故障树法分析火灾自动报警系统失效问题1引言’近十几年来，随着微电子技术的巨大发展，火灾自动报警系统在现代建筑消防工程中得到了广泛应用，并且所发挥的作用也越来越大。早期发现和确认火灾，同时向建筑内的人员警示火灾的发生，组织人员有序疏散，及时采取有效措施控制并扑灭火灾，减少或避免火灾损失，保护人身财产安全，这是火灾自动报警系统的根本目的。但鉴于火灾自动报警系统处于长期工作状态，环境条件变化，设备元器件性能变化及其他干扰等原因，系统的误报率较高。在英国，传统火灾自动报警系统的误报率远远超过真实火警，曾多达20:1；在瑞士，曾达4．2／百万小时；在德国，经40年的运行，最后方可达到1．1／百万小时。在我国，误报率也比较高。尽管现代火灾自动报警系统有可能使误报率至少减少一个数量级，但由于产品质量缺陷及不规范的设计、安装、使用等原因，致使火灾自动报警系统误报、漏报问题仍然是困扰其发展、应用的重要技术难题，提高火灾自动报警系统的可靠性已是当今火灾自动报警技术发展的必然趋势。，对于火灾自动报警系统整体可靠性的研究也只是处于定性或初步的探讨上。为便于对火灾自动报警系统的可靠性进行研究，本文选用了一种比较成熟的系统可靠性分析方法来研究火灾自动报警系统的可靠性，即故障树分析法|，它既可以定性的分析导致系统故障的原因，还可以定量的计算系统的故障率。因为对于火灾自动报警系统而言，最常见的故障就是误报和漏报，尤其是误报，因此，笔者仅从这两种情况着手来研究系统的可靠性。所谓误报，是指在没有发生火灾或其他异常状况的情况下，火灾自动报警系统误动作(例如误报警或错误启动联动装置等)。所谓漏报，是指在发生火灾事故时，火灾自动报警系统没有做出恰当的反应(例如发出报警信号或启动联动装置等)。2火灾自动报警系统的基本结构“火灾自动报警系统”实际上是“火灾探测报警和消防设备联动控制系统”的简称，它是依据主动防火对策，以被检测的各类建筑物、油库等为警戒对象，通过自动化手段实现早期火灾探测、火灾自动报警和消防设备连锁联动控制。所以，火灾自动报警系统主要包括了火灾探测及自动报警系统、自动灭火控制系统和消防疏导指示系统，其结构示意图如图1所示。在火灾自动报警系统中，火灾探测器长年累月地监测被警戒的现场或对象，当监测场所或对象发生火灾论文集徐晓虎等：火灾自动报警系统失效分析及控制对策研究时，火灾探测器监测到火灾产生的烟雾、高温、火焰及火灾特有的气体等信号并转换成电信号，经过与正常状态阈值或参数模型分析比较，给出火灾报警信号，通过火灾报警控制器上的声光报警显示装置显示出来，通知消防人员发生了火灾。同时，火灾自动报警系统通过火灾报警控制器启动警报装置，告诫现场人员投人灭火操作或从火灾现场疏散；启动断电控制装置、防排烟设备、防火门、防火卷帘、消防电梯、火灾应急照明、消防电话(投入指挥调度通讯以及分机和主机的直通电话)等减灾装置，防止火灾蔓延、控制火势和求助消防部门支援；启动消火栓、水喷淋、水幕及气体灭火系统及装置，及时扑灭火灾，减少火灾损失。一旦火灾被扑灭，整个火灾自动报警系统又回到正常监控状态。火灾判断标准人手动控制火灾探测器现场灭火装置报警控制器联动控制器正常状态阀值减灾装置3火灾自动报警系统失效(误报、漏报)分析虽然火灾自动报警系统失效概率相对较低，但在设计、安装和使用过程中出现的一些问题仍然可以发生故障和失误，进而可能导致系统失效。按故障发生的初始原因，大致可以分为3类：第一类是硬件故障。由于硬件的老化，质量缺陷和其它不确定因素造成元件和线路故障，也称随机故障。评估硬件系统可靠性主要指标之一是故障出现的平均间隔时间(MTBF)。第二类是系统失误。由于系统的设计、配置和应用不当而导致系统的失效，包括由外围设备及工作环境的原因而引发的故障。例如：设计上未达到安全控制的技术要求；由于软件系统的设计、生产缺陷及安装不当出现的失误；环境(高温、高湿、高压气象条件等)条件引发的故障；软件自身错误引起的故障；以及传感器产生错误信号和界面设计缺陷等。第三类是管理缺陷。由于管理者，决策失误和操作人员操作不当导致的系统失效。包括：系统维护不当；错误改动系统程序；输入数据不全或有误；输入信号的叠加错误和意外事件(自然灾害、计算机病毒入侵和人为破坏等紧急情况)等，这些管理缺陷都可能导致系统失效，甚至崩溃。火灾自动报警系统由大量元件组成，系统运行也十分复杂。在实际工作中，为了清楚地认识和判定系统的失效，也可以从系统的运行程序(包括时间序列和功能分类)分析产生故障的部位和原因，按照信息的前后传递过程，可大致把系统运行分成四个部分，即：传感器及其它端口输入的各类信号；信息传递、交互的通道；信息的筛选、统计、编程、分析过程与输出端口和受控设备(