視頻分析技術(shù)在火災(zāi)調(diào)查中的應(yīng)用

周游

摘要：火災(zāi)是十分常見的災(zāi)害，會造成嚴重后果，而應(yīng)用視頻分析技術(shù)可以提升火災(zāi)調(diào)查效率。基于此，利用分析法等方法對視頻分析技術(shù)在火災(zāi)調(diào)查中的應(yīng)用進行簡要分析，以期為相關(guān)研究提供幫助。從分析結(jié)果來看，幀頻分析法、特征分析法、光線傳播法等方法都在火災(zāi)調(diào)查中發(fā)揮著重要作用，可以為火災(zāi)調(diào)查指明方向、提供證據(jù)。為此，應(yīng)提高對視頻分析技術(shù)的重視程度，并通過構(gòu)建視頻分析系統(tǒng)、靈活應(yīng)用輔助技術(shù)等手段促進視頻分析技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：視頻；火災(zāi)；調(diào)查

火災(zāi)事故的時有發(fā)生，對人們的生命財產(chǎn)安全造成了嚴重威脅。在技術(shù)水平不斷提升的過程中，視頻分析技術(shù)已經(jīng)成為調(diào)查事故原因、追究事故責(zé)任的關(guān)鍵手段，為此應(yīng)通過有效手段充分發(fā)揮視頻分析技術(shù)在火災(zāi)調(diào)查中的作用。

1 視頻分析技術(shù)與火災(zāi)概述

1.1? 視頻分析技術(shù)

視頻分析技術(shù)指的是利用計算機圖像視覺分析技術(shù)對視頻場景當(dāng)中的背景與目標進行分析[1]。視頻分析技術(shù)屬于人工智能與仿生學(xué)的分支，融合了模式識別技術(shù)、圖形學(xué)等多種先進技術(shù)，可以在監(jiān)控圖像與圖像描述之間構(gòu)建完善的映射關(guān)系，也可以對運動目標的行為進行追蹤分析。

視頻分析技術(shù)具有三個特點：第一，動態(tài)性。視頻分析技術(shù)可以動態(tài)性展現(xiàn)火災(zāi)事故的發(fā)生過程，增強火災(zāi)調(diào)查的準確性。第二，真實性。與傳統(tǒng)的火災(zāi)調(diào)查方式相比，視頻分析技術(shù)可以有效保障調(diào)查數(shù)據(jù)的真實性，并克服主觀因素對火災(zāi)調(diào)查的影響。第三，簡單性。視頻資料的處理難度較小，可以直接通過快放、慢放、倒放等操作進行處理。

1.2? 火災(zāi)

火災(zāi)指的是在時間或空間上失去控制的燃燒所造成的災(zāi)害，是最經(jīng)常發(fā)生的災(zāi)害之一，會對人們的生命財產(chǎn)安全造成嚴重威脅。根據(jù)可燃物的類型與燃燒特性可以將火災(zāi)分為A、B、C、D、E、F六種類型，其中A類火災(zāi)指的是固體物質(zhì)火災(zāi)，主要是由有機物質(zhì)燃燒引起的；B類火災(zāi)指的是液體或可熔化固體物質(zhì)火災(zāi)，一般是由乙醇、瀝青等材料引起的；C類火災(zāi)指的是氣體火災(zāi)，多由甲烷、天然氣引起；D類火災(zāi)為金屬火災(zāi)；E類火災(zāi)為帶電火災(zāi)；F類火災(zāi)指的是烹飪物火災(zāi)[2]。根據(jù)火災(zāi)的嚴重程度可以將火災(zāi)分為特別重大火災(zāi)、重大火災(zāi)、較大火災(zāi)以及一般火災(zāi)等類型。

2 在火災(zāi)調(diào)查中應(yīng)用視頻分析技術(shù)的意義

2.1? 有利于提高火災(zāi)調(diào)查效率與質(zhì)量

應(yīng)用視頻分析技術(shù)可以為火災(zāi)調(diào)查提供新的思路與手段，繼而提高火災(zāi)調(diào)查的效率與質(zhì)量。之前大多數(shù)調(diào)查人員都是通過現(xiàn)場勘察、詢問等手段分析火災(zāi)的原因，可能會出現(xiàn)分析結(jié)果錯誤等問題。而應(yīng)用視頻分析技術(shù)可以在節(jié)省資源的同時還原火災(zāi)事故現(xiàn)場，增強火災(zāi)調(diào)查的準確性。

2.2? 有利于完善相關(guān)證據(jù)

部分火災(zāi)事故缺乏人證、物證，而應(yīng)用視頻分析技術(shù)可以為火災(zāi)調(diào)查提供相關(guān)證據(jù)，因此需要提高對視頻分析技術(shù)的重視程度。視頻分析技術(shù)是以監(jiān)控視頻為基礎(chǔ)的，監(jiān)控視頻當(dāng)中含有諸多信息，例如起火位置、火勢蔓延情況，可以為調(diào)查人員提供火災(zāi)現(xiàn)場的第一手資料[3]。同時，調(diào)查人員也可以利用專業(yè)設(shè)備錄制火災(zāi)現(xiàn)場的情況，為火災(zāi)調(diào)查提供支持。

2.3? 有利于加大技術(shù)支撐力度

火災(zāi)調(diào)查的專業(yè)性與復(fù)雜性較強，傳統(tǒng)的調(diào)查技術(shù)無法滿足實際需求。而在技術(shù)水平不斷提升的過程中，無論是信息系統(tǒng)還是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)都在不斷完善，可以為視頻分析技術(shù)的應(yīng)用提供支持，繼而提高火災(zāi)調(diào)查的效率與質(zhì)量。應(yīng)用視頻分析技術(shù)與信息系統(tǒng)可以為火災(zāi)調(diào)查提供更多的資料，例如調(diào)查人員可以利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)查詢火災(zāi)事故的相關(guān)參數(shù)，并根據(jù)這些參數(shù)進行視頻分析，為火災(zāi)調(diào)查提供技術(shù)支持。

3 視頻分析技術(shù)在火災(zāi)調(diào)查中的應(yīng)用

3.1? 幀頻分析法的應(yīng)用

幀頻指的是每秒鐘顯示或放映的幀或圖像的數(shù)量，多被應(yīng)用在電視、電影以及視頻的同步音頻與圖像當(dāng)中。視頻幀頻的標準性較強，所以每一秒都可以從視頻中提取標準數(shù)量的畫面，例如24幀畫面、25幀畫面或30幀畫面等。利用幀頻分析法可以調(diào)查火災(zāi)的發(fā)生過程與原因，多被應(yīng)用在火災(zāi)爆炸現(xiàn)場、火源移動現(xiàn)場、縱火現(xiàn)場以及起火物質(zhì)發(fā)展現(xiàn)場等。在火災(zāi)調(diào)查中應(yīng)用幀頻分析法可以將肉眼捕捉不到的畫面轉(zhuǎn)變?yōu)閹l畫面，調(diào)查人員就可以利用幀頻畫面進行細節(jié)分析與處理，從而掌握火災(zāi)的發(fā)生原因[4]。

例如，2009年9月30日東莞市某酒店的廚房發(fā)生了燃油泄漏爆炸事故，該廚房當(dāng)中的監(jiān)控設(shè)備詳細記錄了火災(zāi)發(fā)生的全過程，所以火災(zāi)調(diào)查人員利用幀頻分析法對火災(zāi)視頻進行了細節(jié)分析，明確起火源頭為地面上的明火爐具。從實際情況來看，此次火災(zāi)的發(fā)展速度較快，在1s之內(nèi)就燃起了大火，如果不利用幀頻分析法便無法明確起火源的具體位置。

3.2? 特征分析法的應(yīng)用

特征分析法指的是根據(jù)火災(zāi)的特點進行火災(zāi)調(diào)查與分析。不同類型的火災(zāi)產(chǎn)生的煙霧以及光照強度不同，且不同類型火災(zāi)涉及的燃燒物不同，所以可以將火災(zāi)劃分為陰燃、明火、液體流淌以及氣體爆炸等類型。其中陰燃指的是沒有明顯燃燒現(xiàn)象的火災(zāi)，主要是由紙張、纖維素板、多孔熱固性塑板等物質(zhì)引起的。而氣體爆炸指的是煤氣爆炸、天然氣爆炸引起的爆炸類火災(zāi)。調(diào)查人員可以根據(jù)起火場所中監(jiān)控視頻所拍攝的光照強度、煙霧流動速度等特征分析引起火災(zāi)的物品，從而明確起火原因。

例如，2014年3月某工廠突然發(fā)生火災(zāi)，且在極短的時間內(nèi)燒毀了卷簾門，整個空間都充滿了火焰，最終依據(jù)視頻進行特征分析發(fā)現(xiàn)這場火災(zāi)是由可燃氣體爆炸造成的。某工廠內(nèi)部產(chǎn)生了大量的煙霧，且火光強度較大，產(chǎn)生了不完全燃燒物，這就屬于明火。此外，某工廠的火災(zāi)蔓延速度非?？?，旁邊的人根本來不及躲避，且上方?jīng)]有出現(xiàn)火災(zāi)蔓延的情況，這就屬于液體流淌燃燒。

3.3? 光線傳播法的應(yīng)用

在客觀條件等因素的限制下，大多數(shù)火災(zāi)現(xiàn)場的監(jiān)控設(shè)備并不能覆蓋所有的火災(zāi)區(qū)域，也不能記錄火災(zāi)的全過程。所以調(diào)查人員獲取的監(jiān)控視頻可能是偏離起火位置的視頻或火災(zāi)片段視頻。為此，調(diào)查人員就需要利用光線傳播法進行火災(zāi)調(diào)查。從幾何光學(xué)的角度來看，光線是以直線傳播為基礎(chǔ)的，且光線的方向與光能的傳播方向一致[5]。同時，光傳播過程中會出現(xiàn)折射、反射等情況。所以調(diào)查人員可以根據(jù)火災(zāi)初期時火焰的光線傳播方向以及強度變化情況判斷起火點的大概方向，之后再通過勘察等方式明確起火位置。且調(diào)查人員可以根據(jù)火光的反射情況以及折射情況分析火勢蔓延情況。

例如，2015年4月某車間出現(xiàn)火災(zāi)，影響到了旁邊的倉庫，且倉庫當(dāng)中的物品較多，所以倉庫的燃燒情況更嚴重，損失也更大。但是只有該車間的門口有監(jiān)控設(shè)備，且該監(jiān)控設(shè)備并沒有拍攝到起火過程，所以調(diào)查人員就利用光線傳播法分析了火源的光線傳播情況，判斷了起火位置。

3.4? 邏輯思維辯證法的應(yīng)用

能夠引發(fā)火災(zāi)的因素有很多，視頻中也存在有價值信息和無價值信息，因此在進行火災(zāi)調(diào)查時調(diào)查人員應(yīng)根據(jù)自身經(jīng)驗提取有價值的監(jiān)控視頻并分析出重要線索。在這一過程中調(diào)查人員需要靈活應(yīng)用邏輯思維辯證法，將雜亂無章或看似沒有關(guān)系的視頻畫面放置在一起，并對視頻中的人員、物品、光線等各個方面進行綜合分析，從而明確火災(zāi)原因。

例如，2013年5月廣東省某作坊出現(xiàn)了十分嚴重的火災(zāi)事故，造成了多人死亡。在現(xiàn)場勘驗中發(fā)現(xiàn)起火位置在該作坊一樓樓梯口周圍，起火物質(zhì)是該作坊生產(chǎn)原材料（海綿原材料）。經(jīng)過調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)該起火現(xiàn)場不存在電氣故障問題、用火不慎問題，但不能排除外來火源等因素。在沒有目擊證人的情況下，調(diào)查人員對視頻錄像進行了綜合分析。通過錄像發(fā)現(xiàn)，在起火的前2 h內(nèi)有一個小女孩在作坊門口玩耍，且手中一直拿著類似于打火機的物品。之后調(diào)查人員就利用邏輯思維辯證法將視頻內(nèi)容與現(xiàn)場勘察結(jié)果進行結(jié)合，并根據(jù)這些線索進行排查，最終發(fā)現(xiàn)就是由小女孩手中的打火機引起的火災(zāi)。

4 優(yōu)化視頻分析技術(shù)應(yīng)用效果的策略

4.1? 構(gòu)建視頻分析系統(tǒng)

視頻分析系統(tǒng)在火災(zāi)調(diào)查中發(fā)揮著重要作用，因此調(diào)查人員需要利用先進的技術(shù)手段構(gòu)建智能化視頻分析系統(tǒng)，利用分析系統(tǒng)對目標對象進行分類識別與行為分析，從而為火災(zāi)調(diào)查提供助力。在構(gòu)建視頻分析系統(tǒng)時應(yīng)完善系統(tǒng)功能，確保系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、視頻分析與處理等功能。第一，數(shù)據(jù)采集與分析功能。視頻分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集與分析功能可以通過云平臺以及監(jiān)控設(shè)備采集火災(zāi)視頻圖像，并利用交換機、視頻服務(wù)器對視頻信號進行轉(zhuǎn)換與編碼，通過終端存儲和顯示視頻信息[6]。第二，視頻分析與處理功能。視頻分析與處理功能可以從監(jiān)控視頻當(dāng)中獲取預(yù)設(shè)目標，根據(jù)目標特點對其進行分類處理。同時，可以根據(jù)分析功能對目標對象的行為與動作進行分析，判斷其行為是否與火災(zāi)有關(guān)。例如，在火災(zāi)調(diào)查過程中應(yīng)用智能分析功能可以自動提取火光的亮度、顏色、面積以及火焰的運動特征等參數(shù)，從而充分了解火災(zāi)特點。第三，實時監(jiān)控功能。調(diào)查人員可以利用該功能隨時查看火災(zāi)視頻畫面。第四，遠程控制功能。調(diào)查人員可以利用軟件對火災(zāi)現(xiàn)場的監(jiān)控設(shè)備進行遠程控制，例如進行鏡頭調(diào)整、云臺控制等。第五，視頻存儲功能。調(diào)查人員可以利用該功能存儲視頻圖像。

4.2? 靈活應(yīng)用輔助技術(shù)

在火災(zāi)調(diào)查過程中，調(diào)查人員不僅需要應(yīng)用視頻分析技術(shù)，也需要應(yīng)用數(shù)字影像等輔助技術(shù)，為視頻分析技術(shù)的應(yīng)用提供助力。第一，數(shù)字影像技術(shù)。若火災(zāi)現(xiàn)場沒有監(jiān)控設(shè)備或監(jiān)控設(shè)備處于較為偏僻的位置，就會影響到視頻分析技術(shù)的應(yīng)用。而利用數(shù)字影像技術(shù)可以詳細記錄火災(zāi)現(xiàn)場的情況，全面捕捉火災(zāi)蔓延的痕跡，從而再現(xiàn)火災(zāi)過程。例如，調(diào)查人員可以利用攝像頭或紅外照相機拍攝火災(zāi)蔓延的情況，之后將拍攝錄像上傳至計算機系統(tǒng)中，利用視頻分析技術(shù)分析火災(zāi)畫面，從而分析引起火災(zāi)的原因。第二，計算機火災(zāi)模擬技術(shù)。在火災(zāi)調(diào)查過程中應(yīng)用視頻分析技術(shù)可以對火災(zāi)進行全面評估與調(diào)查，應(yīng)用計算機模擬技術(shù)可以對火災(zāi)環(huán)境條件進行全面模擬，例如對建筑構(gòu)件的材料以及消防設(shè)備進行全面模擬，這樣不僅可以進行技術(shù)鑒定，也可以進行模擬實驗，從而為火災(zāi)調(diào)查提供依據(jù)。在應(yīng)用計算機模擬技術(shù)時，技術(shù)人員可以利用火災(zāi)傳播知識、燃氣動力學(xué)等知識構(gòu)建應(yīng)變數(shù)字模型，從而再現(xiàn)火災(zāi)現(xiàn)場，為視頻分析技術(shù)的應(yīng)用提供支持。第三，現(xiàn)代計算機技術(shù)。調(diào)查人員可以利用現(xiàn)代計算機技術(shù)繪制火災(zāi)現(xiàn)場圖，準確反映火災(zāi)現(xiàn)場的位置以及周邊環(huán)境，促進視頻分析技術(shù)的應(yīng)用。例如，調(diào)查人員可以利用3D Max技術(shù)繪制火災(zāi)現(xiàn)場的三維立體圖像[7]。

4.3? 積極引進分析設(shè)備

火災(zāi)現(xiàn)場的環(huán)境較為惡劣，其中煙霧、高溫等因素會對現(xiàn)場的監(jiān)控設(shè)備造成影響，繼而導(dǎo)致監(jiān)控視頻的清晰度不符合要求。部分火災(zāi)現(xiàn)場的監(jiān)控設(shè)備存在一些問題，例如質(zhì)量差、存在故障等，也會影響到火災(zāi)視頻的質(zhì)量。在這種情況下，調(diào)查人員無法獲取清晰的火災(zāi)視頻，更無法靈活應(yīng)用視頻分析技術(shù)。為此，應(yīng)積極引進視頻分析設(shè)備，全面記錄火災(zāi)發(fā)生過程，提升視頻信息的參考價值。例如，可以引進無人機等空中拍攝設(shè)備，從而避免火災(zāi)對設(shè)備造成影響，增強視頻信息的全面性；引進移動攝像頭、紅外攝像機等設(shè)備；引進先進的視頻分析設(shè)備，提高分析質(zhì)量。

4.4? 提高調(diào)查人員的視頻分析能力

調(diào)查人員的視頻分析能力不僅會影響到視頻分析技術(shù)的應(yīng)用，也會影響火災(zāi)調(diào)查結(jié)果，因此應(yīng)提高調(diào)查人員的視頻分析能力。第一，可以聘請經(jīng)驗豐富的專家，打造火災(zāi)調(diào)查專家隊伍，由專家隊伍帶領(lǐng)調(diào)查人員進行視頻分析與火災(zāi)調(diào)查。第二，應(yīng)加大對調(diào)查人員的培訓(xùn)力度，讓調(diào)查人員充分了解如何應(yīng)用監(jiān)控視頻、如何提取有價值的視頻畫面，從而為火災(zāi)調(diào)查提供相應(yīng)的證據(jù)。

4.5? 增強視頻采集與應(yīng)用的規(guī)范性

從實際情況來看，大多數(shù)調(diào)查人員都不是特別了解視頻的特點與采集方式，所以出現(xiàn)了采集不規(guī)范、錯過采集時間、介質(zhì)保存不當(dāng)?shù)葐栴}。為此，應(yīng)制定統(tǒng)一的視頻采集與應(yīng)用標準，讓調(diào)查人員嚴格按照相關(guān)標準進行視頻采集與應(yīng)用。同時，應(yīng)完善視頻分析制度，利用規(guī)章制度約束調(diào)查人員的行為，避免出現(xiàn)人為破壞等問題。

4.6? 提升視頻分析的思維深度

監(jiān)控視頻記錄了火災(zāi)的發(fā)展過程，其中部分畫面具有隱性等特點，需要深入挖掘、反復(fù)觀察與思考。因此，在利用視頻分析技術(shù)進行火災(zāi)調(diào)查時應(yīng)加深視頻分析的深度。調(diào)查人員應(yīng)不斷研究視頻內(nèi)容，增強自身的敏銳性，將視頻圖像與現(xiàn)場勘察結(jié)果、人員信息、物證信息以及車輛信息結(jié)合起來，突破傳統(tǒng)思維的限制。

5 結(jié)語

火災(zāi)是生活當(dāng)中十分常見的災(zāi)害，不僅會影響到人們的生命財產(chǎn)安全，也會影響社會穩(wěn)定，只有做好事故調(diào)查工作才能夠減少火災(zāi)的發(fā)生。火災(zāi)調(diào)查的難度相對較大，傳統(tǒng)的調(diào)查技術(shù)無法滿足調(diào)查需求。而視頻分析技術(shù)這種新興技術(shù)可以為火災(zāi)調(diào)查提供支持，因此需要靈活應(yīng)用幀頻分析法、特征分析法等分析技術(shù)，并構(gòu)建視頻分析系統(tǒng)、提高調(diào)查人員的視頻分析能力，從而提高火災(zāi)調(diào)查質(zhì)量。

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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