多探测器协同探测通信机房火灾预警报警系统设计研究
摘要
安全是通信行业正常运转的重要保障，通信机房的火灾探测是通信安全的一个重要环节。在当今信息时代，通信已渗透到每个角落，然而通信机房一旦发生火灾，不仅造成巨大直接经济损失，而且造成不可估量的间接损失，火警电话“119”也有可能中断，造成不能及时报警的现象。
本文在研究国内外现状和当前通信机房火灾探测不足之处的基础上，以陕西省韩城市电信局程控通信机房为例，设计研究出了“多探测器协同探测通信机房火灾预警报警系统”，本系统能实现通信机房的火灾预警和火灾报警两个级别输出，并且能对火源位置准确定位，以保障及时发现火情，及时扑灭火源。文中先对火灾探测的原理和方法进行了阐述；然后分析了通信机房火灾隐患，并且结合火灾探测的原理和方法针对每种隐患提出了相应的探测措施，在此基础上设计了通信机房火灾预警报警系统。在设计研究的内容中：先对通信机房内的火灾探测器做了选择和布置，选择红外光束感烟探测器探测烟雾浓度变化，每排机列对应一只红外光束感烟探测器，并使其光束射过机列顶部；选择缆式定温电缆火灾探测器监测电缆温度，以正弦波的形式铺设在电缆束上。然后对探测器测量值进行智能处理，测量值经数字滤波和漂移补偿后可消除非火灾因素。最后从理论上研究了通信机房火灾早期阶段烟雾浓度的分布特点，又用实验加以验证，以此结论为基础研究出实现多探测器协同探测和火源定位的具体方法，并编写了该方法的实现程序。
Safety is an importance guarantee of telecommunication industry operation. Fire- detection in telecommunication room is a key aspect for safety of telecommunication. In the information world, telecommunication has penetrated into every corner in our society. Once fires take place in the telecommunication room, it will not only directly cause great economic loss, but also caused immeasurable losses indirectly. What’s more, the alarm “119" may be broke off and result in reporting to police untimely.
This research is based on domestic and international studies on the drawback of the fire detection in telecommunication room. It takes the telecommunication room of Hancheng city Telecommunication Company in Shanxi province for example and designs “Fire early warning and alarm system of telecommunication room by using multi-detector cooperate". The system can give notice two Class with the fire early warning and the fire alarm. And can accurately locate position of the fire source. It can guarantee to discover the fire on time and eliminate the fire. In this thesis, It explained the principle and the method about fire detection firstly and analyzed the hidden danger of fire in telecommunication room. Secondly it combined the principle and the method about fire detection with every hidden danger of fire to propose the measures for detection. Based on that, the fire forecast and alarm system of telecommunication room was designed. In the research: in the first place, fire detectors were chose and organized. The concentration of smoke is monitored by infrared smoke detectors. Each row shelf is monitored by an infrared smoke detector. And made its light beam shot the top of shelf. The linear temperature detectors monitor the temperature of cable. Pave it on the cable with the form of the sine wave. Then the detector-measured value is intelligence revised. To eliminate all kinds of no fire interference, measured value must be arithmetic filtered and float compensated. Finally, not only the characteristics of distributing of smoke about a fire
earlier period in telecommunication room with theoretically research, but also take into the verification with experiment. The methods of multi-detector cooperate and look up the fire the position of the fire source are build up the above theories. And wrote the procedure about realize that method.
本文在研究国内外现状和当前通信机房火灾探测不足之处的基础上，以陕西省韩城市电信局程控通信机房为例，设计研究出了“多探测器协同探测通信机房火灾预警报警系统”，本系统能实现通信机房的火灾预警和火灾报警两个级别输出，并且能对火源位置准确定位，以保障及时发现火情，及时扑灭火源。文中先对火灾探测的原理和方法进行了阐述；然后分析了通信机房火灾隐患，并且结合火灾探测的原理和方法针对每种隐患提出了相应的探测措施，在此基础上设计了通信机房火灾预警报警系统。在设计研究的内容中：先对通信机房内的火灾探测器做了选择和布置，选择红外光束感烟探测器探测烟雾浓度变化，每排机列对应一只红外光束感烟探测器，并使其光束射过机列顶部；选择缆式定温电缆火灾探测器监测电缆温度，以正弦波的形式铺设在电缆束上。然后对探测器测量值进行智能处理，测量值经数字滤波和漂移补偿后可消除非火灾因素。最后从理论上研究了通信机房火灾早期阶段烟雾浓度的分布特点，又用实验加以验证，以此结论为基础研究出实现多探测器协同探测和火源定位的具体方法，并编写了该方法的实现程序。
Safety is an importance guarantee of telecommunication industry operation. Fire- detection in telecommunication room is a key aspect for safety of telecommunication. In the information world, telecommunication has penetrated into every corner in our society. Once fires take place in the telecommunication room, it will not only directly cause great economic loss, but also caused immeasurable losses indirectly. What’s more, the alarm “119" may be broke off and result in reporting to police untimely.
This research is based on domestic and international studies on the drawback of the fire detection in telecommunication room. It takes the telecommunication room of Hancheng city Telecommunication Company in Shanxi province for example and designs “Fire early warning and alarm system of telecommunication room by using multi-detector cooperate". The system can give notice two Class with the fire early warning and the fire alarm. And can accurately locate position of the fire source. It can guarantee to discover the fire on time and eliminate the fire. In this thesis, It explained the principle and the method about fire detection firstly and analyzed the hidden danger of fire in telecommunication room. Secondly it combined the principle and the method about fire detection with every hidden danger of fire to propose the measures for detection. Based on that, the fire forecast and alarm system of telecommunication room was designed. In the research: in the first place, fire detectors were chose and organized. The concentration of smoke is monitored by infrared smoke detectors. Each row shelf is monitored by an infrared smoke detector. And made its light beam shot the top of shelf. The linear temperature detectors monitor the temperature of cable. Pave it on the cable with the form of the sine wave. Then the detector-measured value is intelligence revised. To eliminate all kinds of no fire interference, measured value must be arithmetic filtered and float compensated. Finally, not only the characteristics of distributing of smoke about a fire
earlier period in telecommunication room with theoretically research, but also take into the verification with experiment. The methods of multi-detector cooperate and look up the fire the position of the fire source are build up the above theories. And wrote the procedure about realize that method.
引文
[1] 彭珂珊.中国火灾的严峻态势分析研究.宝鸡文理学院学报.1995年第3期,56～61
[2] 十年全国火灾统计情况.四川消防网（www.sc119.gov.cn）
[3] 范维澄,刘乃安.火灾安全科学—一个新兴交叉的工程科学领域.中国工程科学.2001年1月第3卷第1期,6～14
[4] 华商报.2004年2月16日
[5] 林娜.中国网通加强安全管理.通信世界.2003年第23期,8
[6] 陈涛,袁宏永,范维澄.火灾探测技术研究的展望.火灾科学.2001年第10卷第2期,108～112
[7] 潘刚.火灾探测报警技术发展趋势. 消防科学与技术.2002年第1期,29～38
[8] 火灾自动报警系统设计规范（GB50116—98）.中华人民共和国建设部.1998年
[9] 潘刚.城市火灾探测报警与消防通信新技术.浙江消防网
[10]李力.中国火灾探测技术的现状及其发展趋势. 火灾科学.2001年第10卷第2期,116～120
[11]IEI.VESDA E70-D Intelligent Addressable HSSD Detector Operator’s Handbook. Iei,1992
[12]张永世.智能建筑中火灾自动报警系统的设计.山西建筑.2003年18期
[13]李宝祥,刘洪.无人值守通信机房环境安全管理系统.电信快报.1998年第10期
[14]秦科雁.通信机房消防解决方案.通信市场
[15]Thomas J. McAvoy, James Milke, Tekin A. Kunt. Using Multivariate Statistical Methods to Detect Fires [J].Fire Technology, 1996,32(1)
[16]傅维镳,张永廉,王清安. 燃烧学.北京：高等教育出版社.1989,57
[17]杨泗霖.防火与防爆.北京：首都经贸大学出版社.2000,21～22
[18]Asheae Fire and Smoke Control. Technical Data Bulletin. American Society of Heating, Refrigeration and Air Conditioning Engineers, Atlanta, Ga.1985
[19]陈南.智能建筑火灾监控系统设计.北京：清华大学出版社，2001，8
[20]V Babrauskas, S J Grayson. Heat Release in fires. U. K. E&FN SPON,1996
[21]黄文.现代火灾报警系统简介.劳动安全与健康.2001年第1期,44
[22]吴龙标，袁宏永.火灾探测与控制工程.合肥：中国科学技术出版社，1999，50～127
[23]李丽娜.火灾探测器浅析.信息技术.2003年第7期,67～70
[24]刘世良,潘一平.火灾多元复合探测技术的现状与发展.消防技术与产品信息.1998年第4期,21～25
[25]徐春燕.火灾探测技术的发展及其应用. 鞍钢技术.2000年第9期,60～63
[26]程晓肪,王瑞芳,张维农等.火灾探测的原理和方法,中国安全科学学报,1999年第1期,24～28, 1999年第2期,1～4
[27]Okayama Y. A Primitive Study of a Fire Detection Method Control by Artificial Neural Net. Fire Safety Jounal,1999,17(6):535～553
[28]徐琼,詹福如,苏国锋等.火灾烟雾探测技术的发展与探讨.火灾科学.2002年,第2期,113～120
[29]董威.电信机房火灾探测器的选用.建筑机械化,2001年第5期,63～64
[30]沈斐敏,林福森,许锡源.安全系统工程与实践.北京：煤炭工业出版社,1991,38
[31]Singer D.A Fuzzy Set Approach To Fault Tree and Reliability Analysis.Fuzzy Sets and Systems,1990,34:145～155
[32]康正发,黄培清.基于可能性分布的模糊事故树分析. 系统工程理论方法应用.1999年第2期,66～71
[33]陈南.电气防火安全技术.呼和浩特：内蒙古人民出版社,1998,143
[34]赖家文.现代电信机房的火灾危险性及预防措施. 消防技术与产品信息.1998年第4期
[35]赖世能,石莹.电缆强电入侵起火告警技术.电信技术,2003年第5期,66～71
[36]王桂超.通信机房配线架强电入侵的类别分析.电信技术,2003年第4期,73～74
[37]陈万复,张怀仁,按键电话机的原理与维修.北京:人民邮电出版社1990，66
[38]黄文聪，陈子浩.电气火灾隐患的诊断和改进方法.消防科学与技术，2000年第3期,60～65
[39]马龙.导线电缆火灾特性研究.消防产品与技术信息.2002年第2期,32～35
[40]聂磊,吴龙标.静电火灾的产生及其防治.人类工效学.1997年第1期,31～35
[41]霍然,胡源,李元周.建筑火灾安全工程导论.合肥：中国科学技术出版社,1999,87～90
[42]程远平,李增华.消防工程学.徐州:中国矿业大学出版社,2002,50
[43]周志敏,周纪害.网络数据线缆的外特性.国际线缆与连接,2003年第1期
[44]袁建国.室内光缆燃烧性能的初步探讨. 现代有线传输.2000年第3期,9～13
[45]Rober W. Armstong ,James Mason, Arun Kumar, E . Hall. Thermally Induce Failure of low-Voltage Electrical Nonmetallic-Sheathed Cable Insulation[J]. Fire Technology,1999,35
[46]袁宏永,赵建华,范维澄等.电气线路火险隐患与运行设备故障隐患在线热诊断系统.火灾科学.1999年第2期,50～55
[47]何沛.线型定温火灾探测器及其工程应用. 消防技术与产品信息.2002年第5
期,22～24
[48]Bukowski R W,Mulholland G W. Smoke Detector Design and Smoke Properties.NBS Technical Note,1978
[49]公安部消防局.建筑设计消防工程技术.北京:新华出版社.1999,397～399
[50]刘志欣,杨志云.智能火灾探测器的设计技术. 消防产品与技术信息.2003年第1期,30～32
[51]刘君华.智能传感器.西安：西安电子科技大学出版社.1999，211
[52]Bowen M and Smith G. Considerations for the Design of Smart Smart Sensors. Sensors and Actuators (A ), 1995,47(19)
[53]徐斐,郝沼润,刘建平.火灾自动报警系统的智能算法. 消防产品与技术信息.2001年第1期,30～33
[54]Guettinger and A Scheid weiler, New ways to wards a solution of the False Alarm Problem. Fire safety science-proceeding of the Second International symposium
[55]白锐,张晓峰.火灾报警联动系统的抗干扰设计.消防产品与技术信息.2001年第9期
[56]赵毅,李凝信.有害气体控制工程.北京:化工出版社,2001，23
[57]林肇信.大气污染控制工程.北京：高等教育出版社，1990，87～92
[58]Notifer公司.先进的火灾探测技术，消防产品与技术信息.1998年第1期,32～33
[59]J. Klose& R. Siebel. A fire Detection Algorithm Using Second Order Ststistics. Fire Safety Science (Proceedings 3. International Symposium) Elsevier appl. Science Publ, London, 1991
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