火災早期預警技術的案例
【電氣火災預警】一氧化碳傳感器在電纜井火災預警中的重要作用
有毒濃煙、能見度低，加上高層住宅無法快速逃離，使得電纜井引起的火災極易造成人員傷亡。在火場中，致人死亡的最大威脅往往不是灼燒和高溫，而是濃煙。相關數據表示，火災中80%的死亡是由吸入毒性固體顆粒物與毒性氣體造成。
諸多資料表明，濃煙是火災中的“第一殺手”。火災中被濃煙熏死嗆死的人是燒死者的4-5倍！而濃煙致人死亡的主要原因是一氧化碳中毒。一氧化碳濃度1.3%的空氣中，人吸上兩三口就會失去知覺，呼吸1-3分鐘就會導致死亡。
火災發生時，火災燃燒產物中含有大量的有毒成分，對人體都有著不同程度的危害。氣體的產生比燃燒煙要早幾十分鐘到幾個小時，在火災過程中，一氧化碳和二氧化碳一般是火災產生的煙霧里含量最大的有毒氣體。
其中，一氧化碳是極早期火災的特有標志，幾乎每種物質都會產生不充分燃燒的一氧化碳，特別是陰燃階段的火災更是如此。而且一氧化碳比空氣密度小，更容易漂浮到上空被檢測到，實現早期預警。因此火災早期探測大多數會首先對一氧化碳氣體進行檢測，以便在在較早的時間捕捉到火災發生。
一氧化碳（CO）傳感器在火災煙霧監測中的重要作用：
因火災發生時氣體燃燒產物主要為CO和CO2， CO做為極早期火災的特有標志,由于一般情況下CO在空氣中的含量極低，但是在火災過程中,幾乎每種物質均要產生不充分燃燒的CO,特別是陰燃階段的火災更是如此,由火災孕育到劇烈燃燒CO經歷由無到有,由小到大,然后逐漸減小的規律性變化過程,而且CO比空氣密度小,更容易更早漂浮實現早期預警。因此CO適合于火災早期探測，這對于較早的時間捕捉到火災發生信息非常重要,在火災煙霧檢測里也是一個非常重要的監測參數。在此，推薦一款火災用一氧化碳傳感器TGS5141，該傳感器具有長壽命、可靠性高、長期穩定性好等優點。
展開 蘇州大學華道本團隊與南京大學徐靜娟團隊JMCA：在應用于核應急早期預警的放射性碘監測系統方面取得新進展
因此，實現對痕量放射性碘蒸汽的快速實時檢測，是核應急早期預警及放射性碘有效控制與治理的關鍵環節。
針對這一問題，華道本教授團隊與徐靜娟教授團隊聯合報道了應用電化學發光（ECL）技術實現高靈敏度痕量碘蒸汽檢測的研究工作。該工作基于具有聚集誘導ECL（AIECL）行為的自增強聚合物點（Pdots）探針，獲得了低達0.13 ppt的檢測限及高抗干擾能力，并且制成配套小型化上采光ECL暗室。與目前已有的檢測方法（如γ射線檢測儀、碘檢測試紙等）相比，該方法具有超高靈敏度及儀器小型化、便攜化、低成本的優點，更適合核應急條件下實時實地的痕量碘監測，有利于核事故的早期預警及放射性碘污染治理工作。該工作亦提出并探究了共反應劑中毒（CGP）這一蒸汽檢測的新機理，為該領域后續研究奠定了理論基礎（圖1）。
圖1. AIECL自增強Pdots碘蒸汽探針用于核應急早期預警中的放射性碘蒸汽高靈敏度快速監測。（Copyright 2021, The Royal Society of Chemistry.）
該工作利用芴、四苯乙烯及二噻吩苯并噻二唑三種單體通過Suzuki偶聯反應合成了具有AIECL性質的共軛聚合物，并在側鏈上修飾三級胺共反應基團，使其具有自增強ECL行為（圖2）。其側鏈上的共反應基團可被碘蒸汽毒化從而淬滅ECL信號，實現對痕量碘蒸汽的精確檢測（圖1）。
圖2.共軛聚合物的合成方法。（Copyright 2021, The Royal Society of Chemistry.）
碘蒸汽是以I5+的形式與共軛聚合物的芳環π電子或三級胺孤電子對結合。
展開 中國早期冶金技術傳統的形成
西方因素和本土創造——中國早期冶金技術傳統的形成
中國自二里頭文化時期開始，以青銅禮器為代表，創造出了燦爛的青銅文化。但是，青銅冶煉技術是如何被古代中國人掌握的，長期以來一直不是很清楚，同樣的問題也發生在冶鐵工藝上。近年來，隨著一系列重要發現和研究，中國早期冶金技術的出現過程已經逐漸開始顯露，越來越多的證據指向了世界冶銅和冶鐵技術的最早起源地——西亞地區，西方冶金技術的向東傳播，結合中國自己的創造，成就了中國早期冶金技術的傳統，也證明了早在久遠的新石器時代，中國就和外界有過頻繁的交流。
從世界范圍內看，在距今8000年左右的新石器時代，西亞地區出現了最早的冶金技術，冶金技術的出現是古代生產技術的一大飛躍，這種技術比同時期的陶器或石器制造技術相比更加復雜和抽象，是一整套復雜工藝的整合，需要更強的社會協作才能完成。出現冶金技術的主要技術和社會因素包括：對礦石的認識與利用技術的提高；長期對自然銅和隕鐵的使用所積累的對金屬性能的認識；由陶器燒造技術所發展而來的對冶金窯爐的鼓風、筑爐和爐內氧化還原氣氛控制技術的進步；社會發展的需要等等。冶金技術自西亞地區出現后，逐步向周邊地區傳播。中國早期冶金技術也許是直接或間接從西亞地區傳播而來的，但到了中國以后，逐步形成了具有中華文明特質的冶金技術傳統。2014年11月中旬在北京大學召開的“冶金技術與中華文明發展學術研討會”展示了早期冶金考古的最新發現和研究成果，就中國早期冶金技術的起源問題進行了深入探討。
萌芽初露——中國最早的銅器
目前考古發現中國最早的金屬器均為黃銅器，有5件，發現于四個遺址。
半圓形黃銅片和黃銅管
地點：陜西姜寨遺址
時代：姜寨仰韶文化一期（公元前4700～前4000年）
特點：含有雜質錫、鐵的銅-鋅-鉛三元合金，黃銅鑄造組織，組織不均勻。
展開 硬核預警技術與地震波搶時間！提前10秒預警能減近4成傷亡，他是怎么做到的？
6月17日22時55分，四川宜賓市長寧縣發生6.0級地震，成都高新減災所與應急管理部門聯合建設的大陸地震預警網成功預警本次地震。許多學校和社區廣播都及時發出預警，很多成都市民聽到了響徹全市的避險提示、倒計時和警報聲。
圖片來自網友截圖
這是怎么做到的呢？
先進的地震預警系統
2011年，成都高新減災研究所研發的ICL（Institute of Care-life）地震預警系統正式開始運行。2012年7月，成都市防震減災局宣布，成都將建設我國首個城市地震預警系統，該系統的技術體系就是由成都高新減災研究所提供。目前，此預警系統已經實現了通過智能手機、廣播電視、微博、地震預警信息接收服務器等同步實時發布預警信息，也使得中國成為繼墨西哥、日本后，第三個具有地震預警技術能力的國家。
地震預警系統原理圖示
負責該項目的地震預警四川省重點實驗室主任、成都高新減災研究所所長王暾說：“地震預警不是預報，而是利用電波比地震波快的原理，提前幾秒到幾十秒實現全自動警報。”
也就是指在地震發生以后，搶在地震波傳播到設防地區前，向設防地區提前幾秒至數十秒發出警報，以減小當地的損失。值得注意的是，地震預警不是地震預報，地震預報是對可能發生、但尚未發生的地震事件預先發出通告，地震預警則是在地震已經發生、但還未形成嚴重破壞時發出警告。
地震波
一份研究表明，如果預警時間為20秒，可使人員傷亡減少63%。而這一套價值1.6億元的地震預警系統，從預警中心發布信息到預警軟件上發出警報的時間僅需6.2秒。
如果在地震波到達時提前3秒收到預警，傷亡人數可降低14%；提前10秒，傷亡人數可降低39%；如果汶川地震發生時有預警，死亡人數可能會減少2萬至3萬。
王暾說，哪怕只有幾秒也能挽救很多生命。
展開 
設備狀態監測及故障預警技術介紹
隨著工業技術的快速發展，工業企業的設備正在向自動化、智能化方向發展，而在設備運行當中常常會因為設備故障導致事故發生。保障設備安全穩定運行、減少安全隱患是企業提高經濟效益的根本。
制造業企業設備往往處于工況惡劣、不穩定、負載重、連續運行狀態，由早期故障發展而導致惡性事故頻頻，為了消除其故障隱患以避免安全事故發生，企業迫切需要新手段、新技術來實現故障的早期預警，防止惡性事故的發生。
目前設備狀態監測及故障預警若干關鍵技術可歸納如下：
（1）揭示設備運行狀態機械動態特性劣化演變規律。設備由非故障運行狀態劣化為故障運行狀態，其機械動態特性通常有一個發展演變過程。需揭示劣化過程及故障變化演變規律及發展特點，分析故障產生機理、發展原因和發展模式，構建劣化演變機械動態特性模型。
（2）提取設備運行狀態發展趨勢特征。在役設備往往具有復雜運行狀態，在長歷程運行中工況和負載等非故障因素會造成信號能量變化，故障趨勢信息往往被非故障變化信息淹沒，需較大程度上消除非故障變化造成的冗余信息，進而構建預測模型。若提取到敏感特征分量因子及模式，有望實現典型部件及部位分析。
（3）低信噪比微弱信號特征早期故障的信號處理。早期故障信息具有明顯的低信噪比微弱信號的特征，為實現早期故障有效分析，涉及方法包括：多傳感系統檢測及信息融合，非平穩及非線性信號處理，故障征兆量和損傷征兆量信號分析，噪聲規律與特點分析，以及相關數據挖掘、盲源分離、粗糙集等方法。
（4）故障預測模型構建。構建基于智能信息系統的設備早期故障預測模型，這類模型大致有兩個途徑，分別是物理信息預測模型以及數據信息預測模型，或構建這兩類預測模型相融合的預測模型。
（5）運行狀態劣化的相關評價參數、模式及準則。
展開 空警500：當前世界技術領先的中國預警機
首先是預警機的飛行高度和探測距離，現代預警機即便是在10000米的高空飛行，對于地面和海面目標的探測距離都非常有限，原因在于地球曲率，在海上看到低空距離的極限，不過才500公里，目前美國最新型的海軍預警飛機E2D擁有一樣的探測距離，也就是說，我們的空警500雖然先進，但是在實際應用中并沒有在戰場控制上大幅度領先。這就好比你開的是一輛超級跑車，我開的是一輛普通家庭轎車，在高速公路上行駛因為120公里的速度限制存在，其實同樣的距離上你我還是同時到達一個道理。
說到這里可能就有人問了，既然在性能表現上并沒有明顯的差別，那么為什么在空警2000上已經發展到技術瓶頸的預警飛機，還要費錢費力的研發空警500呢？這看上去很沒有必要，但是從技術更新的角度看，還是有必要的。就像是戰機的改進升級一樣，現在的四代半戰機在性能上和早期四代機已經有了質的飛躍，您能說這個進步沒有必要嗎？量變的堆積最終會引發質變，只不過現在在預警探測領域還沒有表現出來而已！如果從空中作戰的技術進步來說，未來預警機可能會隨著技術進步接管一切，這里自然也包括高性能戰斗機的使用。如果未來空中預警機的功能得到足夠完善，那么只需要一架或者數架滿載超遠射程導彈的重型轟炸機陪伴，這些重型飛機的任務只是武器載機，在預警機的控制下發射武器就可以了。但是技術進步總會有個過程的，任何進步都是點滴積累，一蹴而就的畢竟是少數！胡亂寫了很多，這些都是我個人對于空中作戰的一種思考，未來如何只能交給時間驗證了，如果您對于預警機技術發展方向有所感悟的話，歡迎在評論區留下您的看法！
文章來源：御景臺
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展開 地質災害早期識別與技術保障（PPT）
地質災害早期識別與技術保障（PPT）
從“被動監控”到“主動預警”：紅外熱成像技術如何重塑安防體系
火災預警：通過監測溫度變化，在火災萌芽階段（如隱火）提前發現異常熱源并報警，實現早預警、早撲滅，減少財產損失。
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公路地質災害監測預警和減災技術
（完）
新型光學技術：有望改善生物傳感器，用于癌癥早期檢測！
（圖片來源：宋青海，哈爾濱工業大學）
技術
大部分的微盤設計都采用一種光學現象，稱為“倏逝光耦合”，將光線間接地注入到微盤中。然而，這個方法需要在波導和微盤之間有著非常精準地對齊，因此會增加制造成本并使得設備容易受到穩定性問題的影響。
研究人員的端射注入技術采用直接連接到微盤邊緣的波導。雖然完全垂直于微盤邊緣的光線將在界面上反彈，但是采用角度略小于垂直的光線，將產生一種反直覺現象，也稱為“激光時間反轉”，它將創造出一種吸收而不是發射光線的激光器，使得光線有效地進入微盤。
（圖片來源：宋青海，哈爾濱工業大學）
宋青海表示：“因為這個配置不需要任何小于500納米的部件，所以它可以通過低成本的技術來制造。”
為了測試他們的設計，研究人員制造出一種設備，其中包含了一個與波導相連接的半徑為5微米的微盤。為了測量端射注入，他們結合了一個Y分光器，使得光線穿過分光器注入到微盤中，然后沿著同樣的波導從微盤中傳輸出來。從Y結出來的光譜記錄顯示，光線能以高達57%的效率耦合到微盤中。
（圖片來源：宋青海，哈爾濱工業大學）
價值
研究人員的最終目標，是采用新型端射注入技術，創造出低成本便攜式傳感器來檢測細胞中的變化，這些變化可能是癌癥的早期信號。然而，他們指出，新型光耦合配置也可用于光子通信集成電路及一系列的傳感器，例如用于國土安全或者環境檢測的那些。
他們也展示了表現出高Q因子的設備。Q因子可以衡量微盤囚禁和增強光線的效果。此外，即使存在例如波導寬度從400納米增至700納米的制造偏差，設備仍可以保持良好的性能參數。
宋青海表示：“我們展示的端射注入技術的性能可與傳統的微盤相媲美，但是魯棒性更好而且低成本更低。總體來說，我們的研究成果顯示，微盤目前已經準備好商用。”
展開 "滑坡體識別與監測預警關鍵技術研究及應用" 科技成果評價會在京召開
該項目由中國電建集團昆明勘測設計研究院有限公司牽頭，聯合華能瀾滄江水電股份有限公司、武漢海達數云技術有限公司、云南華力創通科技有限公司組建研發團隊，針對滑坡體識別與監測預警關鍵技術，依托紅石巖堰塞湖滑坡體、瑞麗江一級水電站進水口滑坡體等多個水電工程大型滑坡體進行了深入研究，通過綜合調查、技術研究、儀器研發和工程應用相結合的方法，在滑坡體的綜合物探、變形監測、安全綜合評價與分級預警、信息化平臺等方面取得了一系列創新性成果，授權專利16件、軟件著作權11項，發布標準1部，創新成果的應用可在無擾動的情況下快速準確、高效低成本地實現滑坡體的性狀識別、動態監測、安全評價及預警，在邊坡應急搶險，反饋設計、指導施工、專家決策、穩定治理、安全評價及保障工程安全等方面意義重大，社會經濟效益顯著，推廣應用前景廣闊。
評價委員會專家聽取了項目組的匯報，審閱了相關資料，經質詢討論和評議，評價委員會一致認為，該項目研究成果總體上達到國際先進水平，在水電站大型滑坡體監測的InSAR應用技術研究方面達到了國際領先水平。
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