浅谈船舶火灾智能监控系统

李兴宁++刘荣进

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2015.36.040

摘 要：鉴于船舶结构的复杂性和环境的特殊性，船舶一旦发生火灾，很难得到及时有效的消防外援，其危害程度远远大于陆地上火灾，船舶火灾智能监控系统肩负着探测火灾隐患、保障人们生命和财产安全的重任，该文简要介绍了船舶火灾的成因及特点，对船舶火灾智能监控系统的研究现状及发展趋势进行了讨论，研制超早期、人性化的智能火灾防控系统对船舶安全具有重大意义。

关键词：船舶 火灾 智能 监控

中图分类号：U66 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）12（c）-0040-02

船舶火灾是比较常见而且有着很大危害性的船舶事故，火灾发生时船上乘务人员的疏散、所载货物的转移等工作难度极大，多数情况下甚至是无法实施。就火灾造成的危害程度而言，船舶火灾远远大于陆地火灾，船上乘务人员的生命安全受到极大威胁，极易造成不可挽回的生命财产损失。鉴于船舶消防的复杂性及特殊性，国内外消防科研机构开展了相关对策的研究，能否对船舶火情及时、精准、可靠地探测识别，能否早期预警、有效报警和可靠联动灭火一直是船舶消防报警单位研究、关注的焦点。

1 船舶火灾的成因及特点

1.1 船舶火灾的成因

按照使用性质，船舶可分为： 客船、货船、储油船和军船等，但是不论什么样的船舶，它们都存在着许多相似的地方，各种船舶也都存在许多类似的火灾隐患，容易引起火灾的主要部位一般为厨房、生活舱、机舱和货舱等地方。而从火灾调查的角度来看，可以分为意外火灾、电气火灾、明火火灾以及人为纵火。

1.2 船舶火灾的特点

各类船舶虽然在制造方法、用途结构等方面有所差异，但就船舶消防而言，通常具有一些共同的特点。

（1）火点隐蔽，不宜发现。货舱中通常装载大量货物，如果货物内部具有微小火源或者产生自燃，在起火早期是难以发觉，只有己经蔓延扩大，产生大量烟雾时才能发现，即使这样，此时也很难确定具体的起火点。

（2）可燃物质多。虽然现代船舶的生活、工作舱室内装修材料在标准、结构方面作出了严格的防火要求和规定，但是装饰门窗、板壁时，仍有采用化学纤维、聚氯乙烯板、胶合板等可燃、阻燃材料；舱室内的帘布、地毯、床铺、家具等也多数由可燃材料制造，特别是客船的客舱，火灾荷载相当大。

（3）客（货）运载量大。船舶是客货运载量最大的运输工具，普通沿海和远洋货船的载重吨位一般在几万吨级左右；散装货船的载重吨位可达十几到二十几万吨级；液化气船、油船的载重吨位可达二三十万吨级，国外造出的超级油船已有五十万吨级；集装箱船可装载重上千标准箱；而客船一般是数百人至两千人左右的载重量[1]。

（4）燃油储量大。船舶通常采用汽油、柴油、重油等为主机、辅机及其它机器设备提供燃料，另外还有许多润滑油。在各类交通运输工具中，船舶的燃油储量是最大，远洋船舶燃油储量的估算是按照船舶载重量的10%。一艘载重量为十万吨级的货船，其燃油储量一般估算为八千吨至一万二千吨左右[1]。

（5）热传导性能强。船体结构是采用钢板制造，钢板热传导性能比较强，起火后被迅速加热变成导热系数很大的物质。通过焊接而成一体的船体钢板的热传导可以引燃附近的可燃物质，继而火势扩大，又迅速增加船体钢板的温度，降低钢板的强度，使船体钢板出现热胀变形，失去承重力。

（6）结构复杂。船舶为水上交通工具，既要运载旅客和货物，又是船员工作和生活的场所，配有各种机器设备和功能舱室，船舶空间结构相对复杂紧凑，舱内通道和楼梯比较狭窄，大多数舱门和出入口仅能容一人通过。

2 船舶火灾智能监控系统的研究现状及发展趋势

2.1 船舶火灾智能监控系统的研究现状

电子技术、计算机技术、新材料、人工智能及生物技术的发展，有力地促进了船舶火灾监控系统智能化的发展。智能化的火灾监控系统产品自问世以来，在传感器、通信系统、系统控制模式等方面已经经过多次的更新换代和技术改革。

目前，船舶火灾智能监控系统主要应用的是集中智能型火灾监控系统与分布智能型火灾监控系统。集中智能型火灾监控系统是将各个传感器采集到的温度变化、烟雾浓度等火情参数信息实时传送到主机控制器，控制器内部的智能软件对这些火情报警参数进行集中处理，继而做出正确的判别，集中智能型又称主机智能型，比较常用的有日本能美的火灾智能报警控制器。但是在大型船舶这样一个庞大而复杂的环境中，探测器和消防联动设备品种繁多，巡回检测周期长，而且控制系统内部的数据处理程序结构繁杂，使得报警系统可靠性下降，因此大型船舶不适宜装配集中式智能火灾监控系统。分布式智能火灾监控系统的各种探测器均带有微处理器，探测器和主机控制器都采用智能算法处理火灾信息，同时考虑环境因素和设备运行状态，对信息进行补偿，并将有用的信息实时反馈给控制器和探测器，全面体现出监控系统精准、可靠的火情探测、信号处理、传输报警、联网通信、监控显示及联动灭火等一系列功能，可有效地减少漏报率和误报率，大大提高了系统的监控精度以及反应速度。目前比较先进的分布式智能火灾报警系统有美国爱德华多重复合探测器及其火灾智能监控系统和德国MSR型火灾探测及报警系统[2]。国内的技术起步晚于一些发达国家，通过采取与发达国家的技术合作以及引进消化创新等措施，消防技术取得了巨大的成绩，首安工业消防有限公司自主研发的模拟量线型感温探测器及线型光纤感温火灾探测器、可恢复/不可恢复式线型感温探测器等产品已达到了国际领先水平，获得了多项国际发明专利和国际认证[3]。

2.2 船舶火灾智能监控系统的发展趋势

从目前的新产品研发和研究热点可以发现， 船舶火灾智能监控系统发展的总趋势是一直在朝着节点自主化、探测复合化、布局网络化及系统微型化等方向发展，以达到降低误报率、增加系统可靠性、提高检测灵敏度和扩大探测范围的目的。经归纳和分析，现阶段火灾探测及监控技术的研究方向主要为以下几个方面。

（1）节点自主化。节点自主化是使系统中的每一个节点模块能够自主模仿人的思维和行为，系统中每个节点都是一个智能单元。各个节点均能根据各自获取到的信息，通过人工神经网络、模糊逻辑等技术进行运算处理，自主决定未来的动作，减少了主控机的工作负荷。这样， 即使是庞大的火灾监测系统，所有的设备均能在火灾发生时做出快速的反应，最大程度地减少人员伤亡和经济损失，大大提高了系统的精准性及响应速度。

（2）布局网络化。布局网络化是对火灾监控区域进行单元化划分，每个控制单元均有自己的智能火灾探测系统与智能消防联动灭火系统，而且每个单元内部的控制器和节点也能够自成系统单元。通过物联网等计算机技术，使这些小的单元连接成一个庞大的系统，各个控制单元均可独立运行，但彼此之间又能进行数据交换、资源和信息共享，以达到相互显示和控制的效果。

（3）探测复合化。火灾发生时会伴有大量的热气体、烟雾、火光、声音等特征量的产生，这些物理特征对多参量的复合探测提供了可能。采用先进的化学技术和生物技术，结合具体场合的需求，利用新的材料就可以将部分功能整合至一个探测器，以提高探测器的灵敏度和准确度，这样在火灾探测场所中尚未形成火灾生成物时，超早期探测得到火情信号[4]，有利于火灾报警监控系统针对特殊场所的准确报警。

（4）系统微型化。通过超薄、模块集成化等一系列技术减少系统硬件的体积，采用总线制、少线制或无线的传输方式，减少网络中现场总线的使用，将部分具备特定功能的模块制成功能卡的形式，可以方便系统的升级、安装和维护。

3 结语

“以防为主，以消为辅，消防结合。” 同样是船舶消防工作贯彻的理念，船舶火灾智能监控系统肩负着探测火灾隐患、保障人们生命和财产安全的重任，系统的稳定性和可靠性在整个安全防范过程中是至关重要的因素。先进、可靠的船舶火灾智能监控系统使火灾探测更加灵敏、控制更加简便，对船舶安全具有重大意义。

参考文献

[1] 陈国良.船舶火灾特点及处置对策分析[J].水上消防，2015（2）：32-37

[2] 蔡晶.船舶火灾自动报警控制策略的研究[D].哈尔滨：哈尔滨工程大学，2013.

[3] 袁杨，张显库.船舶火灾监控新方法研究[J].中国航海，2010.33（4）；43-47

[4] 许多明.火灾探测技术的现状分析及发展趋势[J].价值工程，2015（22）：219-220.