隧道火灾红外在线监控系统

项目背景

近几年随着国内社会的不断发展，尤其是经济的飞速增长，给交通运输领域带来了巨大的挑战。伴随着出行人数的增多，交通运输的负担不断加重，由此带来的环境污染问题和安全问题不容忽视。目前许多国家都在迅速发展铁路、公路隧道和城市地铁交通来解决以上问题，与此同时，当前国内外隧道消防立法尚不健全，隧道防火条件不甚理想，同时隧道火灾事故不断发生，由此带来的危害引起各国对隧道消防安全问题的高度重视，因此促进了各国对隧道火灾事故的研究工作。

目前隧道大多通风排气设备不足，一旦隧道内起火，则会有大量有害气体以及烟雾堆积隧道内，严重时还会发生爆炸事故，事故一旦发生后续的救援尤为重要。如果依靠传统的可见光设备对隧道内进行监控，在有烟雾堆积时是无法看到火灾现场具体场景的，视野不佳的情况下贸然进去救援将会存在巨大的人身安全风险。因此一款可以穿透烟雾观测现场情况的设备尤为重要。

本方案采用红外热成像技术来解决烟雾较大的情况下视野受阻的问题。一般我们人眼能够感受到的可见光波长为：0.38—0.78微米。通常我们将比0.78微米长的电磁波，称为红外线。自然界中，一切温度高于绝对零度的物体都会辐射红外线，因此利用探测器测定目标本身和背景之间的红外线差，可以得到不同的红外图像，称为热图像。自然界所有温度在绝对零度（-273℃）以上的物体，都会发出红外线，红外线（或称热辐射）是自然界中存在最为广泛的辐射。大气、烟云等吸收可见光和近红外线，但是对3~5微米和8~14微米的红外线却是透明的。因此，这两个波段被称为红外线的“大气窗口”。我们利用这两个窗口，可以在有烟雾和粉尘的情况下依旧可以较为清晰地观察到前方的情况。

项目建设意义

隧道红外在线监控系统使用数字视频技术、计算机通信技术、网络技术，通过实时动态监控、记录查询、网络传输等方式，可实现对隧道内行驶车辆、火灾场景的智能化温度监控以及高清实时红外热图像预览。当检测到隧道内起火时，通过特有的红外DDE算法可消除大部分烟雾对视线的阻碍，直击火灾现场情况，给救援指挥部提供图像参考，并根据现场情况定制最佳救援方案。并再有救援人员前往火灾区域时，通过温度监控可实时监测起火点位置的温度变化，再经过数据分析了解二次爆炸的风险，以此最大程度上减少救援人员伤亡，并为救援过程提供明确方向。

根据安全管理的需求，可以在后端监控平台手动设置监控区域，通过报警与图像资源的整合、共享、实时、直观地了解和掌握监控区域的动态状况，适时布控、指挥、处置，有效提高火灾现场的救援效率，并保障救援人员的安全。

红外热成像仪：

①产品特性：

针对现场特殊的环境情况，红外热成像仪外加具备冷却功能的防护罩，设备内部探测器采用具有国际先进技术水平的法国进口ULIS非制冷式焦平面红外探测器，其工作寿命可达8-10年，在可以实现110592个像素点温度的实时探测的同时，可充分保证设备运行的稳定性。
系统采用红外数字图像细节增强（DDE）技术，用高速处理器先对原始目标信息进行分析，提取出有用灰度信息分布和无用灰度信息分布，然后大比例压缩无用信息灰度，小比例压缩甚至拉伸有用信息灰度，得到接近实际层次丰富的图像。如下图所示高炉内部，在存在粉尘的情况下开启DDE算法可增强画面细节。

设备整机在+70℃的高低温试验箱内进行老化试验及标定过程。通过现场实地勘察充分了解设备防范需求及环境情况。根据现场环境实际特点采用防爆护罩，可满足恶劣环境下的运行要求，以此保证设备的耐久实。
温度在线监控系统设计之初便留有丰富的接口，便于后期硬件和软件的更新以及升级工作。为此，设备采用模块式结构，可通过相关接口接入其他硬件。后台监控管理平台采用模块化算法，可通过网络升级或者本地固件升级等方式，以此提高系统的可塑性及多样性。
云平台合理利用云计算与超融合的架构，以统一的软件定义计算、存储、网络的框架，兼顾中心云计算和边缘计算的诉求，充分利用云端、边缘端以及设备端全路径的智能异构数据资源为客户提供强大的数据资产治理能力。

②产品参数：

型号	X384D600
红外分辨率	384×288
像素尺寸	17um
帧频	50Hz
工作波段	8～14um
测温范围	60～600℃
图像
成像距离	约20倍焦距至无穷远
测温模板	支持全局高低温追踪，支持点、线、矩形、椭圆测温模板，支持模板内高低温追踪
图像增强	自适应拉伸、手动增强
调色板	白热、黑热、铁红、红饱和等多种调色板
调焦方式	手动
数据
单帧温度	带温度信息的JPG图片格式
温度流	全辐射温度信息存储
视频	H.264标准视频格式，兼容通用视频播放软件
电气接口
电源	DC9～15V，典型功耗2.5W@25℃
模拟视频	NTSC/PAL
以太网	100/1000Base，支持TCP、UDP、IP、DHCP、RTSP、ONVIF等协议，内置Web Server，兼容主流NVR产品，提供SDK开发包
串口	RS485，支持Pelco云台控制协议
电动镜头	支持12V电动镜头
GPIO	1路磁隔离输入，1路继电器输出
环境参数
工作温度	-10～+60℃
储存温度	-40ºC～+85℃
湿度	非冷凝10%～95%
外壳防护	IP54
抗冲击性	25G
抗振动性	2G

平台介绍

客户端软件采用C/S模式与B/S模式相结合的开发模式，包括实时、数据两大常用功能模块和测温对象、设备、用户管理、告警、云台、录制管理六大相关基础管理模块。与此同时，提供组件化、标准化的Web API开放平台接口供其他系统使用，为客户提供强大且灵活的业务集成和数据集成能力。客户端软件的红外实时画面监测采用了业内领先的红外图像处理算法，使得设备展示出的红外画面具有更好的细节增强效果和更高的画面可调节精准性。此外，客户端软件可将相关配置数据实时同步云端，在云端对数据进行管理和分析，用户可通过云平台自定义设置异常的通知方式与通知联系人，通过客户端软件与云端应用相结合实现了智能化的控制体系，为迈向工业互联网数据智慧化决策打下坚实的基础。