视频分析技术在火灾调查中的应用

周游

摘要：火灾是十分常见的灾害，会造成严重后果，而应用视频分析技术可以提升火灾调查效率。基于此，利用分析法等方法对视频分析技术在火灾调查中的应用进行简要分析，以期为相关研究提供帮助。从分析结果来看，帧频分析法、特征分析法、光线传播法等方法都在火灾调查中发挥着重要作用，可以为火灾调查指明方向、提供证据。为此，应提高对视频分析技术的重视程度，并通过构建视频分析系统、灵活应用辅助技术等手段促进视频分析技术的应用。

关键词：视频；火灾；调查

火灾事故的时有发生，对人们的生命财产安全造成了严重威胁。在技术水平不断提升的过程中，视频分析技术已经成为调查事故原因、追究事故责任的关键手段，为此应通过有效手段充分发挥视频分析技术在火灾调查中的作用。

1 视频分析技术与火灾概述

1.1  视频分析技术

视频分析技术指的是利用计算机图像视觉分析技术对视频场景当中的背景与目标进行分析[1]。视频分析技术属于人工智能与仿生学的分支，融合了模式识别技术、图形学等多种先进技术，可以在监控图像与图像描述之间构建完善的映射关系，也可以对运动目标的行为进行追踪分析。

视频分析技术具有三个特点：第一，动态性。视频分析技术可以动态性展现火灾事故的发生过程，增强火灾调查的准确性。第二，真实性。与传统的火灾调查方式相比，视频分析技术可以有效保障调查数据的真实性，并克服主观因素对火灾调查的影响。第三，简单性。视频资料的处理难度较小，可以直接通过快放、慢放、倒放等操作进行处理。

1.2  火灾

火灾指的是在时间或空间上失去控制的燃烧所造成的灾害，是最经常发生的灾害之一，会对人们的生命财产安全造成严重威胁。根据可燃物的类型与燃烧特性可以将火灾分为A、B、C、D、E、F六种类型，其中A类火灾指的是固体物质火灾，主要是由有机物质燃烧引起的；B类火灾指的是液体或可熔化固体物质火灾，一般是由乙醇、沥青等材料引起的；C类火灾指的是气体火灾，多由甲烷、天然气引起；D类火灾为金属火灾；E类火灾为带电火灾；F类火灾指的是烹饪物火灾[2]。根据火灾的严重程度可以将火灾分为特别重大火灾、重大火灾、较大火灾以及一般火灾等类型。

2 在火灾调查中应用视频分析技术的意义

2.1  有利于提高火灾调查效率与质量

应用视频分析技术可以为火灾调查提供新的思路与手段，继而提高火灾调查的效率与质量。之前大多数调查人员都是通过现场勘察、询问等手段分析火灾的原因，可能会出现分析结果错误等问题。而应用视频分析技术可以在节省资源的同时还原火灾事故现场，增强火灾调查的准确性。

2.2  有利于完善相关证据

部分火灾事故缺乏人证、物证，而应用视频分析技术可以为火灾调查提供相关证据，因此需要提高对视频分析技术的重视程度。视频分析技术是以监控视频为基础的，监控视频当中含有诸多信息，例如起火位置、火势蔓延情况，可以为调查人员提供火灾现场的第一手资料[3]。同时，调查人员也可以利用专业设备录制火灾现场的情况，为火灾调查提供支持。

2.3  有利于加大技术支撑力度

火灾调查的专业性与复杂性较强，传统的调查技术无法满足实际需求。而在技术水平不断提升的过程中，无论是信息系统还是数据库系统都在不断完善，可以为视频分析技术的应用提供支持，继而提高火灾调查的效率与质量。应用视频分析技术与信息系统可以为火灾调查提供更多的资料，例如调查人员可以利用网络技术查询火灾事故的相关参数，并根据这些参数进行视频分析，为火灾调查提供技术支持。

3 视频分析技术在火灾调查中的应用

3.1  帧频分析法的应用

帧频指的是每秒钟显示或放映的帧或图像的数量，多被应用在电视、电影以及视频的同步音频与图像当中。视频帧频的标准性较强，所以每一秒都可以从视频中提取标准数量的画面，例如24帧画面、25帧画面或30帧画面等。利用帧频分析法可以调查火灾的发生过程与原因，多被应用在火灾爆炸现场、火源移动现场、纵火现场以及起火物质发展现场等。在火灾调查中应用帧频分析法可以将肉眼捕捉不到的画面转变为帧频画面，调查人员就可以利用帧频画面进行细节分析与处理，从而掌握火灾的发生原因[4]。

例如，2009年9月30日东莞市某酒店的厨房发生了燃油泄漏爆炸事故，该厨房当中的监控设备详细记录了火灾发生的全过程，所以火灾调查人员利用帧频分析法对火灾视频进行了细节分析，明确起火源头为地面上的明火炉具。从实际情况来看，此次火灾的发展速度较快，在1s之内就燃起了大火，如果不利用帧频分析法便无法明确起火源的具体位置。

3.2  特征分析法的应用

特征分析法指的是根据火灾的特点进行火灾调查与分析。不同类型的火灾产生的烟雾以及光照强度不同，且不同类型火灾涉及的燃烧物不同，所以可以将火灾划分为阴燃、明火、液体流淌以及气体爆炸等类型。其中阴燃指的是没有明显燃烧现象的火灾，主要是由纸张、纤维素板、多孔热固性塑板等物质引起的。而气体爆炸指的是煤气爆炸、天然气爆炸引起的爆炸类火灾。调查人员可以根据起火场所中监控视频所拍摄的光照强度、烟雾流动速度等特征分析引起火灾的物品，从而明确起火原因。

例如，2014年3月某工厂突然发生火灾，且在极短的时间内烧毁了卷帘门，整个空间都充满了火焰，最终依据视频进行特征分析發现这场火灾是由可燃气体爆炸造成的。某工厂内部产生了大量的烟雾，且火光强度较大，产生了不完全燃烧物，这就属于明火。此外，某工厂的火灾蔓延速度非常快，旁边的人根本来不及躲避，且上方没有出现火灾蔓延的情况，这就属于液体流淌燃烧。

3.3  光线传播法的应用

在客观条件等因素的限制下，大多数火灾现场的监控设备并不能覆盖所有的火灾区域，也不能记录火灾的全过程。所以调查人员获取的监控视频可能是偏离起火位置的视频或火灾片段视频。为此，调查人员就需要利用光线传播法进行火灾调查。从几何光学的角度来看，光线是以直线传播为基础的，且光线的方向与光能的传播方向一致[5]。同时，光传播过程中会出现折射、反射等情况。所以调查人员可以根据火灾初期时火焰的光线传播方向以及强度变化情况判断起火点的大概方向，之后再通过勘察等方式明确起火位置。且调查人员可以根据火光的反射情况以及折射情况分析火势蔓延情况。

例如，2015年4月某车间出现火灾，影响到了旁边的仓库，且仓库当中的物品较多，所以仓库的燃烧情况更严重，损失也更大。但是只有该车间的门口有监控设备，且该监控设备并没有拍摄到起火过程，所以调查人员就利用光线传播法分析了火源的光线传播情况，判断了起火位置。

3.4  逻辑思维辩证法的应用

能够引发火灾的因素有很多，视频中也存在有价值信息和无价值信息，因此在进行火灾调查时调查人员应根据自身经验提取有价值的监控视频并分析出重要线索。在这一过程中调查人员需要灵活应用逻辑思维辩证法，将杂乱无章或看似没有关系的视频画面放置在一起，并对视频中的人員、物品、光线等各个方面进行综合分析，从而明确火灾原因。

例如，2013年5月广东省某作坊出现了十分严重的火灾事故，造成了多人死亡。在现场勘验中发现起火位置在该作坊一楼楼梯口周围，起火物质是该作坊生产原材料（海绵原材料）。经过调查分析发现该起火现场不存在电气故障问题、用火不慎问题，但不能排除外来火源等因素。在没有目击证人的情况下，调查人员对视频录像进行了综合分析。通过录像发现，在起火的前2 h内有一个小女孩在作坊门口玩耍，且手中一直拿着类似于打火机的物品。之后调查人员就利用逻辑思维辩证法将视频内容与现场勘察结果进行结合，并根据这些线索进行排查，最终发现就是由小女孩手中的打火机引起的火灾。

4 优化视频分析技术应用效果的策略

4.1  构建视频分析系统

视频分析系统在火灾调查中发挥着重要作用，因此调查人员需要利用先进的技术手段构建智能化视频分析系统，利用分析系统对目标对象进行分类识别与行为分析，从而为火灾调查提供助力。在构建视频分析系统时应完善系统功能，确保系统具有数据采集、数据分析、视频分析与处理等功能。第一，数据采集与分析功能。视频分析系统的数据采集与分析功能可以通过云平台以及监控设备采集火灾视频图像，并利用交换机、视频服务器对视频信号进行转换与编码，通过终端存储和显示视频信息[6]。第二，视频分析与处理功能。视频分析与处理功能可以从监控视频当中获取预设目标，根据目标特点对其进行分类处理。同时，可以根据分析功能对目标对象的行为与动作进行分析，判断其行为是否与火灾有关。例如，在火灾调查过程中应用智能分析功能可以自动提取火光的亮度、颜色、面积以及火焰的运动特征等参数，从而充分了解火灾特点。第三，实时监控功能。调查人员可以利用该功能随时查看火灾视频画面。第四，远程控制功能。调查人员可以利用软件对火灾现场的监控设备进行远程控制，例如进行镜头调整、云台控制等。第五，视频存储功能。调查人员可以利用该功能存储视频图像。

4.2  灵活应用辅助技术

在火灾调查过程中，调查人员不仅需要应用视频分析技术，也需要应用数字影像等辅助技术，为视频分析技术的应用提供助力。第一，数字影像技术。若火灾现场没有监控设备或监控设备处于较为偏僻的位置，就会影响到视频分析技术的应用。而利用数字影像技术可以详细记录火灾现场的情况，全面捕捉火灾蔓延的痕迹，从而再现火灾过程。例如，调查人员可以利用摄像头或红外照相机拍摄火灾蔓延的情况，之后将拍摄录像上传至计算机系统中，利用视频分析技术分析火灾画面，从而分析引起火灾的原因。第二，计算机火灾模拟技术。在火灾调查过程中应用视频分析技术可以对火灾进行全面评估与调查，应用计算机模拟技术可以对火灾环境条件进行全面模拟，例如对建筑构件的材料以及消防设备进行全面模拟，这样不仅可以进行技术鉴定，也可以进行模拟实验，从而为火灾调查提供依据。在应用计算机模拟技术时，技术人员可以利用火灾传播知识、燃气动力学等知识构建应变数字模型，从而再现火灾现场，为视频分析技术的应用提供支持。第三，现代计算机技术。调查人员可以利用现代计算机技术绘制火灾现场图，准确反映火灾现场的位置以及周边环境，促进视频分析技术的应用。例如，调查人员可以利用3D Max技术绘制火灾现场的三维立体图像[7]。

4.3  积极引进分析设备

火灾现场的环境较为恶劣，其中烟雾、高温等因素会对现场的监控设备造成影响，继而导致监控视频的清晰度不符合要求。部分火灾现场的监控设备存在一些问题，例如质量差、存在故障等，也会影响到火灾视频的质量。在这种情况下，调查人员无法获取清晰的火灾视频，更无法灵活应用视频分析技术。为此，应积极引进视频分析设备，全面记录火灾发生过程，提升视频信息的参考价值。例如，可以引进无人机等空中拍摄设备，从而避免火灾对设备造成影响，增强视频信息的全面性；引进移动摄像头、红外摄像机等设备；引进先进的视频分析设备，提高分析质量。

4.4  提高调查人员的视频分析能力

调查人员的视频分析能力不仅会影响到视频分析技术的应用，也会影响火灾调查结果，因此应提高调查人员的视频分析能力。第一，可以聘请经验丰富的专家，打造火灾调查专家队伍，由专家队伍带领调查人员进行视频分析与火灾调查。第二，应加大对调查人员的培训力度，让调查人员充分了解如何应用监控视频、如何提取有价值的视频画面，从而为火灾调查提供相应的证据。

4.5  增强视频采集与应用的规范性

从实际情况来看，大多数调查人员都不是特别了解视频的特点与采集方式，所以出现了采集不规范、错过采集时间、介质保存不当等问题。为此，应制定统一的视频采集与应用标准，让调查人员严格按照相关标准进行视频采集与应用。同时，应完善视频分析制度，利用规章制度约束调查人员的行为，避免出现人为破坏等问题。

4.6  提升视频分析的思维深度

监控视频记录了火灾的发展过程，其中部分画面具有隐性等特点，需要深入挖掘、反复观察与思考。因此，在利用视频分析技术进行火灾调查时应加深视频分析的深度。调查人员应不断研究视频内容，增强自身的敏锐性，将视频图像与现场勘察结果、人员信息、物证信息以及车辆信息结合起来，突破传统思维的限制。

5 结语

火灾是生活当中十分常见的灾害，不仅会影响到人们的生命财产安全，也会影响社会稳定，只有做好事故调查工作才能夠减少火灾的发生。火灾调查的难度相对较大，传统的调查技术无法满足调查需求。而视频分析技术这种新兴技术可以为火灾调查提供支持，因此需要灵活应用帧频分析法、特征分析法等分析技术，并构建视频分析系统、提高调查人员的视频分析能力，从而提高火灾调查质量。

参考文献：

[1]卢京明.视频分析技术在火灾事故调查中的应用[J].消防界（电子版），2021，7（21）：49+51.

[2]闫家伟，张苗，宋文华.智能视频分析技术在火灾防控中的应用[J].南开大学学报（自然科学版），2021，54（3）：108-112.

[3]单祎.论视频分析技术在火灾事故调查中的作用[J].科技资讯，2021，19（17）：10-12.

[4]谭佳松.视频分析技术在一起火灾复核案件中的应用[C]//.2020中国消防协会科学技术年会论文集，2020：908-913.

[5]陈轶毅.视频分析技术在钢铁生产企业火灾隐患检测中的应用[J].无线互联科技，2019，16（17）：145-146.

[6]武少波.视频分析技术在一起库房火灾事故调查中的应用[J].门窗，2019（12）：291+294.

[7]王冠宇，董雷，杨玥.光纤光栅测温结合视频分析在公路隧道火灾监测中的应用[J].交通科技，2017（1）：112-114+118.

Application of video analysis technology in fire investigation

Zhou You

（Fushun Municipal Fire and Rescue Brigade， Liaoning Fushun 113000）

Abstract： Fire is a very common disaster with serious consequences， and the application of video analysis technology can improve the efficiency of fire investigation. Based on this， the application of video analysis technology in fire investigation is briefly analyzed by using analysis methods and other methods， hoping to provide help for related research. From the analysis results， frame rate analysis method， characteristic analysis method， ray propagation method and other methods all play an important role in fire investigation， which can point out the direction and provide evidence for fire investigation. To this end， we should pay more attention to video analysis technology， and promote the application of video analysis technology by building video analysis systems and flexible application of auxiliary technologies.

Keywords： video; fire; investigation