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基于视频的公路隧道火灾检测方法研究的开题报告
一、选题背景
公路隧道是现代城市发展中不可缺少的交通设施之一，由于其场地限制较大，且内部通风条件较差，在火灾事故发生时容易造成严重的人员伤亡和财产损失。因此，建立有效的公路隧道火灾检测方法，在火灾事故发生时能够快速、准确地识别火灾位置，及时救援，是保障公共安全的重要举措。
当前，公路隧道火灾检测方法主要包括感烟、感温、水流监测等，但这些方法均存在一定的局限性，例如：传感器感应范围不够广泛，对烟雾和温度变化敏感度不高；水流监测需要引进大量的供水设备，操作复杂，检测效果难以保证。因此，利用视频成像技术开发公路隧道火灾检测方法，具有成本低、使用便捷、监测效果好等优点，成为当前研究的热点之一。
二、研究目的及意义
本研究旨在针对现有公路隧道火灾检测方法的局限性，利用视频成像技术开发一种基于视频的公路隧道火灾检测方法，并在实际应用中进行验证。其意义在于：
1.提高公路隧道火灾检测的准确率和灵敏度，降低人员伤亡和财产损失。
2.节约监测成本，减少对供水设施等其它设备的需求，提高监测的使用便利性。
3.建立公路隧道火灾检测领域内的技术创新能力，提升我国公共安全水平和科技实力。
三、研究内容及方案
本研究主要包括以下内容：
1.公路隧道火灾特征分析。通过对历史火灾事件的统计和分析，确定公路隧道火灾的类型、特征和发生规律，为后续开发基于视频的公路隧道火灾检测方法提供数据支撑。
2.基于视频的公路隧道火灾检测算法设计。针对公路隧道火灾特征，设计基于视频的火灾检测算法。首先通过摄像头获得隧道内部的图像数据，然后利用灰度化、平滑滤波、边缘检测等图像处理技术对图像进行处理，最后通过基于光流场的检测算法对烟雾等火灾特征进行自动识别。
3.算法实现及数据验证。基于Matlab软件实现所设计的公路隧道火灾检测算法，同时将其应用于实际的公路隧道场景中，进行数据实验验证。通过对数据的分析和比对，证明所设计的方法具有可行性和监测效果优势。
四、预期结果和创新点
通过上述研究内容的开展，预期能够达到以下结果：
1.设计出一种基于视频的公路隧道火灾检测算法，能够快速、准确地识别隧道内部的火灾特征，并进行报警提示。
2.在实际应用中验证所设计算法的有效性和优越性，为公路隧道建设提供可行的火灾检测方案，并积累相关领域的技术创新能力。
3.通过对公路隧道火灾检测方法的改进，为我国公共安全保障工作和科技创新提供有益的参考意见。
五、研究进程
1.2021年9月至2021年11月：对公路隧道火灾特征进行统计分析，并进行相关文献调研，制定出基于视频的公路隧道火灾检测研究方案。
2.2021年11月至2022年3月：利用Matlab软件实现基于视频的公路隧道火灾检测算法，进行效果测试和算法优化。
3.2022年3月至2022年5月：通过数据实验验证所设计算法的有效性和优越性，形成论文初稿并撰写完整的论文。
六、参考文献
[1]潘苗等.基于视频的隧道火灾中烟雾检测算法和烟雾预警研究.[J].中国安全科学学报,2017,27(6):16-21.
[2]张丽等.基于分类回归的火灾视频图像分析方法.测控技术,2019,38(11):36-40.
[3]赵阳.公路隧道火灾现场应急处置的控制策略分析.2019年第18届中国公路学会年会,2019.