森林火災探測技術

1.基於昆蟲嗅覺系統的仿生學木材煙評估方法

作者：SebastianPaczkowski，BernhardWei?becker，Stefan Schütz，AndreasEberheim

摘要：昆蟲的觸鬚是專門用於感知氣體的器官。它們的靈敏度與選擇性滿足昆蟲特定需求。黒木蟲與澳大利亞火焰蟲需要剛剛燃燒的木材繁衍後代，因而對木材火特定揮發物具有非常高的靈敏度。本研究收集了德國與澳大利亞森林火災中的揮發性有機化合物，包含了廣泛的燃燒物質、火災規模與階段。對火災釋放揮發有機化合物以及火焰沖觸角腺響應的平行跟蹤分析檢驗表明這些昆蟲對於森林火災具有不同的探測系統。燃燒材料的種類，比如草、球果數目及落葉樹木，乃至火災的階段都能被區分出來。而且這些蟲子不僅能從遠距離探測森林火災，還能夠對受熱狀態進行評估。這些昆蟲的感應器與評價演算法為仿生火災探測與評估系統提供了藍圖。因此，人們開展了有機氣體痕迹探測的技術研究與開發。其中氧化錫感測元件顯示出良好的特性。它們對羥基反應與酚醛樹脂膠混合物顯示出很好的敏感度與選擇性，而且對水與一氧化碳的交叉反應性良好。最後還建立了評估感測器的HRGC/SOMMSA法。並首次對木材加工行業應用的早期火災警報系統實際應用情況與未來仿生學感測技術的發展進行了闡述。

2.毫米波火災探測與監視的優勢

作者：Nora von Wahl,Sven Heinen

摘要：火災輻射能包含廣泛的頻率波段，連續覆蓋了從低頻到最高紅外光譜。而高靈敏輻射計可以探測到毫米波範圍內的信號。本文就研究了工作區域在10GHz-22GHz的輻射計。由於毫米波具有高於紅外波的波長，它在煙氣、灰塵與霧中顯示出了更好的傳輸特性，因而能夠在大量煙氣存在的情況下進行火災的監視。

在一項早期森林火災探測與森林滅火的研究項目中，一架無人駕駛飛行器上安裝了輻射計感測器。一旦森林火災警報出現，安裝了感煙和氣體感測器的無人駕駛飛行器，可前往現場確認火災的存在。在這樣的場景中，火災信號有可能被樹葉掩蓋，從而降低了紅外輻射火災探測的可能性。由於毫米波輻射傳輸損失低，因此可用於這種場景的火災輻射探測。

3.野火自動感煙探測系統：

用於電腦輔助滅火管理的遙感、早期警報及數據獲取技術與程序

作者：Joachim F. Dreibach

摘要：長久以來，大多數對於野火的早期預警所採用的方法是警戒制度以及一些其他方法，如飛機與衛星監視等。一些組織開展了視頻探測系統的試驗，有些已經安裝投入商業使用。如今，該技術已可以實現野火的自動感煙探測。最初，技術用於完成野外滅火最重要的任務，即在火災發展的極早期實現探測。由於煙氣是森林火災開始的第一個可視信號，所以儘早探測並定位煙氣是最主要的目標。實現野火煙氣的自動精準探測不僅僅是利用簡單的攝像頭與圖像處理軟體的結合。自然環境中的大量干擾因素（如雲、移動物體等）需要被排除，減少向火災管理中心傳輸數據；但同時還應向管理員提供足夠多的重要數據。使用過程中，探測演算法可不斷適應主要環境條件從而排除與火災無關的因素。基本上，圖像處理過程中必須使用典型煙氣參數以獲得可靠的探測及低誤報率，方可使系統有效並投入使用。一個針對法國南部氣象及當地地質條件，歷時4年開發的新系統就具備這樣的功能。一旦探測到野火產生的煙柱，所有事件相關數據將被處理並發送到消防操作中心，等待進一步決定並按照相關火災管理程序處理。它適合獲取其它信息與數據，並向操作中心提供。該新型遠程野外監視系統能夠提供警報圖像數據、數字地圖坐標用於確定事故位置以及GIS、煙氣分類信息等所有事故區域的相關氣象信息。一旦資料庫獲得數據，它們可用於諸如資料庫、火災增長模擬或GIS的3D模擬中。這樣，該系統便成為了可以提供高度集成功能的智能火災管理工具的儀器。調整關鍵方案將需要考慮大量惡劣環境與地理條件的相關係統設備，如數據通信與獨立供電。

以上文獻摘要譯自：《AUBE"09》

以上文摘分別選自《消防科技簡報》2011年03月期和04月期

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