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摘 要：火灾监控系统作为当前各类建筑中设备自动化系统的一个子系统,是建筑防火安全体系的核心与消防系统集成的关键.但由于其自身特点,如结构复杂、易受环境影响、故障率偏高等很多影响可靠性的因素的存在大大削减了系统本应具有的监控能力,因此需要通过一定的评定手段来进一步提高火灾监控系统的可靠性,降低系统的误报率,防止控制误启动.
关 键 词：火灾监控系统；层次分析法；可靠性
1引言
1.1研究的背景和意义
根据可靠性理论,可靠性分析的前提是确定系统的结构.国家标准《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-1998）规定,火灾监控系统一般由火灾探测器、输入输出模块、各类火灾报警控制器和消防联动控制设备等共同构成.通过结合故障树分析法与层次分析法建立合适的数学模型对其可靠性进行评定可以有效地分析火灾监控系统发生故障的因素的主次关系,从而可以提高整个系统运行的稳定性,以针对不同的实际情况采取相应的措施,保证在节约成本省时省力的前提下达到火灾监控系统最佳工作状态.
1.2国内外研究现状
近年来,世界各发达国家已把可靠性技术和全面质量管理紧密地集合起来,有力的提高了产品的可靠性水平.在火灾监控系统中,一般由火灾探测器和报警控制器来完成火灾探测功能.火灾探测技术是传感技术和火灾探测算法相互结合的产物,其实质是将火灾中出现的物理特征,利用传感器进行接收,将其变为易于处理的物理量,通过火灾探测算法判断火灾是否发生.火灾探测器是探测和预报火灾的信息源头,其灵敏度、可靠性、响应速度、抗干扰能力、误报率的高低直接决定了火灾探测和预报的成败.美国在可靠性的理论研究及工业应用方面堪称是代表.
在我国,最早是由电子工业部门开始可靠性工作的,在60年代初进行了有关可靠性评估的开拓性工作.我国火灾监控系统起步较发达国家晚几十年,在此方面所进的可靠性分析也相对要晚.早前中国火灾科学国家重点实验室与日本国立消防研究院共同合作,在合合肥完成了迄今国际上最大规模的火阵列羽流与火旋风实验,这也标志着中国火灾科学研究已达到国际领先水平.但同国外相比,还是存在一定差距,主要表现在可靠性、稳定性差,未能很好的解决探测器灵敏度和误报率之间的矛盾等.同时还需要发展新的火灾判定依据、新的火灾识别模式和基于此的火灾探测器或复合探测器.同时向智能化方向发展,与各种新技术相结合发展,以提高系统的可靠性.
1.3论文研究的内容、目的
火灾监控系统是以火灾为监控对象,可以及时发现和通报火情,并采取有效措施控制和扑灭火灾,及时采取灭火、疏散等措施,最大限度地降低因火灾带来的损失,因此对其进行可靠性分析非常重要.根据可靠性理论,可靠性分析的前提是确定系统的结构,在火灾监控系统设计中,决定系统结构的关键是部件,即探测器的选型.本课题主要是通过建立合适的数学模型对其可靠性进行评定可以有效地分析火灾监控系统的提高整个系统运行的稳定性,针对不同的实际情况采取相应的措施,以保证在节约成本省时省力的前提下达到火灾监控系统最佳工作状态.
2可靠性方法
2.1可靠性简介
可靠性是一门新兴的工程学科.近年来,世界各发达国家已把可靠性技术和全面质量管理紧密地集合起来,有力的提高了产品的可靠性水平.可靠性的评价可以使用概率指标或时间指标,这些指标有：可靠度、失效率、平均无故障工作时间、平均失效前时间、有效度等.可靠性是与电子工业的发展密切相关的,电子产品的复杂程度在不断增加,电子设备的使用环境日益严酷导致产品失效的可能性增大,电子设备的装置密度不断增加,可靠性已经列为产品的重要质量指标加以考核和检验.
2.2可靠性分析步骤及方法
可靠性问题有它本身的结构,且反过来刺激了概率论中一些新领域的发展.因此,可靠性数学成了应用概率和应用数理统计的一个重要分支.同时,在可靠性的研究中,又与决策问题和各种最优化问题有紧密的关系,这又决定了可靠性数学又是运筹学的一个重要分支.可靠性的分析步骤主要可分为：确定可靠性目标、可靠性数据采集、选择方案分析、可靠性评审.
火灾监控系统可靠性分析问题是一个多目标、多准则的复杂决策问题,分析应从多个角度进行,同时也应建立较强的层次关系.根据以上列出的方法的使用范围和特点,较合适的方法有模糊综合评价法、层次分析法及故障树法,具体选用哪种方法要综合考虑分析的过程.
3火灾监控系统功能分析
3.1火灾监控系统结构、组成及工作原理
火灾监控系统是以火灾为监控对象,根据防火要求和特点而设计、构成和工作的,是一种及时发现和通报火情,并采取有效措施控制和扑灭火灾而设置在建筑物中或其他场所的自动消防设施.火灾监控系统可提高建筑物中或其他场所的防灾自救能力,是将火灾消灭在萌发状态,最大限度地减少火灾危害的有力工具.一般由火灾探测器、输入输出模块、各类火灾报警控制器和消防联动控制设备等共同构成,火灾监控系统应根据被保护对象的特点和要求,综合考虑建筑物的规模性质、火灾荷载、火灾危险性、疏散和扑救的难易程度、火灾事故的可能后果等因素,确定相应的系统设计形成并完成设备配套.
3.2火灾监控系统故障原因分析
由于火灾监控系统结构及组成复杂,因此对其危险性分级也较困难,笔者此次制作了一份针对消防安全重点单位火灾监控系统建设的调查问卷,对象是实习所在城市张家界市所有消防安全重点单位,通过问卷调查的形式综合考察单位现有火灾监控系统出现故障的主次因素从而实现危险性分级.调查问卷从火灾监控系统自身硬件故障、外界干扰因素及管理因素等方面出发,综合考察了火灾探测器、输入输出模块、各类火灾报警控制器、消防联动控制设备、电源、线路等硬件设施工作状态及用后维护、管理以及人员值班管理等各方面的基本情况,从而作为衡量火灾危险性分级的一部分依据.
4提高火灾监控系统可靠性的方法
4.1硬件设备方面
为提高火灾监控系统的可靠性,则需要优化系统设计,提高硬件质量并加强维护,总体说来要从硬件选型、施工、维修各方面严要求.
4.2管理方面
管理方面,合理处理好人与机和环境的接口,提高人员素质是必需.在火灾监控系统安装调试完毕后,用户应将设计、施工、安装单位移交的有关系统的施工图纸和技术资料,安装中的技术记录、系统各部分的测试记录、调试开通报告、竣工验收情况报告等加以整理,建立技术档案,妥善保管,以备查询.同时,还应建立相应的操作规程、值班人员职责、值班记录、显示系统在所保护建筑物内位置的平面图或模拟图、系统运行登记表、设备维修记录等,以使管理人员在工作中有章可循.
5结论
本文研究了可靠性分析的方法,结合火灾监控系统的组成和主要功能,依据各类规范建立了影响火灾监控系统可靠性因素故障树层次关系,在指标选取、评价模型构建、软件分析计算等一系列过程中,得到了以下几方面结论：
（1）构建了影响火灾监控系统可靠性因素故障树层次关系.
（2）计算分析后所得结果表明：影响火灾监控系统可靠性的因素中,管理因素占主导,其次则为硬件设备故障与外界环境干扰.