光化学烟雾

光化学烟雾（精选11篇）

光化学烟雾 篇1

汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物和氮氧化物等一次污染物, 在阳光的照射下发生化学反应, 生成臭氧、醛、酮、酸、过氧乙酰硝酸酯等二次污染物, 参与光化学反应过程的一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象叫光化学污染。

光化学烟雾的形成及其浓度, 除直接决定于汽车排气中污染物的数量和浓度以外, 还受太阳辐射强度、气象以及地理等条件的影响。太阳辐射强度是一个主要条件, 太阳辐射的强弱, 主要取决于太阳的高度, 即太阳辐射线与地面所成的投射角以及大气透明度等。

20世纪40年代之后, 随着全球工业和汽车业的迅猛发展, 光化学烟雾污染在世界各地不断出现, 如美国洛杉矶、日本东京、大阪、英国伦敦、澳大利亚、德国等大城市及中国北京、南宁、兰州均发生过光化学烟雾现象。鉴于光化学烟雾的频繁发生及其造成危害巨大, 如何控制其形成已成为令人注目的研究课题。

本文拟就光化学烟雾的形成机理、危害及防治措施做一个简单的介绍。

1 光化学烟雾的形成机理

光化学烟雾的形成条件是大气中有氮氧化物和碳氧化物存在, 大气温度较低, 而且有强烈的阳光照射, 这样在大气中就会一系列复杂的反应, 生成出一些二次污染物, 如O3、醛、PAN、H2O2等。

光化学烟雾是一个链式反应, 其中关键性的反应可以简单地分成3组:

1.1 NO2的光解导致O3的生成:

链引发反应主要是NO2的光解, 反应如下:

NO2+hv→NO+O O+O2+M→O3+M NO+O3→NO2+O2.

1.2 (HC) 氧化生成了具有活性的自由基, 如HO、HO2、RO2等。

在光化学反应中, 自由基反应占很重要的地位, 自由基的引发反应主要是由NO2和醛光解引起的:

NO2+hv→NO+O RCHO+hv→RCO+H

碳氢化合物的存在是自由基转化和增殖的根本原因:

RH+O→R+HO RH+HO→R+H2O H+O2→HO2R+O2→RO2RCO+O2→[RC (O) O2]

其中:R-烷基;RO2-过氧烷基;RCO-酰基;[RC (O) O2]-过氧酰基。

1.3 通过以上途径生成的HO2、RO2、[RC (O) O2]均可将NO氧化成NO2。

其中:RO-烷氧基;RCHO-醛。

2 光化学烟雾的危害

光化学烟雾成分复杂, 但是, 对动物、植物和材料有害的主要是O3、PAN、醛、酮等二次污染物。这些污染物对人、动物和植物等都会造成一定程度的危害。

2.1 对人和动物的危害。

人和动物受到的主要伤害是眼睛和黏膜受到刺激、头痛、呼吸障碍、慢性呼吸道疾病恶化、儿童肺功能异常等。臭氧是一种强氧化剂, 在0.Ippm浓度时就具有特殊的臭味。并可达到呼吸系统的深层, 刺激下气道黏膜, 引起化学变化, 其作用相当于放射线, 使染色体异常, 使红血球老化。PAN、甲醛、丙烯醛等产物对人和动物的眼睛、咽喉、鼻子等有刺激作用, 其刺激域约为0.1ppm。此外光化学烟雾能促使哮喘病患者哮喘发作, 能引起慢性呼吸系统疾病恶化、呼吸障碍、损害肺部功能等症状, 长期吸入氧化剂能降低人体细胞的新陈代谢, 加速人的衰老。PAN还是造成皮肤癌的可能试剂。

2.2 对植物的危害。

臭氧影响植物细胞的渗透性, 可导致高产作物的高产性能消失, 甚至使植物丧失遗传能力。植物受到臭氧的损害, 开始时表皮褪色, 呈蜡质状, 经过一段时间后色素发生变化, 叶片上出现红褐色斑点。PAN使叶子背面呈银灰色或古铜色, 影响植物的生长, 降低植物对病虫害的抵抗力。

2.3 其他危害。

光化学烟雾会促成酸雨形成, 造成橡胶制品老化、脆裂, 使染料褪色, 建筑物和机器受腐蚀, 并损害油漆涂料、纺织纤维和塑料制品等。

3 光化学烟雾的防治措施

3.1 控制污染源, 减少氮氧化物和碳氢化合物污染源的排放。

预防光化学烟雾主要是控制污染源, 减少氮氧化物和碳氢化合物的排放。NO的主要来源是燃煤, 近70%来自于煤炭的直接燃烧, 可见固定源是NO排放的重要来源。因此控制固定源的排放尤为重要。为此应采取以下措施:3.1.1改善能源结构。推广使用天然气和二次能源, 如煤气、液化石油气、电等, 加强对太阳能、风能、地热等清洁能源的利用。3.1.2区域集中供热发展区域集中供暖供热, 设立规模较大的热电厂和供热站, 取缔市区矮小烟囱。3.1.3推广燃煤电厂烟气脱N技术。如选择性催化还原法 (SCR) 、非选择性催化还原法 (SNCR) 和吸收法。选择性催化还原法是以金属铂的氧化物作为催化剂, 以氨、硫化氢和一氧化碳等作为还原剂, 选择最佳脱硝反应温度, 将烟气中的氮氧化物还原为N2。非选择性催化还原法与选择性催化还原法不同的是非选择性控制一定的反应温度, 在将烟气中的氮氧化物还原为N2的同时, 一定量的还原剂还与烟气中的过剩氧发生反应。吸收法是利用特定的吸收剂吸收烟气中的NO。根据所使用的吸收剂, 可分为碱吸收法, 溶融盐吸收法和稀硝酸吸收法。

3.2 减少机动车尾气的排放。

NO和碳氢化合物的另一个重要来源是机动车尾气的排放。当燃料在发动机汽缸里进行燃烧时, 由于内燃机所用的燃料中含有碳、氢、氧之外的杂质, 使得内燃机的燃烧不完全, 排放的尾气中含有一定量的CO、碳氢化合物、NO、微粒物质和臭气 (甲醛、丙烯醛等) 。碳氢化合物成分复杂, 含有强致癌物质。因此控制机动车尾气排放对于预防光化学烟雾有很大的积极作用。

3.3 利用化学抑制剂。

使用化学抑制剂目的是消除自由基, 以抑制链式反应的进行, 从而控制光化学烟雾的形成。人们发现二乙基羟胺, 苯胺, 二苯胺, 酚等对氢氧自由基有不同的抑制作用, 尤其是二乙基羟胺 (DEHA) 对光化学烟雾有较好的抑制作用。在大气中喷洒0.05PPm的二乙基羟胺, 能有效抑制光化学烟雾, 利于环保。但在使用的过程中, 要注意抑制剂对人体和动植物的毒害作用, 并注意防止抑制剂产生二次污染。

3.4 大面积植树造林。

大面积地植树造林绿色植物是二氧化碳的消耗者, 氧气的天然加工厂, 在调节大气中的二氧化碳的平衡上起着无可替代的作用, 不同的植物对二氧化硫、氟化氢、氯气、氨气、氯化氢、光化学烟雾、放射线等有不同的吸收能力, 从而达到净化空气的效果。

结束语

世界卫生组织 (WHO) 和美国、日本等许多国家已经把臭氧和光化学氧化剂的水平作为判断大气环境质量的指标之一, 并据以发布光化学烟雾的警报。城市空气污染与经济发展水平密切相关, 我国正处快速发展时期, 城市空气污染已经成为一个重要的环境问题。为防止光化学烟雾的爆发, 除了采取上述方法外, 还必须采取行政命令干涉的手段才能有较好的效果。

参考文献

[1]戴树桂.环境化学[M].北京:高等教育出版社, 1996, 7.

[2]蔡宏道.现代环境卫生学[M].北京:人民卫生出版社, 1995.

[3]国家环境保护总局、空气和废气监测分析方法[M].北京:中国环境科学出版社, 2003.

看不见的污染:臭氧和光化学烟雾 篇2

在车水马龙的街上行走，在阳光的照射下，我们常常看到空气略带浅棕色，又有一股辛辣刺激的气味，这就是通常所称的光化学烟雾。在光化学烟雾的刺激性有害物中，臭氧的含量最多，约占90％以上，是光化学烟雾的指示物。臭氧具有强氧化性和高反应性特点，对健康危害很大。

臭氧是光化学烟雾的主要成分，它是由汽车排放的氮氧化物等转化而来。只要在阳光辐射及适合的气象条件下就可以生成臭氧。随着汽车和工业排放的增加，地面臭氧污染已成为普遍现象。

大量研究结果和众多的污染事件显示：臭氧超标与呼吸系统疾病间的关系已得到认定。近期，我国的一项最新研究显示，地面臭氧还与心血管疾病存在关联。臭氧暴露可削弱老年人的心血管功能。低浓度的臭氧暴露数分钟后即可引起老年人心脏自主神经功能紊乱，增加心律失常、心房(室)颤、心肌梗死等心血管疾病急性发作的风险。为此建议，老年人群应避免在日光紫外线强烈且汽车尾气污染严重的时段外出，以降低臭氧暴露，保护心脏健康。

【友情提醒】

汽车流量越大臭氧浓度越大，如再碰到逆温气候，臭氧等污染物散发较缓慢。不仅老年人要避免在阳光强烈时段外出，我们所有人其实都要在骄阳烈日、汽车尾气污染严重时段减少外出。这样可减少臭氧对呼吸和心血管系统的危害，切实保护好心肺健康。

【相关链接】洛杉矶光化学烟雾事件

光化学烟雾 篇3

烟雾探测传感器组成的烟雾探测系统一般安装在货舱、盥洗室、飞行员休息室等位置，通过监测烟雾的浓度来实现火灾防范的。烟雾探测系统作为飞机防火系统的重要组成部分，在飞机防火系统中起着关键性的作用，一旦发生火灾，烟雾探测系统能否及时探测火灾烟雾并向系统发出告警对扑灭火灾有着极为重要的作用[1]。

根据中国民用航空规章第25部《运输类飞机适航标准》(CCAR-25-R3)§25.858(a)的规定:烟雾探测系统必须在起火后1 min内，向飞行机组给出目视指示[2]。根据本条款要求，在飞机防火系统合格审定试飞中，必须对飞机烟雾探测系统进行功能性检查，以确保当飞机发生火灾时，烟雾探测系统能够迅速探测到火灾并发出告警信息。然而条款中未明确给出烟雾探测系统试验中所用烟雾量的大小。在咨询通告AC 25-9A《烟雾探测、渗透、排烟试验及相关飞行手册应急程序》中，仅仅定性给出了烟雾探测试验烟雾量大小的指导原则:烟雾探测试验应选择能够生成少量烟雾并具有适当的探测时间的焖燃火作为试验火灾或失效情况。这种模拟火灾或失效情况时能够被及时探测到，确保着火及烟雾程序的有效性[3]。如何确定试验过程中烟雾量的大小是烟雾探测试验亟需解决的问题。倘若试验中发烟量过大，产生的烟雾浓度远超过烟雾探测系统的报警浓度，烟雾探测系统肯定能在很短时间内发出报警信号，然而试验没能验证真实情况下火灾烟雾的情况(模拟烟雾量远大于真实火灾中的烟雾)，试验将毫无意义;如果发烟量较小，无法达到烟雾探测系统的报警浓度，那么烟雾探测系统无法在1 min内发出报警信号，这将导致烟雾探测试验的失败。所以如何科学、合理的确定发烟量的大小是烟雾探测试验的关键。

2 国外烟雾量大小试验方法概述

2.1 FAA烟雾量大小试验方法

20世纪50年代开始，美国联邦航空管理局就一直从事合格审定试验中有关烟雾材料以及烟雾量大小方法的研究。FAA技术报告FAA-ADS-73《大型飞机货舱火灾特性》在12.5 m长的C130飞机货舱中进行了火灾特性研究，试验过程中提供了一种可进行烟雾探测系统合格审定试验所用的烟雾粉剂，即氯酸钾与乳糖按1∶1混合组成的混合物。

根据航空标准AS-400A的规定:洁净空气的透光率为100%,70%的透光率为探测范围的中间点。试验中，当透光率达到70%时，认为烟雾量就足够大。试验过程中氯酸钾与乳糖的重量范围为100～500 g，通风量范围为:1 700～3 400 m[3]/h[4]。试验中，探测器与发烟材料的位置如图1所示。

1998年，FAA运输类飞机董事会方针信函TAD-97-004分发了一个燃烧手提箱的录像。这份信函下发给所有FAA飞机合格审定办公室，目的是给烟雾探测试验发烟量提供一种“目视指导”。手提箱尺寸为:0.56 m(长)×0.20 m(宽)×0.76 m(高);手提箱里面为点燃物、粗麻布以及棉花碎屑等物品。图2描述了当烟雾可见后30 s时的录像图。

“燃烧的手提箱”方法的缺点时没有可用的物理数据(例如:遮光率)。此外，着火本身的情况不可以复制，这种方法最终被淘汰。

为了克服上述方法的缺点，FAA技术中心开发了一种应用于实验室测试的烟雾材料:“燃烧的树脂块”，该树脂块是由几种塑料组成的。它不仅能被光学烟雾发生器探测到，而且能被火焰/其他技术(例如:气体传感器)的烟雾探测器探测到[5]。如图3所示。

美国FAA技术中心在B707货舱(容积为:25.77 m[3])中针对烟雾探测器的发烟量进行了相应的试验研究，通过参考ASTM E662的相关标准，根据烟雾透光率的原理测试了不同试验区的光的透射率，并根据烟雾发生器自身的指标、参数，研究了烟雾探测试验中的发烟量。烟雾发生器如图4所示。在ARJ21-700飞机货舱烟雾探测系统试验中，美国KADDE公司使用的烟雾发生器是通过美国FAA技术中心标定后进行使用的。

2.2 空客公司烟雾量大小试验方法

空客公司为了完成烟雾探测试验，使用了一种石蜡烟雾发生器对发烟量进行了研究。石蜡烟雾发生器的原理是基于预热的石蜡油直接喷洒在一个加热的，一定偏转角度的金属盘上，以产生向上的烟雾，原理图如图5所示。

空客公司根据航空标准AS8036(货舱防火系统设备，1985.04.01)要求的光学烟雾探测器敏感度以及咨询通告AC25-9A的指导原则，结合几点假设，在1∶1的实体模型中研究了石蜡烟雾发生器的发烟量大小[6]。

在合格审定试验中确定烟雾量的大小，考虑了下列约束条件。

(1)航空标准AS8036《货舱防火系统设备》要求光学烟雾探测器的敏感度符合表1中的要求。

(2)根据AC 25-9A，烟雾探测试验指导方针中声明:烟雾探测试验应选择能够生成少量烟雾并具有适当的探测时间的焖燃火作为试验火灾或失效情况。这种模拟火灾或失效情况时能够被及时探测到，确保着火及烟雾程序的有效性。

在烟雾探测试验合格审定测试中适当的烟雾量应该考虑以下几点输入。

(1)针对光学烟雾传感器，遮光率被用作一个标准。

(2)根据AS8036,4%/ft(等同于12.5%/m)遮光率是最灵敏的报警极限值。

(3)随着热辐射的增加，浮力效应(烟雾向上的趋势)是增强的，因此，遮光率应该在顶蓬高度进行测量。

基于上述几点，定义了通过实体模型确定烟雾量的“基石”。一个烟雾发生器装置确定通过:

(1)试验开始后30 s，顶蓬高度的遮光率在12.5%/m(4%/ft)的范围内。

(2)遮光率的测量位置(参考)在货舱长度的1/3处(适用于宽体/长形范围的飞机，如A380或者A340)。

测试位置如图6所示。

3 某型飞机货舱烟雾探测系统烟雾量大小研究

3.1 试验平台搭建

为了确定某型飞机货舱烟雾探测系统功能试验中烟雾量的大小，在地面实验室中对烟雾探测系统发烟量大小进行了研究。受到试验条件限制，本文仅进行了未通风情况下的发烟量试验。

该型货舱的大小为15 m×3.4 m×3.9 m。在实验室中搭建了一个长度为5.8 m×3.4 m×3.9 m大小的烟雾试验平台。借鉴美国B707飞机烟雾探测试验的做法，试验选用了IMB Engineering Ltd公司生产的IMBPS27R型烟雾发生器，发烟材料为乙二醇和水(比例为1∶4)，通过HLD-LPR-I型激光透光率测量仪测量烟雾的透光率。

将烟雾发生器放置在烟雾试验平台的最前段，地面中央位置处;激光透光率测量仪放置在距离烟雾发生器水平距离5 m(按照A380货舱飞机烟雾探测试验发烟量的试验方法，水平距离应为货舱长度的1/3)位置的烟雾试验平台顶棚处。试验平台示意图如图7所示。

根据HB 7098—94《民用航空器货舱和行李舱烟雾探测器最低性能要求》[7]中规定烟雾探测告警范围与AS8036A标准一致。故试验借鉴A380货舱烟雾量大小试验方法。

(1)接通烟雾发生器产生烟雾的同时开始用秒表计时，30 s内烟雾浓度的遮光率达到12.5%/m的范围内，关闭烟雾发生器。

(2)1 min后停止计时，记录烟雾发生器的开关位置。

(3)打开烟雾试验平台，排除试验平台内的烟雾，试验结束。

3.2 试验结果及分析

3.2.1 试验1

试验前，将烟雾发生器的开关旋钮旋转至90°大小的位置，接通烟雾发生器产生烟雾的同时开始用秒表计时，试验数据如图8所示。

试验开始后30 s，顶蓬高度的透光率为100%(遮光率为0%)，试验过程中透光率最小为76%。试验结果表明:烟雾发生器的发烟量比较小。

3.2.2 试验2

试验前，将烟雾发生器的开关旋钮旋转至300°大小的位置，接通烟雾发生器产生烟雾的同时开始用秒表计时，试验数据如图9所示。

试验开始后17 s，顶蓬高度的透光率为80%(遮光率为20%);试验开始后30 s，顶蓬高度的透光率为20%(遮光率为80%)，试验过程中透光率最小为18%。试验结果表明:烟雾发生器的发烟量比较大。

3.2.3 试验3

试验前，将烟雾发生器的开关旋钮旋转至265°大小的位置，接通烟雾发生器产生烟雾的同时开始用秒表计时，试验数据如图10所示。

试验开始后30 s，顶蓬高度的透光率为85.4%(遮光率为14.6%)，试验过程中透光率最小为20%。试验结果表明:烟雾发生器的发烟量比较合适，满足烟雾探测功能试验要求。

4 试验中存在的问题及解决措施

4.1 存在的问题

由于烟雾试验平台的高度为3.9 m，远大于一般客机货舱的高度，采用乙二醇与水烟雾剂产生的烟雾漂浮效果不足，烟雾在上升过程中存在下降及扩散不利等现象。

4.2 解决措施

根据25-9A咨询通告中的建议，在后续试验中，准备在乙二醇与水烟雾剂产生的烟雾中加入氦气，以增强烟雾的漂浮效果，更好的模拟真实的火灾烟雾;同时，根据美国烟雾发生器ROSCO公司提供的信息，准备采用三甘醇，1、3-丁二醇，丙三醇与去离子水的混合物作为发烟材料，以解决烟雾漂浮性的问题。

5 结论

货舱烟雾探测系统功能试验的目的在于检查飞机烟雾探测系统设计的数量、安装的位置能否在火灾发生时迅速探测到火情，给飞行员告警提示从而快速灭火，防止火情的进一步发展，确保飞机飞行安全。根据CCAR25部及AC25-9A咨询通告的要求，合理确定烟雾量大小是试验成功的关键。

通过本文可以看出，在确定烟雾量时与飞机探测系统是没有关联的，仅根据货舱的大小及烟雾探测器的标准要求进行。借鉴A380飞机货舱烟雾量大小确定的方法对某飞机货舱烟雾探测系统功能试验进行了初步研究，后续还需要进一步的解决烟雾剂漂浮性的问题。

摘要：根据中国民用航空规章第25部《运输类飞机适航标准》(CCAR-25-R3)相关条款的要求,烟雾探测系统必须在起火后1 min内,向飞行机组给出目视指示。然而条款中未明确给出烟雾探测系统试验中所用烟雾量的大小。如何科学、合理的确定烟雾探测试验中烟雾量的大小是烟雾探测系统合格审定试飞的关键。通过搜集资料,梳理了国外对于发烟材料以及烟雾量大小的研究方法;通过借鉴空客公司烟雾探测试验烟雾量大小的确定方法,在实验室中对某型货舱烟雾探测系统功能试验中的烟雾量大小进行了研究,为该货舱烟雾探测系统功能飞行试验铺平了道路。

关键词：烟雾探测系统,烟雾量,遮光率

参考文献

[1]陈嵩禄.飞机设计手册-动力装置系统设计.航空工业出版社,1994Chen Songlu.Aircraft design manual-power plant system design.Aviation Industry Press,1994

[2] CCAR-25-R3中国民用航空规章《运输类飞机适航标准》.中国民用航空总局,2001CCAR-25-R3 China Civil Aviation Regulations"Airworthiness standards for transport category airplanes".China Civil Aviation Administration,2001

[3] AC 25-9A Smoke detection penetration and evacuation tests and related flight manual emergency procedures.1994

[4] Gassmann J J.Characteristics of fire in large cargo aircraft.National Aviation Facilities Experimental Center,FAA-ADS-73,1966;(1):10 —13

[5] Behle D I K.Determination of smoke quantities to be used for smoke detection performance ground and flight tests.25^thInternational Congress of the Aeronautical Sciences,2006;(1):2—6

[6] AS 8036A Cargo Compartment Fire Detection Instruments,2013

健康少年拒绝烟雾 篇4

来源：京报网

最新调查表明，尽管各个年龄层的孩子都接受过“不准吸烟”的教育，可在校生吸烟人数却在不断上升。为进一步劝阻青少年吸烟，引导青少年选择健康的生活方式，由国家烟草专卖局、宋庆龄基金会、全国少工委、中国吸烟与健康协会以及英美烟草中国公司、《中华少年》杂志共同组织“我们的选择——‘太阳花杯’劝阻青少年吸烟系列活动”近日在北京拉开帷幕，同时，在全国范围内举行的相关活动也全面启动。

据世界卫生组织统计，全世界有11亿人在吸烟，而其中的近四成烟民在我国，另据该组织估计，最近几年我国20岁以下的青少年烟民人数将激增到2亿，而他们中至少有5000万人最终将死于与吸烟有关的疾病。烟草已成为直接危害学生身心健康的校园杀手。

而造成少年烟民数量不断增加的原因多为心理因素所致。有关组织做出原因分析认为：影视镜头中频频出现的吸烟镜头是如今青少年学生吸烟率高居不下的一个重要原因。另一方面，渴望独立、早日成熟的心态也使得孩子们以吸烟的方式证明自己已长大成人，加之逆反心理的驱动也使得在校生吸烟比率的不降反升。此外，不断加重的竞争压力、家庭代沟是引起未成年人吸烟寻找心理寄托的又一个原因。而在近年来的调查中，少女吸烟也呈上升趋势。世界卫生组织报告统计：在欧洲目前近三成的少女在吸烟。少女吸烟人数比率比成年女性高。我国的在校女生吸烟数量也在增加。女生吸烟多是因为学习成绩不理想，或与同学关系不和谐、家里父母吵架，或被父母责骂因心情苦闷借吸烟解愁。

驱散烟雾，找回健康 篇5

2007年5月31日，是世界卫生组织发起的第20个世界无烟日。本次世界无烟日的主题是“创建无烟环境”，旨在提高公众对被动吸烟和环境烟草烟雾危害的认识。中国是烟草生产和消费大国，产量和销量均居世界第一，吸烟人数也是世界第一，约有3.6亿吸烟者。在生活中，不管你愿不愿意，我们每一个人都可能在吸烟——不是主动吸烟就是被动吸烟。

大约有一半吸烟者(全球约6.5亿人)最终会死于吸烟所导致的疾病。每年还有成千上万的非吸烟者因为被动吸烟而死亡。吸烟和被动吸烟是人类健康所面临的最大但又是可以预防的危险因素。

——世界卫生组织

如果香烟致癌就要禁止在公众场合吸烟，按这种逻辑，汽车尾气致癌，就要禁止开车了。其实，汽车尾气产生的危害远远大于烟草，被动吸烟的危害被过分渲染夸大了。

——网友

我国约80％以上的肺癌与吸烟(包括被动吸烟)有关。到本世纪初，肺癌的死亡率已由20世纪70年代位居癌症死因的第4位攀升为第1位。预计到2025年，我国每年仅死于肺癌的人数就接近100万。

——卫生部《中国吸烟与健康报告》

有人要一下取走你的肺你一定不会答应，可是为什么你自己偏要一刀一刀地慢慢切掉它，而且还觉得很舒服?

——网友

男性在75岁前戒烟，死于肺癌的“累计风险”为16％；而在30岁前戒烟的“累计风险”不足2％；即使人到中年才戒烟，同样能避开患肺癌的风险，可见戒烟还是越早越好的。

——《英国医学杂志》

有害健康的东西多了，一场不经意的病痛，都可能将你的寿命缩短若干年。何况，生活是如此的乏味，为什么要将自己仅有的为数不多的一点乐趣也剥夺掉?

——网友

在吸烟者周围生活和工作的人，患冠心病、急性心肌梗死的危险大大增加。医学专家调查发现，我国受被动吸烟之害的人数高达6亿，建立无烟的社会环境已是关系到中华民族素质的大事。

——人大代表孙桂华

法国在公众场所禁止吸烟的法令规定，在公共场所点燃香烟的瘾君子，都将面临68欧元的罚款。不仅吸烟者受罚，连该场所的物业管理者也将面临每次135欧元的罚单。

无线烟雾报警系统 篇6

英国某公司研发的无线烟雾报警器能够对火灾做出早期预警并为人员逃生创造最佳时机。目前越来越多的报警器安装人员选择使用无线互连报警装置, 该装置使用无线电频率 (RF) 信号。与传统接线式烟雾报警器相比能够节约时间与成本。评估无线互连烟雾报警器的关键特征包含可靠性、安装便捷性与形式功能等参数。

最佳的烟雾报警系统应包含报警控制开关, 这将给烟雾报警器的测试、静音及定位功能提供便捷, 可以使用户方便地测试每一个报警系统, 并确定出报警器对于误报是否能够做出正确反应。这是该无线互连烟雾报警装置的重要安全功能, 用户将不必依次测试安装在天花板上的报警器。

新街广场的烟雾探测系统 篇7

该变频驱动设备由Alldales和Cundall工程顾问公司联合开发, 其主要特点是包含一项称为“火灾模式”的地下区域烟雾通风系统。当“火灾模式”启动后, 系统将转入自动控制, 并可通过烟雾控制面板控制烟雾抽风机的速度以自动扑灭火情。该功能对于管理新街广场的众多地下空间是十分必要的, 可在增加疏散口的同时保留消防员通道。

Cundall's Malcolm Howe公司这样评价该系统在实际应用中的情况, 消防人员现在能通过控制面板对“火灾模式”系统进行设置与管理, 并可忽略安全设置及时更改驱动程序, 同时也能为指定区域选择适当的风机速度。

赵婷 供稿

烟雾病的临床分析 篇8

1 临床资料

1.1 一般资料

17例烟雾病患者,男8例,女9例;年龄21个月-53岁,平均26.4岁,分为儿童组21个月-15岁,8例,成人组34-53岁,9例。DSA检查8例,MRI+MRA检查10例,DSA+MRA检查1例。17例患者的年龄分布特点见图1。

1.2 临床表现

成人组9例患者。3例以急性脑出血,2例以脑室出血起病,临床症状及体征均较重,表现为剧烈头痛、恶心呕吐,其中1例痫样发作、1例跌倒后意识不清,4例均有肢体瘫痪(肌力0-IV级)、1例嗜睡伴双眼向右凝视、1例中枢性面舌瘫。另外4例患者临床症状相对较轻,2例单纯头痛、1例单肢麻木、1例发作性肢体活动不灵,神经系统查体均无阳性体征。成人组中2例有高血压病史,其余均无脑卒中常见危险因素。

儿童组8例患者。仅1例15岁患儿以急性脑出血起病,其余7例以急性脑梗塞或短暂性脑缺血发作来诊,其中5例既往有2次以上反复发生脑缺血病史,间隔时间从2个月至5年不等,且每次发作症状均不同。所有病例中3例头痛、7例肢体瘫痪(肌力IV-V级)、3例构音障碍、1例周围性面瘫、1例四肢不自主运动。2例症状由剧烈哭闹诱发,1例其父亲有脑血管病史。

1.3 影像学检查结果

成人组患者,3例脑出血,2例脑室出血。另外4例症状较轻,查体无阳性体征,影像学检查发现与临床不相符的更多更严重病变:血管畸形合并出血、出血性梗塞、多发陈旧梗塞灶、多发脑软化灶及腔隙性梗塞灶各1例。儿童组仅1例急性脑出血,其余7例不同程度脑梗塞。

17例患者经MRI+MRA或DSA检查,8例双侧颈内动脉虹吸段狭窄或闭塞,10例双侧大脑前动脉起始部狭窄或闭塞,12例双侧大脑中动脉起始部狭窄或闭塞,2例双侧大脑后动脉起始部狭窄或闭塞,17例颅底大量纤细紊乱血管网形成,7例MRI平扫发现基底节、颞叶内侧面及额叶代偿血管流空现象。

1.4 实验室及其他检查

17例患者常规化验,包括血常规、血糖、血脂系列、肝肾功能、血沉、风湿系列、巨细胞病毒、支原体抗体等均无异常。1例成人患者行腰椎穿刺术:脑脊液压力130mmHg,WBC:42×106/L(正常0-8),中性粒细胞12个,单个核细胞30个,糖、蛋白、氯化物均正常。1例儿童患者行脑电地形图及动态脑电图检查示:双半球大范围θ波。

2 讨论

烟雾病最初被认为仅发生于日本等亚洲国家,随后非亚裔人群的患病亦见报告。总体来说,烟雾病的发病率远低于其它常见脑血管疾病。1994年统计显示日本人群患病率为3.16/100000,年发病率为0.35/100000[1]。烟雾病发病年龄呈两组高峰分布[2],最高峰在10岁以前,次之为40岁左右。本研究17例患者中6例为10岁前发病,5例为30-40岁发病,符合该年龄分布特点。所有患者中女性多见,男女比例为2:3。文献报道日本家族性发病患者占总数10-12%[3],提示该病有一定遗传倾向。本组患者病例数少,没有发现20-30岁发病患者,均没有明确的家族史,不能提示遗传倾向。

烟雾病病因未明。前驱感染特别是头颈部位的炎症如喉炎等,可能诱发Willis环血管的自身免疫反应,引起特殊血管炎性改变。研究探讨烟雾病相关分子机制[4],发现烟雾病患者脑脊液中某些细胞因子如成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factor,bFGF)等水平增加,提示炎性反应的存在。此外,由于烟雾病相对较高的家族发病率及东亚国家发病远高于西方国家,普遍认为基因因素在烟雾病的发病中起重要作用。由于该病病因未知,诊断时应首先排除如动脉硬化、自身免疫疾病、脑膜炎、脑肿瘤、Down综合症、头外伤头部放射后等,本文17例患者均无上述基础疾病或情况,其实验室检查结果无明确异常。

儿童和成人患者临床特征明显不同,这可能与血管渐进性闭塞,缺血性刺激引起侧支代偿血管形成的病程进展有关。大多儿童患者表现为短暂性脑缺血发作(transient ischemic attack,TIA)或脑梗塞。本文儿童组患者除1例为急性脑出血,其余7例均为短暂性脑缺血发作或脑梗塞。由于该病常引起ICA供血区域尤其是额叶缺血性改变,多数患者表现局灶性神经功能缺损体征如构音障碍、失语或轻偏瘫等。对于成人患者,一部分发生颅内出血,一部分则为TIA、脑梗塞、出血性梗塞[5]。本文成人组9例患者,3例脑出血,1例脑室内出血,1例脑室出血伴脑梗塞,3例脑梗塞,1例短暂性脑缺血发作。引起颅内出血的原因可能是扩张的脆弱烟雾血管破裂,或Willis环上囊性动脉瘤破裂。前者由于烟雾血管承受持续性压力,后者常发生于基底动脉分叉处或基底动脉同小脑上动脉连接处。椎基底动脉系统为烟雾病提供重要的侧支循环,血流动力学改变可能致囊形动脉瘤形成,动脉瘤破裂引起蛛网膜下腔出血[6]。未加干预的自然病程每年再出血率约为7%,再出血提示预后不良。除脑缺血和脑出血以外,头痛、癫痫发作和不自主运动也是烟雾病的重要临床表现。头痛被认为是烟雾病除脑出血、脑梗塞外的第三种表现亚型[7],约5%的烟雾病患者有头痛病史。

影像学表现对于烟雾病的诊断很重要。以往认为脑血管造影是诊断该病的金标准。但DSA为有创性检查,尚有辐射暴露、麻醉意外等风险,且不能同时提供脑实质内病变情况,患者及家属难以接受。随着MRI+MRA成像技术的发展,该病的诊断有了进一步的更新。研究表明MRA显示典型血管改变且同时累及双侧时即可诊断,特别是儿童患者有典型MRA表现时可以不进行脑血管造影检查。本文中儿童组患者,多经MRI+MRA检查确诊。烟雾病典型的MRA表现为ICA终末段或ACA及MCA起始段缺如或显示不清,并可见颅底大量纤细紊乱代偿血管形成。MRA显示烟雾病颅内大血管狭窄或闭塞、颅底异常血管网及软脑膜侧支循环的敏感性分别为100%、81%和95%[8],特别是根据ICA,ACA,MCA,PCA的闭塞程度及其远端分支血管信号影建立了MRA评分(0-10)标准,形成与Suzuki分级方法契合良好的分级系统标准[9],提供了MRA取代DSA进行临床病情评价及随访的可能。此外,MRI在显示脑实质病变如梗塞、出血的同时,还可显示从鞍上池至基底节区点状、弧线状低信号影,为侧支代偿血管的流空现象[10]。

另外,1例儿童患者表现四肢不自主运动,动态脑电图及脑电地形图检查发现θ波。在儿童患者,缺血发作多由哭闹等引致的过度换气诱发。研究认为这是由于过度通气引发低氧血症合并血流量减少,脑沟深部组织灌注储备不足产生缺血发作症状。健康儿童换气过度时EEG产生高振幅慢波(θ波),过度换气停止后随之消失,而烟雾病患儿过度通气刺激停止后慢波再次出现,称为重现现象(rebuild up phenomenon)[11],该特征性EEG有一定提示诊断的意义。本文中儿童患者未明确记载θ波出现过程,无明确证据证实重现现象存在。

1例成人患者表现为剧烈持续性头痛伴视物模糊,头CT提示多发陈旧梗塞灶,行腰椎穿刺检查发现脑脊液中白细胞数轻度增加(42×106/L,参考范围0-8×106/L),压力130mmHg,糖、蛋白、氯化物均正常。有报道偏瘫型偏头痛患者脑脊液中,白细胞计数及蛋白会升高,但这一结果缺乏特异性。本例患者于发病第5天行腰穿检查,结合其临床症状,考虑脑脊液中白细胞轻度增加可能为小量蛛网膜下腔出血所致。蛛网膜下腔出血发病初期红白细胞比例与外周血相似,数天后白细胞数增加,有时蛋白含量可增高,糖和氯化物无明显变化。本文17例患者仅1例行腰穿检查,无明确证据证实脑脊液常规、生化及细菌学检查同烟雾病是否存在关联。

对于烟雾病,内科保守治疗如抗血小板药物或钙离子通道阻断剂的应用可能会缓解缺血症状,但不能阻止病程进展。早期诊断和及时手术可以降低患者病死率、改善预后,特别对于儿童患者,未干预的自然病程可能遗留认知功能损害。手术可以增加缺血区域的血液供应,并通过减轻烟雾血管的血流动力学压力来降低反复颅内出血的风险。目前常用手术方式主要有三种:颞浅动脉(STA)-大脑中动脉(MCA)直接搭桥术;间接搭桥术包括脑-硬脑膜-动脉贴敷术(EDAS)、脑-硬脑膜-动脉-肌肉贴敷术(EDAMS)等以及联合搭桥术。各方法优缺点仍在研究比较中。

3 结论

烟雾病发病率低,病因不明。发病年龄分布呈两组高峰,分别是10岁以前及40岁左右。儿童患者大多表现为短暂性脑缺血发作或脑梗塞。成人患者一部分表现为颅内出血,一部分则表现为脑梗塞或出血性梗塞或短暂性脑缺血发作。以往认为DSA是诊断金标准。但典型的MRA提示双侧颈内动脉虹吸段和/或大脑前动脉及大脑中动脉起始段狭窄或闭塞,侧支血管形成脑底异常血管网时也可确诊。

对于缺乏常见危险因素的中青年患者或多发性脑梗塞的儿童患者,应及时行头MRI+MRA或DSA检查,除外烟雾病。

摘要：目的 分析moyamoya病的临床及影像学特征以提高对该病的诊断水平。方法 选择2005年9月-2011年10月中国医科大学附属盛京医院收治的17例moyamoya病患者的资料进行回顾性分析,总结其临床及影像学特点,结合文献进行归纳。结果 17例moyamoya病患者,男8例,女9例;儿童组21个月至15岁,8例;成人组34-53岁,9例。数字减影血管造影(digital subtraction angiography,DSA)检查4例,磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)+磁共振血管造影(magnetic resonance angiography,MRA)检查10例,CT血管成像(computerized tomography angiography,CTA)检查2例,DSA+MRA检查1例。3例单侧血管典型改变,8例双侧颈内动脉虹吸段狭窄或闭塞,10例双侧大脑前动脉起始部狭窄或闭塞,12例双侧大脑中动脉起始部狭窄或闭塞,2例双侧大脑后动脉起始部狭窄或闭塞,17例颅底大量纤细紊乱血管形成。结论Moyamoya病发病率低。发病年龄分布呈两组高峰。儿童患者大多表现为脑缺血。成人患者一部分表现为颅内出血,一部分则表现为脑缺血。典型的MRA提示双侧颈内动脉虹吸段和/或大脑前动脉及大脑中动脉起始段狭窄或闭塞,侧支血管形成脑底异常血管网时可确诊。对于缺乏常见危险因素的中青年患者或多发性脑梗塞的儿童患者,应及时行头MRI+MRA或DSA检查,除外moyamoya病。

关键词：Moyamoya病,MRI+MRA,DSA,临床及影像学特点

参考文献

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[2]Gregory J Zipfel,Douglas J Fox,Dennis J Rivet,et al.MoyamoyaDisease in Adults:The Role of Cerebral Revascularization[J].SkullBase,2005,15:27-41.

[3]Noboru Kusaka,Takashi Tamiya,Yoshiaki Adachi.Adult unilateralmoyamoya disease with familial occurrence in two definite cases:acasereportandreviewoftheliterature[J].NeurosurgRev,2006,29:82-87.

[4]Yasushi Takagi,Ken-ichiro Kikuta,Kazuhiko Nozaki.Histologicalfeatures of middle cerebral arteries from patients treated formoyamoya disease[J].Neurol Med Chir,2007,47:1-4.

[5]Satoshi Kuroda,Kiyohiro Houkin.Moyamoya disease:current conceptsand future perspectives[J].Lancet Neurol,2008,7:1056-1066.

[6]Swati Dayanand Chinchure,Hima Shriniwas Pendharkar,Arun KumarGupta,et al.Adult onset moyamoya disease:Institutional experience[J].Neurology India,2011,59(5):733-738.

[7]Iwama T,Yoshimura S.Present status of Moyamoya disease inJapan[J].Acta Neurochir Suppl,2008,103:115-118.

[8]Yamada I,Suzuki S,Matsushima Y.Moyamoya disease:comparisonof assessment with MR angiography and MR imaging versusconventional angiography[J].Radiology,1995,196:211-218.

[9]Edward R Smith,R Michael Scrott.Progression of disease in unilateralmoyamoya syndrome[J].Neurosurg Focus,2008,24(2):E17.

[10]N Mori,S Mugikura,S Higano,et al.The Leptomeningeal“Ivy Sign”on Fluid-Attenuated Inversion Recovery MR Imaging in MoyamoyaDisease:A Sign of Decreased Cerebral Vascular Reserve?[J].AJNRAm Neuroradiol,30:930-935.

基于视频的早期烟雾检测 篇9

为防止火灾发生和危险化学品泄漏,现有技术大致分为:吸气式烟雾探测器、单点式烟雾探测器(离子式烟雾探测器、光电式烟雾探测器)、投影束式烟雾探测器、反射束式烟雾探测器、空气取样烟雾探测器、辐射的能量感应烟雾探测器(紫外线烟雾探测器、红外线烟雾探测器、火花灰烬烟雾探测器)、图像对的单点式模拟探测器等。其检测原理是依据烟雾、气体、温度等物理量的变化,提出快速报警[1,2,3,4,5,6,7]。然而,上述技术需要在离烟雾发生源比较近的地方才能快速、有效地发挥探测作用。在空间距离和占地面积都较大型的场所(如:电站、粮油库、飞机库、大仓库、古建筑群、隧道、车站、购物中心等),或存在着强气流的地方,安装上述烟雾探测器则难以发挥作用,其防火、防泄漏的早期报警始终是很困难的问题。

通过光学成像的视频烟雾探测,其作用距离相对较远,毋需等到烟雾接近或到达检测器安装点,便能感知事实的存在。许维胜等人[8]提出了基于RGB三色差值特征,结合一阶矩与小波变换,利用BP神经网络有监督学习,建立图像特征向量与三维火灾向量联系的图象识别方法,能较好地识别火焰图像。Phillips等[9]提出了基于视频像素点颜色和时域变化信息进行火焰检测的算法。Liu等[10]则进一步提出光谱、空域和时域的联合模型,用于表示视频序列图像的火焰区域。光谱模型表示火焰像素点的颜色概率密度,空域模型用Fourier系数捕获火焰区域轮廓变化的形状结构,这些系数随时间变化的特征用来描述火焰区域。其采用了Fourier系数序列的自回归模型来检测火焰。然

而,Fourier域方法的主要问题是:火焰闪烁呈现随机性,并非严格的正弦规律,故很难测到FFT图上的峰值点,且Fourier变换不带任何时间信息,其所加的时间窗大小成了检测成败的关键。Chen等[11]则用变化量检测框架来检测火焰区域的闪烁特征。小波分析在烟雾检测中已被普遍采用[11,12]。背景图像中的轮廓边缘被烟雾覆盖会变得模糊,且可能因烟雾变厚而在一段时间后消失,导致小波系数值因能见度降低而减少。小波子图像LH、HL和HH包含了图像的水平、垂直和对角的高频信息,其轮廓边缘在小波子图像中产生局部极值。

然而,大扰动环境下的动态背景自动学习,以及对类似烟雾的静态、动态目标的自动剔除,是保证早期烟雾特征视频检测的关键。为此,本文在文献[14-16]研究结果的基础上进一步提出四阶段的早期烟雾视频检测新方法,其核心算法流程见图1。

2 色域RGB分量运算

图像预处理常用0.3R+0.59G+0.11B或(R+G+B)/3线性组合来将彩色图像转换成灰度图,再进行识别处理。但这会将完全不同的颜色值转变为相同的灰度值,丢失图像颜色证据。Collins等在解决强光与阴影对目标识别的影响时,发现图像中RGB分量线性组合构成的候选特征集具有特定颜色特征增强能力。其在强光下用R-G来提取目标,在阴影下用2G-B来提取目标。经常被提到的颜色分量线性组合还有单一R、G、B分量,(R+G+B)/3,以及所谓的近似色度特征(如G-B)和过量颜色特征(如2G-R-B)等。

受文献[17]的启发,将颜色分量线性组合的范围从[-2,-1,0,1,2]的5个取值组合,扩展到了[-n,n]域内有限实数的组合。该线性组合可表示为

式中:F为颜色分量线性组合运算后的结果特征,n为有限实数界限值。计算中,将所有经过RGB线性组合运算后的像素值规则化到0~255(若出现负值,置为0)。该分量运算的组合系数ω1,ω2,ω3是由有监督的自动学习确定的。分割灰烟、青烟、黄烟的组合系数是有差异的。先根据文献[15]通过RGB色域特征循环学习结合连通分析来获得兴趣区的学习模板,再自动穷举[-3.00,3.00]内0.01步长的RGB组合系数,并按式(1)求取特征图,将其与兴趣区学习模板求二值图差分的绝对值,统计该结果图像素值为1的数量,以搜索其最小值来判断学习效果,以及控制学习终止点。本文以ρ表示二者匹配的似然度:

式中:r、c分别表示为匹配图像的行、列数,Pk(i,j),Q(i,j)分别表示第k次组合结果和兴趣区学习模板的二值图。

3 颜色位屏蔽压缩

多数情况下,有限颜色的图像更易被理解和处理。颜色压缩也是图像表示、转换和分割的重要任务。然而,按颜色距离最近原则的自适应颜色聚类压缩优化,计算量巨大,对大尺寸图像的计算更慢。为此,本文采用具有实时计算能力的颜色位屏蔽压缩法[14]。

所谓颜色的位屏蔽是一种在3D的RGB真彩空间中近似均匀采样的颜色压缩方法(即将被屏蔽的颜色位设置为0,具体可采用移位运算实现)。例如:屏蔽RGB颜色各分量8位中的末3位颜色(即将扫描到的像素分量值和11 111 000求与运算⊕),压缩后的图像在视觉效果上改变不大,但搜索空间则被大大压缩。如:屏蔽某图像末3位颜色后,实验显示:R分量可从实际的146个亮度值等级被压缩为19个,G分量可从实际的154个亮度值等级被压缩为19个,B分量可从实际的198个亮度值等级被压缩为24个。将RGB颜色分量运算后的特征图的R、G、B三个颜色分量的末7位屏蔽,可以得到理想的二值图(0,128),从而达到一般意义上的阈值分割效果。

4 复杂场景背景学习与维护

图2(a)经RGB分量运算和位屏蔽颜色压缩后再割原图,类似烟雾颜色的天空因也被割出了,见图2(c)。因天空在长序列视频中变化缓慢,而烟雾区则一直在变,故将当前帧与学习所得的动态背景,在分别进行RGB分量运算+位屏蔽后做差分,基本去掉了相对静态的类似烟雾区,如:天空、建筑物部分。图2(d)为类似烟雾区在RGB三维空间的位置分布。

(a)Original image;(b)-R+G+2B⊕10 000 000 of image(a);(c)Segmentation of image(a);(d)Color mapping in RGB 3D space

本文提出的动态背景学习维护模型由永久背景和临时背景两部分组成。在更新背景时,首先更新临时背景,当临时背景变化量积累到一定程度时,再更新永久背景。引入临时背景作为更新缓冲区的好处,在于永久背景在复杂的场景中不会轻易地被污染,又能随着动态场景的变化而自适应地被更新。该临时-永久背景模型算法如下:

1)根据移动物体判别准则,识别移动目标;

2)对判为非移动目标的区域,在临时背景中更新其对应的图像分块;

3)当图像分块的临时背景与永久背景的差值累积超过一定的阈值,则更新其永久背景。

4.1 移动物体判别准则

若当前帧中的某像素分块与永久背景中的相应区域差值较大,则该分块可能是移动物。该移动物判别准则为

式中:In(x,y)为第n帧上第(x,y)像素块,Bg(x,y)为永久背景上第(x,y)像素块,T1为判别阈值。然而,仅凭此准则不能使背景模型响应场景的变化,导致无法有效更新背景。因此,本文增加了一些判别准则,以准确、有效地更新背景:

1)差值差分

本文的差值差分指:前后两帧与永久背景差值的差分。动态背景场景中,当背景发生变化时,当前帧与原背景的差值较大,会导致该部分被判为移动物。若其差值的差分值依然很小,则可据此更新背景,使得背景模型能自适应地被调节维护,随着实际背景的变化而变化。该二阶差分可表示为

为使背景更新不过于灵敏,在计算当前帧与背景帧的差值时,加入了累积因子,以控制更新速度,并识别出缓慢移动的前景物体。上式中:

式中θ为累积因子,θ越大则实际背景变化时,背景模型的更新速度越慢。

2)帧内变化均值

因移动物变化幅度相对于背景自然变化的幅度要大很多,可将帧内各像素分块与对应背景的差值平均作为判别阈值,大于此阈值判为运动目标。该阈值的算法为

式中N为帧内像素分块数。

4.2 背景分块的更新维护

如果帧内像素分块的变化不满足上述移动物体判别准则,且变化幅度值大于零,则需在临时背景中更新对应区域的背景分块。每经过一段时间或当临时背景更新时,判断被记录的差值累积量达到设定阈值后,永久背景才被更新。通过设定永久背景更新的能量阈值,可调节对缓慢运动物体的识别强弱或识别灵敏度。本文的二级自适应的背景分块更新算法为

式中:Btmp为临时背景,Bperm为永久背景,In(x,y)为当前帧,α为迭代控制参数,其可控制临时背景的更新速度,一般取0.95。永久背景更新方式与临时背景的相同,β为永久背景更新速度的控制参数,一般取0.7。各波形[14]类似图3。

The original background is the first frame,the curve of current frame is labeled with red,the temporary background is labeled with green,and the permanent background is labeled with blue.

5 小波去噪与序列分析

5.1 空域小波去噪

对视频帧采取一层离散小波分解,分解后包括一幅低频成分的子图LL和三幅高频成分的子图HL、LH、HH。HL、LH、HH分别为垂直、水平、对角方向高频的边缘和纹理信息。烟雾的弥漫、半透明性能使图象边缘、纹理锐性降低,导致小波子图中的高频部分能量减少,通过检测小波子图的能量变化来消除动态的类似烟雾区干扰。基于该事实,定义:

式中:wn(x,y)表示第n帧原图(x,y)位置的能量值(见图4(b)的左上角图),LHn(x,y)、HLn(x,y)、HHn(x,y)分别表示第n帧(x,y)位置对应高频成分的一级小波系数。为降低噪声影响和提高运算效率,可将原图分为(k1,k2)大小的分块,本文取2 pixels×2 pixels。每分块的能量E(l1,l2)计算如下:

若在YUV空间处理图像,可对Y分量(亮度)做小波变换;若在RGB空间处理,一般选R分量。而本文用RGB空间的分量运算利用了颜色后来形成灰度图,然后对该灰度图进行小波变换。图4为分量运算+小波分析+位屏蔽获得的强噪声位置分析图。其中,图4(b)为RGB分量运算+小波变换图,图4(c)为对图4(b)进行7位屏蔽后的二值结果。

从上述显见:经分量运算及小波变换的数据,再经位屏蔽,刚好可隔离出强噪声区域(见图4(c)的左上角图)。本文采用该RGB分量运算+小波分析+位屏蔽的方法,通过对照判断图3结果与类似烟雾标记点的共同区域,来消除动态“减背景”遗留下来的强噪声点,获得干净的、动态的类似烟雾区。

5.2 小波能量的序列分析

跟踪序列图像中某一分块(4 pixels×4 pixels红色标记框)在序列中能量的变化见图5。随着烟雾产生并逐渐弥漫遮挡背景的边缘和纹理,可发现背景的小波子图能量值逐渐减少。当烟雾完全遮挡住背景后,背景的小波子图像的能量趋于零。这是因为烟雾的纹理相对平滑,其高频部分的能量较低。从图5(e)的能量波形图可见:烟雾覆盖背景表现的能量变化过程是沿着一条平滑曲线缓慢变化的。当有类似烟雾颜色的干扰物(如人物)进入监视区时,遮挡了背景,则背景的小波子图能量会发生剧烈变化,且能量值突然增大。基于能量变化平稳性,可进一步判断烟雾区的真伪。本文采用一个长度为80帧左右的时域分析窗,在长序列中移动该80帧的时域窗,统计每像素分块作为烟雾侯选区出现的次数Nn1(l 1,l2),以及经预处理的前后两帧差分作为烟雾候选区出现的次数Nn2(l 1,l2)。若某分块(l1,l2)在时域窗内统计的Nn1(l 1,l2)和Nn2(l 1,l2)次数超过设定的对应阈值,则判为真正的烟雾区,反之被判为干扰物,以此消除类似烟雾颜色的移动物干扰。该判别式如式(10)。

最后,通过对被判为烟雾的各分块进行连通域分析,滤除掉面积小于设定阈值(如20个像素点)的标记区,即可获得干净的真正烟雾标记。

(a)1st frame;(b)123th frame;(c)152th frame;(d)174th frame;(e)Waveform of the wavelet energy of the sub-tile at(213,97)in a smoke video sequence

6 实验结果分析

为检验本文方法的有效,对2段复杂场景下的烟雾视频长序列进行了检测分析。实验硬件环境:512 M内存,AMD 800+,SONY数码摄像机拍摄的320×240分辨率视频;软件环境:Window XP和VC.net。按照本文提出的早期烟雾检测的算法流程进行处理。需要长序列分析,目的在于使烟雾证据在动态变化的复杂场景中,逐步被积累起来。

视频序列1共有893帧,其第1帧就存在烟雾,从第80帧起开始被自动标记出烟雾核心区,而从烟雾区旁边走过的人未被当作烟雾标记,尽管该人衣着的袖管与被测烟雾具有相似的颜色,结果举例如图6所示。视频序列2共有1 397帧,该视频是Ugur[13]发布在网上用于实验对比的视频序列。Ugur的研究目标是动态地检测火焰区,而烟雾是火灾的早期现象,故本研究视频烟雾检测的意义要比其火焰检测重大,相应地,分析烟雾的难度也要比分析火焰高得多。视频2中,其第1帧就存在点烟人,第15帧起来烟雾,人衣着与被测烟雾的颜色类似。本文实验从第80帧起开始标记出其核心烟雾区,该标记区随着烟雾的飘动而移动,但始终锁定在被测烟雾上,而身着与被测烟雾类似颜色衣物的点烟人的走动,并没有当作烟雾被误标记,见图7(d)。在我们网站http://www.wseen.com/register.asp上还有5个检测结果视频可下载,用于对比和评价。实验表明:本文方法对于320×240分辨率彩色视频的分析判别速度可达16~20 fps,并可在3~4 s内准确判别出在动态场景下发生的烟雾,不存在判断丢帧现象,且不受大空间、开放环境的限制,在去除动态场景干扰上,具有很强的误报免疫能力。

(a)170th frame(original image);(b)R-G+3B⊕10 000 000 of image(a);(c)Segmentation of image(a);(d)Result of 170th frame.

(a)Result of 80th frame;(b)Result of 100th frame;(c)Result of 120th frame;(d)Result of 140th frame.

7 结论

本文提出了一种基于视频实时分析的烟雾检测新方法,分析了类似烟雾的静态和动态特征。首先,采用RGB分量运算和位屏蔽颜色压缩,根据烟雾的颜色特征来提取烟雾类似区域,通过背景维护下的减背景操作来消除静态的类烟雾区域干扰;其次,采用小波变换,根据视频序列中图像分块的小波能量变化情况,来消除动态的烟雾类似区域干扰;最后,通过长序列视频的累积证据来标记出真正的烟雾区域,该被标记出的区域主要集中在核心烟雾区。实验表明:该方法具有很好的实时性和抗干扰免疫特性,可为火灾报警系统提供早期预警。今后,将重点研究多线程地同时判断灰烟、青烟、黄烟等来自动选择相应的RGB分量运算系数组合,并研究火灾烟雾与水蒸气、雾气的细微差异,以消除类似气体现象的动态干扰。

摘要：针对火灾早期预警和危险化学品气体泄漏的在线检测问题,提出了一种基于视频的早期烟雾检测新方法。整个检测过程主要由四部分组成:1)RGB分量运算参数的离线学习;2)用RGB分量运算+位屏蔽,实时分割出类似烟雾区;3)用在背景维护下的减背景来消除场景中静态的类似烟雾区干扰,再由小波变换去除场景中动态的类烟雾区干扰;4)通过长序列的多帧证据积累分析,判别标记出真正烟雾。实验表明,该方法对于320×240分辨率彩色视频的分析判别速度可达16～20fps,并可在3～4s内准确判别出动态场景下的核心烟雾区,且不受大空间、开放环境的限制,具有较强的误报免疫能力。

烟雾缭绕的水货雪茄 篇10

近日，上海市静安区人民检察院办理了多起网上非法贩卖雪茄案件，对六名未经烟草专卖主管部门许可，非法批发、零售雪茄的犯罪嫌疑人以涉嫌非法经营罪批准逮捕，涉案金额近百万元。至此，一个非法贩卖雪茄的无形网络被揭开了神秘“面纱”。

雪茄网销模式一应俱全

1988年出生的孙琦，2009年便来到上海打工，跟着老板做茶叶生意。为了提高业务量，孙琦经常给客户送红酒、雪茄以拉拢关系。久而久之，孙琦也摸到了规律，发现客户们很喜欢雪茄，于是她灵机一动，就想到可以自己进货，边卖茶叶边卖烟草，提高收入。但是，正常途径办理烟草专卖许可，手续繁琐，而且管理严格。孙琦便走起了所谓的“捷径”——网上销售。

2013年，孙琦花钱让网络公司建立了销售雪茄烟的专业网站，并将“上海雪茄专卖”作为关键词，在搜索引擎中予以优化体现。网站上产品琳琅满目、品种繁多，设置了不同国家、品牌的雪茄分类，并将市场价与自己的优惠售价予以对比，“正品”、“进口”、“5折”等字样，着实吸引了不少顾客。

孙琦还专门印制了名片，留下了自己的电话号码以便客户联系。但是，她并没有运用自己的银行账号，而是使用了别人的名字和账号。孙琦说：“一方面体现正规性，感觉公司比较大，有专门的财务。另一方面不泄露真实身份，毕竟做这事儿，自己也有点心虚。”

就在这大张旗鼓网上销售、冒名顶替转账收钱的过程中，孙琦累计购进高希霸、罗密欧等品牌雪茄达20余万元用于出售，生意做得风生水起。

“网站销售并不稀奇，还有依托电商自己开网店，借助即时通讯工具推广贩卖的行为。”静安检察院经审查发现，像孙琦这样的通过网络非法销售雪茄的案件并非个例。

周思也是一名80后，为了经营雪茄，不仅以每月600元的价格请网络公司帮其维护网站，还在淘宝网开设网店，使用旺旺等工具与客户交流，并且运用微信朋友圈等推荐雪茄，可谓是全方位发展。

周思还有一套自己的生意经，他根据买家是否为上海本地客户而采取不同的收款、发货方式：上海本地买家亲自上门送货，当场收取现金销售款；外地买家则通过支付宝等方式转账付款，运用快递寄送雪茄。“这样不仅可以节约成本，还可以认识更多的客户，拓展业务。”

那么究竟谁会成为他们的客户群呢？静安检察院经审查发现，在购买雪茄的客户中，以个人居多，也有部分企业客户。王先生就是一名雪茄爱好者，从2012年起他便开始从网上购买雪茄。他添加了犯罪嫌疑人QQ后，便将自己需要的品牌和型号告知对方。他一共购买了10余次，都是为了自己抽或者送人。今年9月，他购买了两盒蒙特限量版，每盒15支，成交价2.2万元。对于企业客户提出的开发票的要求，犯罪嫌疑人也会想方设法予以满足。

89年小伙玩转雪茄市场

令检察官不解的是，我国长期对烟草行业实行专营专卖管理，对进口烟更加是严格控制。目前国内允许进口数量、品种较少的雪茄烟，而这些网上销售的商家根本没有资质。看来，这些名牌雪茄来路不明，肯定有问题！

经过深入调查，一名神秘男子进入检察官视野。检察官发现孙琦、周思、周翼、周潮、李晟等五名犯罪嫌疑人的进货来源竟然出奇地一致，是广东深圳的一名李姓男子。

据43岁的周翼说，自己和妻子程涵来上海打工七年多了，自己平时从事房产中介工作，妻子没有固定工作。于是从2007年起，程涵开始在地铁出口摆摊卖香烟杂货。2013年下半年，周翼为了让妻子多赚钱，开始在她的烟摊上销售雪茄烟。

在一次偶然的机会中，周翼认识了一名来自深圳姓李的男青年。周翼还记得，当时小李告诉他：“深圳那里雪茄比上海便宜！”周翼追问：“正不正宗啊？”“绝对正宗！这是从‘外面’进的货，放心！”小李神秘地压低了声音回答，还留了卖雪茄的网站给周翼，于是周翼就对照网上的品相，打电话和小李联系订货。

周翼先了解客户需求，再让小李从深圳发货，快递至上海，从中赚取约10%的差价。周翼和程涵向外发货雪茄共60余次、重量共计100余公斤。警方将周翼抓获时，还从他家中的柜子、壁橱内发现并扣押了尚未出售的香烟、少量雪茄等烟草制品。

那么，这位姓李的男子究竟是什么人？他的雪茄烟又是从何而来呢？

经调查，这名深圳男子并不姓李，而叫方淼，为了掩盖身份，故意用假名与外界交易。犯罪嫌疑人方淼年仅25岁，销售网络却已是遍布全国。

据调查，方淼没有正当职业，也没有成家，与阿姨、姨夫同住深圳。他结识了一些走私“水客”后，便开始从事雪茄买卖生意。他让“水客”从澳门带各种品牌、型号的雪茄入关，一般进入珠海，然后在珠海叫快递把雪茄发到深圳，每次进货量在万元左右。

方淼没有仓库，都是采取“即到即销”的模式。从“水客”那里拿货以后马上去发快递给买家，没有发掉的雪茄就放在家中客厅内。他同时拥有多个手机号码，并用假冒的名字和阿姨的银行账户对外联系、接收货款。

经公安机关侦查，方淼从广东深圳将雪茄发货至上海、四川成都、山东青岛等多地销售牟利，还在其住处查获了多张快递单和雪茄价目表。

案发前，在方淼的感染下，与其在同一屋檐下的姨夫黄恺见干这一行来钱容易，便也红了眼，2014年4月起开始从事雪茄非法贩卖的生意。黄恺主要将雪茄销往北京和沈阳，方淼主要销往上海。

在上海、深圳公安机关的协作下，黄恺于2014年9月因涉嫌非法经营罪被深圳市公安机关拘留，方淼被上海市公安局静安分局刑事拘留。近日，静安区人民检察院对方淼依法批准逮捕。

（文中嫌疑人均为化名）

柴炉烟雾对人体的危害 篇11

一项新的研究表明,在一个城镇通过公共卫生运动加强环境法律并替换掉以木材为燃料的火炉后,其冬季心血管疾病死亡率下降20%,呼吸系统疾病死亡率下降28%。尽管这些改变只是一个没有统计学意义的趋势,但它对于人类死亡的影响在任何领域任何时候都是有意义的。调查结果强调,公共卫生具有通过干预减少来自生物烟雾的环境污染获得利益的潜能。

这一研究着眼于以柴炉为生物烟雾的来源,但在其他地方壁炉、林火、焚烧灌木等也许是生物烟雾的重要来源。其他基于人群的研究也显示了死亡率可以通过干预空气质量获益,其中包括香港减少燃油含硫量和都柏林禁止使用燃煤供暖。

朗塞斯顿的塔斯马尼亚城于2001年实施了政府资助的环境质量干预,Johnston的研究比较了干预之前6.5年和之后该城的每日死亡率。

在塔斯马尼亚,柴炉流行于上世纪80年代末90年代初,充当了大多数家庭的首要热源,但同时也为朗塞斯顿的冬季带来了85%的空中颗粒物质。在朗塞斯顿,这些对空气质量的影响格外严重,因为这一地区位于河谷之中,地形学和气象学条件都限制了空气污染的消散。在2001年到2004年之间,政府通过教育和其他努力,尤其是一项柴炉替换计划,将家庭柴炉是普及率由66%降至30%。毫无疑问,空气质量改善了。在1997-2000期间,直径小于10μm的颗粒物质浓度为年平均23.7μg/m3,冬季43.6μg/m3;而在2001-2007期间,这两个数值分别降至18.4μg/m3和27.0μg/m3。

对比这两个时间段,每年每千人口中死亡数由8.5降至7.4,然而这13%的变化并不具统计学显著性。同时心血管疾病死亡率也有所下降,其中心源性下降了30%,肺源性下降了25%,但均不具统计显著性。对于男性来说,干预前后的变化是显著的:全部原因死亡率下降了11%,心血管系统死亡率下降了18%,呼吸系统死亡率下降了23%。在冬季死亡率方面,实施干预后男性和女性总体趋势无论在是心源性还是肺源性都有所改变。

在同一个岛上充当对照的另外一个城镇霍巴特没有观察到同样的变化,因为在研究期间内那里并没有实施提升空气质量的措施。

研究者们指出他们的分析有一个重要的限制条件,即相关研究样本过小,在2001年朗塞斯顿有67000人口,这降低了研究的统计效力并导致相关置信区间扩大。同时,尽管对温度,湿度,周日期,呼吸系统流行病和长期死亡率变化趋势等干扰因素进行了调整,研究者指出将长期的死亡率趋势从其他因素中剔除很困难。对于观测性研究来说,调整已知和未知的干扰因素具有挑战性。