光報警器12V電源中。DS7465I的總線接口則與聯網總線RVV2*1.5 手拉手并接，接入報警主機，經網絡接口模塊DX4010V2與電腦連接。

監控中心配置網絡接口模塊DX4010V2 與電腦連接， 先在CAD中按分區不同(設置不同的顏色)畫出圍墻報警電子地圖，導出BMP 格式文檔，粘貼到報警系統軟件安裝文件夾中， 即可使用。通過32路繼電器輸出模塊DSR-32B與硬盤錄像機和矩陣一對一聯動，當有非法入侵者翻越時，現場和監控中心都激發聲光報警器動作，非法入侵者在現場看到/聽到有警情，會立刻逃跑；監控中心看到/聽到有警情則會快速通知保安，趕赴聲光報警指示處現場，處理警情；監控中心管理人員則監視報警聯動彈出的圖像，實時監看，全面觀察警情，實現全方位、多部門的監控系統，從而確保小區的安全。

五、結合語

總之，智能小區安防系統是智能小區的重要組成部分，該系統完善與否已成為衡量智能小區環境和居住質量的重要標準。因此，智能小區可根據各自的規模大小和周邊環境，選擇適合小區特點的安全防范系統的組成方案，綜合考慮技術的經濟上、可靠性和可行性，做好小區安全的防范及全面實現社區的安全。

參考文獻