论中国消防电子产业崛起与发展（上）

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改革开放以来，伴随着经济建设和消防事业的迅速发展，我国消防产业进入蓬勃发展时期。目前，国内消防产品生产企业已由２０世纪８０年代初１００多家猛增到近３０００家，已能生产火灾探测器报警设备、固定灭火设备、消防车等９００多个品种近万种规格的消防产品。许多过去依赖进口的产品实现了国产化，一些产品的主要技术指标达到或接近了国际先进水平。我国消防产业的年产值已超过了２００亿元，成为国民经济发展中最具有活力的产业之一。

１技术现状

尽管消防工程涉及消防报警、自动灭火、防排烟、防火建筑材料、防火阻燃材料及制品等消防器材和材料，笔者仅就个人颇为熟悉的消防电子产业（含消防自动化工程）现状、未来和发展策略探讨。

中国消防电子产业是中国消防产业的一部分，又是技术含金量较高的一部分，并且还是发展最快的一部分，国际上一般性通用型的各消防报警设备都能生产。

面对高新技术的发展机遇和国内市场国际化的竞争挑战，消防产品向高可靠、智能化、网络化的早期火灾探测报警技术发展。

传统火灾自动报警系统与现代火灾自动报警系统之间的第一个区别主要在于探测器本身性能。由开关量探测器改为模拟量传感器上一个质的飞跃，将烟浓度、上升速率或其他感受参数以模拟值传给控制器，使系统确定火灾的数据处理能力和智能化程度大为增加，减少了误报警的概率。区别之二在于信号处理方法做了彻底改进，即把探测器中模拟信号不断送到控制器评估或判断，控制器用适当算法辨别虚假或真实火警，判断其发展程度和探测受污染的状态。这一较高质量的信号处理技术，意味着系统具有较高“智能”。

增加系统可靠性是现代火灾探测报警技术的发展方向。智能式火灾探测报警系统按其智能的分配可分为三种系统。

一是探测智能，二是监控智能，三是探测智能和控制智能兼有。后者是智能化程度更高的系统，其可靠性更高，但缺点是成本高。人们对于火灾自动报警系统期望在于：首先要求系统早期发现火灾，其次是消除误报和降低系统的成本费。火灾智能报警系统最终可能发展机器人智能报警系统。

现代火灾自动报警系统迅速发展另一方面是复合探测器和多种新型探测器不断涌现，探测性能越来越完善。多传感器／多判据探测器技术发展，从响应火灾不同现象的多个传感器获得信号，并从这些信号寻出多样的报警和诊断判据。高灵敏吸气式激光粒子计数型火灾报警系统、分布式光纤温度探测报警系统、计算机火灾探测与防盗保安实时监控系统。电力线传输火灾自动报警系统等新技术问世并获得应用。在诸多新技术新产品中，一种将通常用的离子感烟改进为用ＣＯ传感器组合的复合探测器，由于空气中的ＣＯ含量变化早于烟雾和火焰的生成，因此，它响应速度更高（可测出１～２０ｐｐｍ的变化），发展前景很好。另一种点型激光感烟探测器，其灵敏度高于目前光电感烟探测器５０倍，用它代替吸气式感烟报警系统提供甚早期火灾探测，而成本费用低得多，应用前景十分良好。笔者认为这二种新技术及其系统产品是现今火灾自动报警系统发展方向。

近年来红外光束感烟探测、缆式线型定温火灾探测器、可燃气体探测器等在消防工程中的应用日渐增多，并已有相应的产品标准和设计规范。

红外光束线型感烟探测器是应用烟粒子吸收或散射红外光束强度发生变化的原理而工作的。探测器的工作原理与光电感烟探测器类似，只是烟不必进入点型光电感烟探测器的采样室中，在保护空间任何地点上的烟都可能使红外光束衰减。线型光束探测器在一个长达１００ｍ的路径上可代替若干个点型感烟探测器，具有保护面积大、安装位置较高、在相对湿度较高和强电场环境中反映速度快等优点，适宜保护较大的室内、外场所，尤其适宜保护难以使用点型探测器甚至根本不可能使用点型探测器的场所。

空气采样感烟探测技术自７０年代中期由澳大利亚首创后，在国外已得到广泛应用，并逐步进入我国消防市场。该技术在探测方式上，完全突破被动式感知火灾烟气、温度和火焰等参数特性的局面，跳跃到主动进行空气采样，快速、动态地识别和判断可燃物质受热分解或燃烧释放到空气中的各种聚合物分子和烟粒子。国际上将空气采样式感烟火灾探测器定义为：通过管道抽取被保护空间的空气样本到中心检测室，以监视被保护空间内烟雾存在与否的火灾探测器。该探测器能够通过测试空气样本了解烟雾的浓度，并根据预先确定的响应阈值给出响应的报警信号。目前先进的高灵敏度空气采样式感烟火灾探测报警系统，ＨｉｇｈＳｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙＡｒｔｉｆｉｃｉａｌ－ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅＳｍｏｋｅＤｅｔｅｃｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ，以下简称ＨＳＡＳＤ，按其探测原理可分为浓度计数式和激光计数式两种。如澳大利亚ＧＯＤＥＸ极早期火灾智能预警系统主要由用于抽取空气样本的管道网络、高效长寿的气泵、空气流速控制器、烟粒子激光探测器、信号处理电路、“人工神经网络”微处理器和报警信号显示电路等组成。它采用了分布智能和神经网络算法以及专用的集成电路，在探测器内补偿了灰尘等污染和温度等对激光器的影响，并对信号进行数字滤波，用神经网络对烟等信号的幅度、动态范围和持续时间等特征进行处理后，输出四种级别的报警信号。

上述技术和产品国内都已研制成功并投入批量生产。

以带联动控制功能的报警控制器为控制中心，既联系火灾探测器，又联系现场消防设备，联动关系是在报警控制器内部实现的。这种方式是近几年发展起来的，系统简单，但目前国内仅有少数厂家能生产。

自动灭火系统独立设置与安装的情况场合并不多见，以往仅设置火灾自动报警系统而无自动灭火系统的情况与场合也越来越少。一般常见火灾自动报警与自动灭火联动控制系统，有两者组合和两者合一类型，后者是当前发展的方向。

国内外先进的通用火灾报警（联动）控制器均是集报警和联动控制于一体，可实现手动或自动联动、跨区联动、设置防火区域，使火灾报警和联动控制达到最佳的配合，符合最新火灾报警和联动控制国家消防标准。

智能建筑一般用于高可靠性、高安全性、舒适性强、反映要求灵敏的对象，强调在满足智能建筑提出的基本要求前提下，火灾自动报警系统能与ＢＡＳ各子系统有机地联系在一起并发挥作用。在智能建筑中，火灾自动报警系统是ＢＡＳ的子系统，是智能建筑防火安全的关键。

国际上通常定义ＢＡ系统包括ＦＡ与保安自动化系统（ＳＡ），这样内涵简单概括，通俗易懂，且利于全面理解“智能建筑”定义的内涵。尽管对于智能建筑的定义与分类众说纷纭，但一切属于特定建筑物中的公共设施的自动化与控制部分都属于楼宇自动化的概念基本一致。因此，建筑设备自动化系统功能上应包括建筑物管理子系统（空调、冷热源、电力及照明、给排水、电梯、消防、安保子系统、能源管理子系统）。通过中央监控系统，智能防火系统可使建筑物配电、照明、灯光、音响与广播，电梯与装置实现联动控制，还进一步与整个建筑物的通信、办公和保安系统联网，实现建筑物的综合自动化。

智能防火系统作为楼宇自控系统的一部分，在智能建筑中既可与保安系统，其它建筑的智能防火系统联网通信，并向上级管理系统报警和传递信息，为城市消防调度指挥系统、城市防火管理系统与城市综合信息管理网络的联网运行提供火灾及楼宇消防系统状况的有效信息并与城市其他管理中心共享数据和信息。

消防自动化系统纳入建筑设备自动化系统之中的广度与深度国内外差异很大。一般而言，国内智能建筑中消防自动化系统大多呈独立状态，自成体系，并未纳入ＢＡＳ中。这种自成体系的消防系统与楼宇、保安等系统相互独立，互联性差，当发生全局事件时，不会形成其他系统配合联动和集中解决事件的功能。第二种国内智能建筑中消防自动化系统也呈独立状态，自成体系，但已具备与楼宇自控系统联网的功能。这种类型情况比较复杂，大多为进口产品系统及少数国产系统，其中确已实现与楼宇自控系统联网功能。

火灾报警控制器实现数据通信标准化是火灾自动报警系统与智能建筑数据共享和有机联系的基础。智能建筑火警信息数据共享可改变火灾自动报警系统自成封闭体系现状，促进相应技术和产品发展，实现楼宇集中管理系统直接采集火灾参数、监测火灾状况和联动控制消防设备。

网络通信系统结构可在集中智能或分布智能系统基础上形成，它是将计算机数据通信技术应用于火灾报警控制器，使控制器之间能够通过Ｅｔｈｅｒｎｅｔ、ＴｏｋｅｎＲｉｎｇ、ＴｏｋｅｎＢｕｓ等网络通信协议，以及专用通信线或总线（ＲＳ２３２、４２２总线、４８５总线）交换数据信息，实现火灾自动报警系统层次功能设定、远程数据调用管理和网络通信服务等功能。因此，网络通信系统结构配以分布智能数据处理方式，能适应智能建筑火灾自动报警系统的发展需要，并能适应智能建筑楼宇设备监控与管理系统和城市消防数据通信系统的建设与发展的需要。

例如国产ＧＳＴ系列产品具有配接专用连接探测器及模块的光纤接口，可实行远程（≤３０公里）探测器及模块到控制器之间的信号传输。控制器之间也可通过专门设计的ＲＳ－２３２光纤接口，实现远程联网通讯；它是一种具有互操作性的ＬＯＮＷＯＲＫＳ开放性网络。

再如国内已有几家研制成功基于ＣＡＮ总线的分布式火灾报警控制系统。ＲＳ－４８５总线是在火灾报警系统中最早应用的一种总线，在监控范围较广、传输距离较远的情况下，ＲＳ－４８５总线的局限性已逐渐体现出来。用ＣＡＮ总线取代ＲＳ－４８５总线是一种较为彻底的解决方案。基于ＣＡＮ总线的火灾报警控制系统采用了目前较为流行的分布式控制结构。遵循管理集中，危险分散的原则。通过ＴＣＰ／ＩＰ协议和系统提供的软件接口，实现火灾报警系统与其它楼宇管理子系统的集成。

２技术差距及发展方向预测

２．１采用智能技术处理传感器提供的火灾信息

这一方面国内外技术差距较大。近年来国内不少企业应用数理计算和计算机技术，开展了火灾探测算法的研究，有的应用模糊逻辑算法、人工神经网络信号处理，以及采用多传感器硬件复合配套，以获得更多的火灾信息作为火灾判断的依据。在产品设计思想上将火灾探测器的火灾信息收集传感的功能与火灾判别判定功能相分离。前者主要依靠技术精度高的硬件来实现，而后者主要依靠智能化的软件来实现。通过努力，这一方面国内外技术差距正在缩小。

２．２以搜集时间信息为主作为报警依据转为以物质信息与时间信息相结合作为报警依据

目前任何一种火灾探测器所接受的信息都不可避免包含着不可靠的信息成分，所以总会存在一定的误报率。目前国内一些科研开发机构、火灾实验室正在致力火灾物质信息的基础研究工作。例如选择不同激光对各类典型物质燃烧生成物进行光谱分析，捕获识别真假火灾的细微特征参数；也有的开展燃烧生成物形成过程中的电磁波、亚声波、嗅觉味觉仿生信号等研究，对早期火灾的原始物质信息特征进行探索，期望能在这方面获得应用上的突破，然后在此基础上进行多信息多参数的复合判断，从而达到提高火灾探测报警技术的高准确性和高可靠性的目的。由于基础研究工作投入力度和火灾实验室条件限制，这一方面国内外技术差距更大，但通过努力，这一方面国内外技术差距也在缩小。

２．３火灾探测报警的网络化

信息网络化技术是一项重要的共性科学技术，也是２１世纪的科技发展的特征之一。对消防产业而言，如何把计算机数据通讯技术及时地应用到火灾探测报警系统，以便利用并通过网络协议，充分享用社会信息资源，及时交换系统内部和外部之间的数据信息，从而构成一个动态的城市化、社区化的具有多层次的火灾探测报警救援、管理、服务网络信息系统。

这一方面国内外技术差距很大，尽管国内已开发成功城市消防网络管理系统产品，但国内火灾自动报警系统通讯协议无统一标准，各厂家自搞一套、自成一体，通讯协议不开放，数据格式不统一，传输非标准，技术层面的信息交换不畅通，成为中国良性发展和产品研发的重大障碍和“瓶颈”，甚至同一企业不同系列的产品所采用的通讯协议也不同，系统维护保养缺乏标准及可持续的技术支持，用户操作使用困难。这一重大障碍必须突破，由于涉及各企业切身利益，国家有关部门可组织国内大型生产企业，有步骤地规范和统一火灾自动报警系统通讯协议，借鉴国际上广泛公认的标准总线和通讯协议，利用现有软件、硬件技术，使协议与国际接轨，同时也应以国内技术相对先进、产品性能相对可靠的生产企业的现行标准作为基础技术支持，使国内消防电子产业的发展得到合理的衔接、过渡和更新。

２．４易燃、易爆、高危险、高灾害的工业场所的火灾探测报警

这是一项长期存在，但至今尚未解决好的火灾探测报警重大难题。以往国内工业消防领域全被洋货、洋设备、洋技术和洋人所占据。值得提出：我国第一个工业消防专业技术公司——首安公司，建立建筑面积２０００ｍ２工业火灾实体试验中心；开发成功了工业消防专用成套设备；首安总承包完成的国家重点工程消防自动系统第一次发挥巨大作用，成功扑救了钢水外漏造成的电缆火灾；其以适用先进的成套技术，为客户提供可靠、经济的“工程消防解决方案”；首安公司在国内工业消防领域已夺取一席之地并迅速扩大地盘，与诸多国外著名厂商竞争。

石油化工企业、海上采油平台、油田油库储罐以及油轮码头等易燃、易爆场所的消防安全令人担忧，长期以来都采用点型可燃气体气敏探测器构成报警系统，效果不好。近年来国内外专家都在探索其他可燃气体探测报警的新途径。沈阳消防科研所采用红外光束原理初步开发成功了“大面积线型可燃气体探测器”，这项新技术目前尚处于进一步完善和推广试用中。

论中国消防电子产业崛起与发展（下）