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地下空間火災(zāi)智能檢測預(yù)警預(yù)報方法及裝置的制作方法

文檔序號:6732430閱讀:217來源:國知局
專利名稱:地下空間火災(zāi)智能檢測預(yù)警預(yù)報方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于火災(zāi)預(yù)警預(yù)報領(lǐng)域,特別涉及一種地下空間火災(zāi)智能檢測預(yù)警 預(yù)報方法及裝置。
技術(shù)背景隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展,各種地下空間的使用越來越普遍。地下空間的 特殊性使得其消防安全十分重要。由于各類地下空間的外圍是土壤或者巖石, 只有內(nèi)部空間,與外界聯(lián)系孔洞少、面積小。發(fā)生火災(zāi)時排煙能力差,能見度 低,內(nèi)部溫度上升較快,高溫高熱全面燃燒,可能較早地出現(xiàn)轟燃。地下空間內(nèi)燃料燃燒速度是敞開空間的三倍,溫度可以高達iooo'c,并且由于通風(fēng)不足,燃燒不充分,CO、 C02及其它有毒氣體濃度也迅速增加。地下空間火災(zāi)的另一個特點是火災(zāi)發(fā)生時,人員逃生的方向和煙氣的擴散方向都是從下往 上,人員的出入口可能就是噴煙口,通常煙氣的擴散速度要比人群擴散速度大 得多,造成人員疏散不便,撲救困難,極易造成人員傷亡事故。因此,使用優(yōu) 質(zhì)先進的火災(zāi)監(jiān)測預(yù)警預(yù)報裝置,準確判斷起火部位,以及準確預(yù)測火源是否 會發(fā)展成火災(zāi),并對火災(zāi)級別和發(fā)展程度進行預(yù)測,便于進行及時的撲救,確 保地下空間建筑以及相關(guān)人員安全。傳統(tǒng)的火災(zāi)檢測預(yù)警預(yù)報裝置是對一種或者多種與火災(zāi)相關(guān)聯(lián)的物理、化 學(xué)現(xiàn)象進行連續(xù)或者間隔的檢測,通常采用感溫、感煙、感音、感光和氣體型 等傳感方式,其工作原理是通過這些感應(yīng)元件探測到有關(guān)的溫度、濃度或者光度等物理信號,將其經(jīng)過中間傳遞、放大元件,將物理信號轉(zhuǎn)化為電信號; 再將電信號傳送給區(qū)域或中心控制站,與設(shè)定的某一閾值或閾值區(qū)域相比較, 判斷是否有火災(zāi)發(fā)生,并給出相應(yīng)指令,啟動滅火裝置。這種方法是基于火災(zāi) 表現(xiàn)為時空上失控的燃燒現(xiàn)象,燃燒時會產(chǎn)生火焰、噪音、燃燒產(chǎn)物和大量的熱。但是由于這種火災(zāi)檢測預(yù)警預(yù)報裝置在很大程度上依賴于傳感器的靈敏 度,且易受到偶爾出現(xiàn)的其它信號的干擾,誤報、漏報率較高。在目前的地下空間檢測預(yù)警預(yù)報裝置中,通常采用單一的感溫型傳感器、感煙型傳感器或者CCD (計算機控制顯示攝像機),這種裝置對地下空間的針對性不強,檢測手段單一,可靠性差。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對現(xiàn)有火災(zāi)檢測預(yù)警預(yù)報裝置存在對地下空間的針對性不強、檢 測手段單一、可靠性差等問題,提供一種地下空間火災(zāi)智能檢測預(yù)警預(yù)報方法 及裝置。本發(fā)明可以通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)一種地下空間火災(zāi)智能檢測預(yù)警預(yù)報方法,包括以下步驟(1) 應(yīng)用火災(zāi)信號探測器實時采集現(xiàn)場溫度、煙氣濃度或氣體成分信號,作為火災(zāi)發(fā)展程度的預(yù)測參數(shù);(2) 數(shù)據(jù)管理器對火災(zāi)探測器的物理量信號值釆用支持向量機進行判斷, 應(yīng)用可變窗算法將火災(zāi)信號的變化趨勢引入判斷規(guī)則中,將該信號及其變化趨 勢與建立的地下空間火災(zāi)支持向量進行對比,并結(jié)合地下空間建筑系統(tǒng)通風(fēng)換 熱測量裝置獲取的地下空間建筑系統(tǒng)通風(fēng)換熱參數(shù), 一旦檢測到災(zāi)情,進行火 災(zāi)定位后,數(shù)據(jù)管理器進行模式比較,預(yù)測火警發(fā)生,給出火災(zāi)預(yù)警信號,同 時將該預(yù)警信號傳輸給火災(zāi)報警控制器,火災(zāi)報警控制器對報警設(shè)備進行控 制;.(3) 數(shù)據(jù)管理器的數(shù)據(jù)處理器將做出的災(zāi)情判別反饋回數(shù)據(jù)管理器的數(shù) 據(jù)庫,支持向量機對反饋數(shù)據(jù)進行自學(xué)習(xí),使裝置具有自學(xué)習(xí)功能,提高地下 空間建筑火災(zāi)預(yù)測預(yù)報火警的準確性和及時性;(4) 同時,數(shù)據(jù)管理器按照不同地下空間建筑的各自特點,建立火災(zāi)發(fā)展的規(guī)則模式集,采用支持向量機技術(shù)與混沌、突變的非線性火災(zāi)模型模擬相 結(jié)合的方法實現(xiàn)對不同地下空間建筑火災(zāi)發(fā)生、發(fā)展程度的預(yù)測。一種地下空間火災(zāi)智能檢測預(yù)警預(yù)報裝置,包括火災(zāi)信號探測器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)管理器、監(jiān)視器、CCD攝像機、信號傳遞裝置、火災(zāi)報警控制器、 數(shù)模轉(zhuǎn)換器、報警設(shè)備和地下空間通風(fēng)換熱測量裝置;所述火災(zāi)信號探測器將 探測到信號經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器傳送到數(shù)據(jù)管理器,數(shù)據(jù)管理器將信息處理后經(jīng)信號 傳遞裝置傳送到火災(zāi)報警控制器,再經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換器傳送到報警設(shè)備,數(shù)據(jù)管理 器將信息處理后顯示在監(jiān)視器上;所述CCD攝像機與監(jiān)視器相連;所述地下 空間通風(fēng)換熱測量裝置將信息傳送到數(shù)據(jù)管理器。所述數(shù)據(jù)管理器包括數(shù)據(jù)處理器和數(shù)據(jù)庫,兩者之間進行數(shù)據(jù)傳輸交換。 所述數(shù)據(jù)處理器包括可變窗算法處理模塊、火災(zāi)發(fā)展預(yù)測模塊和兩個支持 向量機模塊;所述支持向量機模塊具有自學(xué)習(xí)能力,能將現(xiàn)場的火災(zāi)記錄與判 別規(guī)則進行比較,并對數(shù)據(jù)進行反饋學(xué)習(xí),不斷完善判別規(guī)則的火災(zāi)數(shù)據(jù)庫; 所述可變窗算法處理模塊利用可變窗算法對火災(zāi)探測信號進行預(yù)處理,為支持 向量機提供輸入數(shù)據(jù);所述火災(zāi)發(fā)展預(yù)測模塊根據(jù)支持向量機模塊所確定的支 持向量,將經(jīng)由可變窗算法處理模塊處理后的數(shù)據(jù)進行火災(zāi)發(fā)展的預(yù)測。所述火災(zāi)信號探測器是離子感煙傳感器、氣體傳感器和溫度傳感器中的至 少一種。所述火災(zāi)報警控制器上設(shè)有手動報警按鈕,用于手工觸發(fā)火災(zāi)報警控制器。所述報警設(shè)備包括消防聯(lián)動、消防廣播、火警電話、應(yīng)急照明和報警記錄, 其通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器與火災(zāi)報警控制器連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比較,本發(fā)明具有以下優(yōu)點(1) 本發(fā)明采用多種火災(zāi)探測器對火災(zāi)進行探測,多種探測手段的相互補充,提高預(yù)警系統(tǒng)的準確性。(2) 本發(fā)明利用支持向量機技術(shù)預(yù)測地下空間火災(zāi)發(fā)生的火警級別,將 預(yù)測結(jié)果返回系統(tǒng),利用支持向量機的自學(xué)習(xí)能力,不斷修正樣本集和支持向 量機的支持向量,實現(xiàn)系統(tǒng)的高容錯性和智能化。.(3) 本發(fā)明引入非線性動力學(xué)對地下空間火災(zāi)機理進行基礎(chǔ)理論研究, 建立不同結(jié)構(gòu)特點下的地下空間火災(zāi)模型,根據(jù)現(xiàn)場探測溫度、氣體流速、煙 氣濃度、壓力等信號對火災(zāi)的復(fù)雜性和不確定進行定量計算,分析當(dāng)前火情以 及火災(zāi)發(fā)展趨勢,為救援和滅火工作提供強有力的理論基礎(chǔ),大大增強預(yù)警系 統(tǒng)的可靠性和科學(xué)性。


圖1是本發(fā)明地下空間火災(zāi)智能檢測預(yù)警預(yù)報裝置的結(jié)構(gòu)示意圖; 圖2是本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理器對火災(zāi)災(zāi)情判斷的原理示意圖;圖3是本發(fā)明的地下空間火災(zāi)智能檢測預(yù)警預(yù)報裝置預(yù)測災(zāi)情發(fā)展情況 的非線性處理過程示意圖。
具體實施方式
本發(fā)明的地下空間火災(zāi)智能檢測預(yù)警預(yù)報方法如下(1) 應(yīng)用火災(zāi)信號探測器(離子感煙、氣體傳感器或溫度傳感器等)實 時采集現(xiàn)場溫度、煙氣濃度或氣體成分信號,作為火災(zāi)發(fā)展程度的預(yù)測參數(shù);(2) 數(shù)據(jù)管理器對火災(zāi)探測器的物理量信號值采用支持向量機進行判斷, 而且應(yīng)用可變窗算法將火災(zāi)信號的變化趨勢引入判斷規(guī)則中,將該信號及其變 化趨勢與本發(fā)明所建立的地下空間火災(zāi)支持向量進行對比,并結(jié)合地下空間建 筑系統(tǒng)通風(fēng)換熱測量裝置獲取的地下空間建筑系統(tǒng)通風(fēng)換熱參數(shù),一旦檢測到災(zāi)情,進行火災(zāi)定位后,數(shù)據(jù)管理器進行模式比較,預(yù)測火警發(fā)生,給出火災(zāi) 預(yù)警信號,同時將該預(yù)警信號傳輸給火災(zāi)報警控制器,火災(zāi)報警控制器對報警 設(shè)備進行控制;(3) 數(shù)據(jù)管理器的數(shù)據(jù)處理器將做出的災(zāi)情判別反饋回數(shù)據(jù)管理器的數(shù) 據(jù)庫,支持向量機對反饋數(shù)據(jù)進行自學(xué)習(xí),使裝置具有自學(xué)習(xí)功能,提高地下 空間建筑火災(zāi)預(yù)測預(yù)報火警的準確性和及時性;(4) 同時,數(shù)據(jù)管理器按照不同地下空間建筑的各自特點,建立火災(zāi)發(fā) 展的規(guī)則模式集,采用支持向量機技術(shù)與混沌、突變的非線性火災(zāi)模型模擬相 結(jié)合的方法實現(xiàn)對不同地下空間建筑火災(zāi)發(fā)生、發(fā)展程度的預(yù)測。如圖1所示,本發(fā)明的地下空間火災(zāi)智能檢測預(yù)警預(yù)報裝置,包括火災(zāi)信 號探測器l、模數(shù)轉(zhuǎn)換器2、數(shù)據(jù)管理器3、監(jiān)視器4、 CCD攝像機5、信號傳 遞裝置6、火災(zāi)報警控制器7、數(shù)模轉(zhuǎn)換器8、報警設(shè)備9和地下空間通風(fēng)換 熱測量裝置11;所述火災(zāi)信號探測器1將探測到信號經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器2傳送到 數(shù)據(jù)管理器3,數(shù)據(jù)管理器3將信息處理后經(jīng)信號傳遞裝置6傳送到火災(zāi)報警 控制器7,再經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換器8傳送到報警設(shè)備9,數(shù)據(jù)管理器3將信息處理后 顯示在監(jiān)視器4上;所述CCD攝像機5與監(jiān)視器4相連;所述地下空間通風(fēng) 換熱測量裝置11將信息傳送到數(shù)據(jù)管理器3;火災(zāi)報警控制器上設(shè)有手動報 警按鈕,用于手工觸發(fā)火災(zāi)報警控制器,對報警設(shè)備做出有效控制動作。本發(fā) 明的報警設(shè)備9包括消防聯(lián)動9-1、消防廣播9-2、火警電話9-3、應(yīng)急照明9-4 和報警記錄9-5。本發(fā)明的數(shù)據(jù)管理器3包括數(shù)據(jù)處理器3-1和數(shù)據(jù)庫3-2,兩者之間進行 數(shù)據(jù)傳輸交換。數(shù)據(jù)處理器3-l包括可變窗算法處理模塊、火災(zāi)發(fā)展預(yù)測模塊 和兩個支持向量機模塊;所述支持向量機是建立在統(tǒng)計學(xué)理論的VC維和結(jié)構(gòu)風(fēng)險最小原理的基礎(chǔ)上,在非線性、高維度問題以及泛化能力方面表現(xiàn)突出, 能較好的解決火災(zāi)災(zāi)情這類依據(jù)非線性和高維數(shù)的特征參數(shù)進行判別的實際 問題,并具有自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)功能。本發(fā)明采用支持向量機方法,以火災(zāi)探測 器的傳感量及其變化趨勢作為特征參數(shù),并將其作為支持向量機的輸入指標向 量,以所述數(shù)據(jù)管理器中的數(shù)據(jù)庫中的實驗、調(diào)研、模型計算結(jié)果組織成學(xué)習(xí) 樣本集,根據(jù)學(xué)習(xí)樣本自動訓(xùn)練和調(diào)整兩組支持向量機的支持向量,實現(xiàn)支持向量機的自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)功能。本發(fā)明的數(shù)據(jù)管理器3對不同建筑結(jié)構(gòu)地下空間火災(zāi)發(fā)展情況的預(yù)測采用的火災(zāi)模型包括揮發(fā)分熱解與燃燒模型、可燃物轟燃模型、火焰?zhèn)鞑ツP?、火?zāi)蔓延模型、煙氣羽流的混沌模型以及煙氣蔓延的耦合映象格子模型。本發(fā)明的數(shù)據(jù)管理器3的數(shù)據(jù)庫3-2具有對支持向量機知識庫和規(guī)則自動更新的功能,每次數(shù)據(jù)管理器3做出的火災(zāi)災(zāi)情判斷和火警級別預(yù)測,都會反饋回所述數(shù)據(jù)管理器的數(shù)據(jù)庫,支持向量機對反饋的數(shù)據(jù)進行自學(xué)習(xí),不斷修正樣本集和支持向量,完善地下空間火災(zāi)的參照模式。數(shù)據(jù)管理器對火災(zāi)探測器趨勢的引入,需要采用可變窗算法進行處理,以消除外界信號干擾并同時快速檢測信號變化趨勢,從而正確而又快速的反映信號變化趨勢??勺兇八惴ㄆ浯伴L的預(yù)警門限可通過現(xiàn)場實驗進行調(diào)試確定。本發(fā)明的火災(zāi)信號探測器1可以采用市面上己有的產(chǎn)品,如北京海利自動 化系統(tǒng)工程有限公司的HST8110智能光電感煙探測器、HST8120智能感溫控 制器、HST8130智能感煙感溫復(fù)合控制器、HST8140智能感煙感CO復(fù)合控 制器。如圖2所示,火災(zāi)信號(如煙、溫等)探測數(shù)值經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換器2轉(zhuǎn)換后, 進入數(shù)據(jù)處理器3-l的第一級支持向量機模塊3-1-1,進行火災(zāi)發(fā)生有無的識別,識別結(jié)果輸出顯示是否會發(fā)生火災(zāi)的判斷信號A(0或者1)。若識別結(jié)果 輸出顯示為O,則表示沒有火災(zāi)發(fā)生;若識別結(jié)果輸出顯示為l,則表示有火 災(zāi)發(fā)生。另一方面,將經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換器2轉(zhuǎn)換之后的火災(zāi)信號引入可變窗算法處 理模塊3-1-2,對火災(zāi)信號利用可變窗算法進行處理,得到火災(zāi)信號的變化趨 勢值,再將火災(zāi)信號的變化趨勢值引入另一支持向量機模塊3-1-3,識別結(jié)果 輸出顯示火災(zāi)類型判斷信號B (0或1)。若識別結(jié)果輸出顯示為O,則表示火 災(zāi)類型為干擾火,若識別結(jié)果輸出顯示為l,則表示為有火災(zāi)發(fā)生。判斷信號A和B首先進入"與"門。如果兩種信號都顯示有火災(zāi)發(fā)生(即 A&B=1),則數(shù)據(jù)處理器3-1將該信號傳輸給信號傳遞裝置6,火災(zāi)報警控制 器7對報警設(shè)備9進行控制,同時,此信號聯(lián)通支持向量計算模塊3-1-1和3-1-3 對火情的預(yù)測結(jié)果反饋回數(shù)據(jù)庫3-2保存,補充支持向量機技術(shù)的學(xué)習(xí)樣本集; 否則判斷信號A和B進入"或"門,如果兩種判別信號分別顯示為無火和干擾 火(即A+B-0),則數(shù)據(jù)處理器3-l的計算返回到初始程序。如果判斷信號經(jīng)由"與"門和"或"門之后,A+B=1^A&B=0,則需再將火 災(zāi)類型判別信號B送入"非"門,之后再將信號A和經(jīng)過"非"門處理的信號B 送入"與"門。若A&廣B)二1,則表示支持向量機3-1-1判斷為有火,而支持向 量機3-1-2判斷為干擾火,判定其類型為干擾火,則只需要將此信號連同支持 向量機3-1-1、 3-1-3對火災(zāi)的預(yù)測情況反饋回數(shù)據(jù)庫3-2保存,以補充支持向 量機的學(xué)習(xí)樣本集,而不需要傳輸信號給信號傳遞裝置7,進行火災(zāi)報警控制 器動作;否則,若A及(~B) =0,則表示判別信號A為0表示無火,B為l 表示有火,判別結(jié)果存在明顯差異,數(shù)據(jù)處理器3-1發(fā)出"判別報警",禾U用 CCD攝像機5的攝像功能,使可視化圖象顯示在監(jiān)視器4屏幕上,采用人工監(jiān)視識別。人工判別將通過數(shù)據(jù)處理器3-l的接口輸入,并反饋給數(shù)據(jù)庫3-2。 補充向量機計算模塊3-1-2、 3-1-3的自學(xué)習(xí)樣本集;對于判別結(jié)果為"發(fā)生火 災(zāi)"的情況,數(shù)據(jù)處理器3-l發(fā)送信號給信號傳遞裝置6,通過火災(zāi)報警控制器 7實現(xiàn).報警控制。地下空間建筑中氣候、熱流量、自然光等環(huán)境因素的變化對檢測儀器判別 結(jié)果的干擾可以經(jīng)由支持向量機3-1-2的自學(xué)習(xí)自適應(yīng)功能進行再次確認支持 向量而消除;輸出信號A和B之間的差異,本發(fā)明采用兩個支持向量機對人 工監(jiān)視判別結(jié)果的學(xué)習(xí)得到改進,實現(xiàn)自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)功能。地下空間火災(zāi)一方面是一個受多種因素影響的,復(fù)雜的非線性特征,火災(zāi) 中熱解、另一方面,盡管受到眾多熱災(zāi)害因素的影響,體現(xiàn)出復(fù)雜性,但是, 在相似的環(huán)境和條件下,火災(zāi)的發(fā)生和發(fā)展過程卻又能體現(xiàn)出相似的規(guī)律,同 類空間具有相似的燃燒環(huán)境?;趯Φ叵驴臻g建筑特點和燃燒過程的認識,本 發(fā)明采用非線性模型和模式識別相結(jié)合的方法,對地下空間建筑中火災(zāi)的發(fā)展 進行預(yù)測。依據(jù)地下空間不同類型建筑特點,建立揮發(fā)分熱解與燃燒模型、可 燃物轟燃模型、火焰?zhèn)鞑ツP?、火?zāi)蔓延模型、煙氣羽流的混沌模型以及煙氣 蔓延的耦合映象格子模型,從而構(gòu)造出考慮各種相關(guān)因素的火災(zāi)預(yù)測模型。分 別針對不同類型空間,對基礎(chǔ)研究、實驗室實驗、現(xiàn)場調(diào)研以及數(shù)值模擬,積 累起相關(guān)特點,構(gòu)成火災(zāi)發(fā)展模式集,存儲于火災(zāi)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),進行歸類,提 取其火災(zāi)數(shù)據(jù)庫3-2中。如圖3所示,火災(zāi)信號探測器1獲得的模擬信號通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器2傳輸給 數(shù)據(jù)處理器3-l的火災(zāi)發(fā)展預(yù)測模塊3-1-4。當(dāng)數(shù)據(jù)處理器3-1探測到火災(zāi)發(fā)生 時,通過對監(jiān)測信號的尋址,獲得火災(zāi)發(fā)生的具體位置,并將定位信號傳輸給火災(zāi)發(fā)展預(yù)測模塊3-1-4?;馂?zāi)發(fā)展預(yù)測模塊3-1-4通過該定位信號,表征當(dāng)前火災(zāi)發(fā)展程度的探測信號溫度、壓力、煙氣濃度、氣體成份,在數(shù)據(jù)庫3-2中査詢該類型地下空間建筑空間火災(zāi)參照模式集,進行模式比較,分析當(dāng)前火災(zāi)是屬于陰燃、明火或者是僅為干擾火的范疇。然后將這些探測信號傳入相應(yīng)的非線性預(yù)測計算模型,通過揮發(fā)分熱解與燃燒模型、可燃物轟燃模型、火焰?zhèn)鞑ツP?、火?zāi)蔓延模型、煙氣羽流的混沌模型以及煙氣蔓延的耦合映象格子模型,對火災(zāi)的發(fā)展進行實時預(yù)測。模式比較和火災(zāi)發(fā)展的預(yù)測結(jié)果,以及數(shù)據(jù)庫3-2事先存儲的相應(yīng)處理決策都顯示在監(jiān)視器4上。同時,當(dāng)前火災(zāi)特征信號以及火災(zāi)的發(fā)展程度反饋給數(shù)據(jù)庫3-2,補充參照模式集。由于火災(zāi)現(xiàn)象具有多變性,某些物理量受到環(huán)境其他因素的影響,瞬時值表現(xiàn)出一定的隨機性,從而使實際探測到的信號難以和給出模式完全吻合,因此,本發(fā)明的模式比較采用了模糊識別的方法,通過待監(jiān)測對象與已知模式的貼近度大小進行判斷。本發(fā)明的地下空間火災(zāi)智能檢測預(yù)警預(yù)報裝置的工作過程如下 O)火災(zāi)信號探測器1現(xiàn)場探測和調(diào)查得到的溫度、壓力、煙氣、氣體 成份等數(shù)據(jù)經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器2輸入數(shù)據(jù)處理器3-1;(2) 數(shù)據(jù)處理器3-l中支持向量機模塊3-1-1對火災(zāi)探測信號進行處理, 輸出火災(zāi)判斷信號A (布爾值);(3) 數(shù)據(jù)處理器3-1中可變窗算法處理模塊3-1-2則對探測信號進行處理, 輸出探測信號的變化趨勢值。將其引入另一支持向量機模塊3-1-3判斷火災(zāi)發(fā) 生類型,并給出火災(zāi)類型判斷信號B (布爾值);(4) 通過對兩個判斷信號A、 B的綜合分析,做出火災(zāi)是否發(fā)生以及火 災(zāi)類型的綜合判斷;(5) 判斷有火警之后,數(shù)據(jù)處理器3-l將火警信號和火警級別顯示在監(jiān)視器4上,并將火警信號經(jīng)信號傳遞裝置6,傳輸給火災(zāi)報警控制器7實現(xiàn)對 報警設(shè)備9的控制,消防部門收到報警后開展撲救工作?;馂?zāi)的預(yù)警也可以通 過手動報警按鈕10人為地對火災(zāi)報警控制器6做出動作,使警報有效地實施;(6) 判斷有火警之后,數(shù)據(jù)處理器3-l中火災(zāi)發(fā)展預(yù)測模塊3-1-4通過當(dāng) 前監(jiān)測信號與數(shù)據(jù)庫3-2中火災(zāi)參照模式集進行模式比較,分析當(dāng)前火災(zāi)范疇; 然后通過非線性模型計算預(yù)測火災(zāi)的發(fā)展,將模式比較結(jié)果、火災(zāi)發(fā)展的預(yù)測 結(jié)果,以及數(shù)據(jù)庫3-2存儲的相應(yīng)處理決策都顯示在監(jiān)視器4上,供操作人員 參考;(7) 數(shù)據(jù)處理器3-1將每次做出的災(zāi)情判斷和火災(zāi)類型反饋回數(shù)據(jù)庫3-2 保存,'并利用支持向量機技術(shù)將反饋的數(shù)據(jù)進行自學(xué)習(xí),不斷修正樣本集和支 持向量機的支持向量;(8) 同時,火災(zāi)物理信號、模式比較和非線性預(yù)測計算獲得的當(dāng)前火災(zāi) 模式及其發(fā)展趨勢也反饋回數(shù)據(jù)庫3-2,補充參照模式集,作為以后火災(zāi)發(fā)展 預(yù)測的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求
1、一種地下空間火災(zāi)智能檢測預(yù)警預(yù)報方法,其特征在于包括以下步驟(1)應(yīng)用火災(zāi)信號探測器實時采集現(xiàn)場溫度、煙氣濃度或氣體成分信號,作為火災(zāi)發(fā)展程度的預(yù)測參數(shù);(2)數(shù)據(jù)管理器的數(shù)據(jù)處理器對火災(zāi)探測器的物理量信號值采用支持向量機進行判斷,應(yīng)用可變窗算法將火災(zāi)信號的變化趨勢引入判斷規(guī)則中,將該信號及其變化趨勢與數(shù)據(jù)庫中已建立的地下空間火災(zāi)支持向量進行模式比較預(yù)測火警發(fā)生,一旦檢測到災(zāi)情,結(jié)合地下空間建筑系統(tǒng)通風(fēng)換熱測量裝置獲取的地下空間建筑系統(tǒng)通風(fēng)換熱參數(shù),進行火災(zāi)定位,給出火災(zāi)預(yù)警信號,并將該預(yù)警信號傳輸給火災(zāi)報警控制器,火災(zāi)報警控制器對報警設(shè)備進行控制;(3)數(shù)據(jù)管理器的數(shù)據(jù)處理器將做出的災(zāi)情判別反饋回數(shù)據(jù)管理器的數(shù)據(jù)庫,支持向量機對反饋數(shù)據(jù)進行自學(xué)習(xí),使裝置具有自學(xué)習(xí)功能,提高地下空間建筑火災(zāi)預(yù)測預(yù)報火警的準確性和及時性;(4)同時,數(shù)據(jù)管理器按照不同地下空間建筑的各自特點,建立火災(zāi)發(fā)展的規(guī)則模式集,采用支持向量機技術(shù)與混沌、突變的非線性火災(zāi)模型模擬相結(jié)合的方法實現(xiàn)對不同地下空間建筑火災(zāi)發(fā)生、發(fā)展程度的預(yù)測。
2、 一種地下空間火災(zāi)智能檢測預(yù)警預(yù)報裝置,其特征在于包括火災(zāi)信 號探測器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)管理器、監(jiān)視器、CCD攝像機、信號傳遞裝置、 火災(zāi)報警控制器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、報警設(shè)備和地下空間通風(fēng)換熱測量裝置;所述 火災(zāi)信號探測器將探測到信號經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器傳送到數(shù)據(jù)管理器,數(shù)據(jù)管理器將 信息處理后經(jīng)信號傳遞裝置傳送到火災(zāi)報警控制器,再經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換器傳送到報 警設(shè)備,數(shù)據(jù)管理器將信息處理后顯示在監(jiān)視器上;所述CCD攝像機與監(jiān)視 器相連;所述地下空間通風(fēng)換熱測量裝置將信息傳送到數(shù)據(jù)管理器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的地下空間火災(zāi)智能檢測預(yù)警預(yù)報裝置,其特征在于所述數(shù)據(jù)管理器包括數(shù)據(jù)處理器和數(shù)據(jù)庫,兩者之間進行數(shù)據(jù)傳輸交換。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的地下空間火災(zāi)智能檢測預(yù)警預(yù)報裝置,其特征 在于所述數(shù)據(jù)處理器包括可變窗算法處理模塊、火災(zāi)發(fā)展預(yù)測模塊和兩個支 持向量機模塊;所述支持向量機模塊具有自學(xué)習(xí)能力,能將現(xiàn)場的火災(zāi)記錄與 判別規(guī)則進行比較,并對數(shù)據(jù)進行反饋學(xué)習(xí),不斷完善判別規(guī)則的火災(zāi)數(shù)據(jù)庫; 所述可變窗算法處理模塊利用可變窗算法對火災(zāi)探測信號進行預(yù)處理,為支持 向量機提供輸入數(shù)據(jù);所述火災(zāi)發(fā)展預(yù)測模塊根據(jù)支持向量機模塊所確定的支 持向量,將經(jīng)由可變窗算法處理模塊處理后的數(shù)據(jù)進行火災(zāi)發(fā)展的預(yù)測。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的地下空間火災(zāi)智能檢測預(yù)警預(yù)報裝置,其特征 在于所述火災(zāi)信號探測器是離子感煙傳感器、氣體傳感器和溫度傳感器中的 至少一種。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的地下空間火災(zāi)智能檢測預(yù)警預(yù)報裝置,其 特征在于所述火災(zāi)報警控制器上設(shè)有手動報警按鈕,用于手工觸發(fā)火災(zāi)報警 控制器。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的地下空間火災(zāi)智能檢測預(yù)警預(yù)報裝置,其特征在于所述報警設(shè)備包括消防聯(lián)動、消防廣播、火警電話、應(yīng)急照明和報警記錄,其通過模敎轉(zhuǎn)換器與火災(zāi)報警控制器連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種地下空間火災(zāi)智能檢測預(yù)警預(yù)報方法及裝置,包括火災(zāi)信號探測器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)管理器、監(jiān)視器、CCD攝像機、信號傳遞裝置、火災(zāi)報警控制器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、報警設(shè)備和地下空間通風(fēng)換熱測量裝置;所述火災(zāi)信號探測器將探測到信號經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器傳送到數(shù)據(jù)管理器,數(shù)據(jù)管理器將信息處理后經(jīng)信號傳遞裝置傳送到火災(zāi)報警控制器,再經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換器傳送到報警設(shè)備,數(shù)據(jù)管理器將信息處理后顯示在監(jiān)視器上;所述CCD攝像機與監(jiān)視器相連;所述地下空間通風(fēng)換熱測量裝置將信息傳送到數(shù)據(jù)管理器。本發(fā)明采用多種火災(zāi)探測器對火災(zāi)進行探測,提高系統(tǒng)準確性,且將預(yù)測結(jié)果返回系統(tǒng),利用支持向量機的自學(xué)能力,實現(xiàn)系統(tǒng)的高容錯性和智能化。
文檔編號G08B29/24GK101251942SQ20081002681
公開日2008年8月27日 申請日期2008年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月14日
發(fā)明者翱 劉, 廖艷芬, 凌 張, 馬曉茜 申請人:華南理工大學(xué)
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