本發(fā)明屬于燃?xì)庑孤┍O(jiān)測(cè)，具體的說(shuō)是一種多傳感器融合的燃?xì)庑孤└兄R(shí)別與報(bào)警方法。

背景技術(shù)：

1、隨著城市化進(jìn)程的加速，燃?xì)庾鳛橹饕茉粗唬谌粘Ｉ钪械膽?yīng)用日益廣泛，但隨之而來(lái)的燃?xì)庑孤﹩?wèn)題也成為了公共安全的重大隱患。傳統(tǒng)的燃?xì)庑孤z測(cè)方法依賴于單一傳感器，往往在靈敏度、準(zhǔn)確度以及響應(yīng)速度上存在局限，難以滿足復(fù)雜環(huán)境下的安全需求。

2、如公開(kāi)號(hào)為cn?112542034?a的專利公開(kāi)了一種智能燃?xì)獗砦⑿×餍孤┑淖R(shí)別方法、系統(tǒng)及設(shè)備，該現(xiàn)有技術(shù)側(cè)重于智能燃?xì)獗韮?nèi)部的微小流量監(jiān)測(cè)，通過(guò)脈沖信號(hào)分析識(shí)別泄漏，但這種基于單點(diǎn)的監(jiān)測(cè)方法可能無(wú)法覆蓋整個(gè)燃?xì)夤芫W(wǎng)的復(fù)雜情況，對(duì)于遠(yuǎn)離燃?xì)獗淼男孤c(diǎn)識(shí)別能力有限。

3、如公開(kāi)號(hào)為cn117746585a的專利公開(kāi)了基于物聯(lián)網(wǎng)的燃?xì)庑孤┌踩O(jiān)測(cè)方法、系統(tǒng)、設(shè)備和介質(zhì)，包括以下步驟：獲取監(jiān)測(cè)區(qū)域?qū)?yīng)的環(huán)境圖像；其中，監(jiān)測(cè)區(qū)域?yàn)榫哂腥細(xì)庑孤╋L(fēng)險(xiǎn)的區(qū)域；識(shí)別環(huán)境圖像中是否存在異常狀態(tài)特征；若識(shí)別到異常狀態(tài)特征，接收使目標(biāo)燃?xì)鈭?bào)警器通電的通電信號(hào)；該現(xiàn)有技術(shù)的圖像識(shí)別技術(shù)雖然能有效監(jiān)測(cè)特定區(qū)域，但在復(fù)雜環(huán)境或惡劣天氣條件下，如霧、雨、雪或強(qiáng)光照射下，環(huán)境圖像的識(shí)別精度可能會(huì)受到影響，導(dǎo)致誤報(bào)或漏報(bào)現(xiàn)象。

4、以上現(xiàn)有技術(shù)存在以下問(wèn)題：1)現(xiàn)有的技術(shù)大多聚焦于單一類型的傳感器或數(shù)據(jù)源，缺乏多傳感器數(shù)據(jù)的深度融合與互補(bǔ)，2)單一技術(shù)手段難以全面評(píng)估和迅速響應(yīng)各類復(fù)雜泄漏情況，尤其是在早期微小泄漏或非典型泄漏情況下，為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種多傳感器融合的燃?xì)庑孤└兄R(shí)別與應(yīng)急處理方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了一種多傳感器融合的燃?xì)庑孤└兄R(shí)別與報(bào)警方法，該方法首先通過(guò)集成傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)燃?xì)夤艿罓顟B(tài)，獲取多維度數(shù)據(jù)并預(yù)處理，其次，利用預(yù)訓(xùn)練的異常感知模型分析聲波和圖像數(shù)據(jù)，評(píng)估燃?xì)猱惓３潭?，第三，結(jié)合溫度、壓力等數(shù)據(jù)和異常監(jiān)測(cè)得分，制定判別規(guī)則以判斷燃?xì)夤艿朗欠癞惓?，一旦檢測(cè)到異常泄漏，通過(guò)多位置節(jié)點(diǎn)傳感器和時(shí)間定位算法迅速定位泄漏點(diǎn)，最后，結(jié)合泄漏位置和異常判別結(jié)果，通過(guò)燃?xì)庑孤?yīng)急策略庫(kù)和報(bào)警裝置，快速生成對(duì)應(yīng)的應(yīng)急處理方案的同時(shí)，快速進(jìn)行異常定點(diǎn)報(bào)警，確保燃?xì)獍踩?/p>

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種多傳感器融合的燃?xì)庑孤└兄R(shí)別與報(bào)警方法，包括：

4、s1、配置集成傳感器，對(duì)室內(nèi)燃?xì)夤艿拦ぷ鬟\(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，獲取多維度狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并利用自適應(yīng)濾波算法對(duì)采集的多維度狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；

5、s2、構(gòu)建并訓(xùn)練異常感知模型，并將預(yù)處理后多維度狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中的聲波和氣體濃度數(shù)據(jù)輸入到預(yù)訓(xùn)練的異常感知模型進(jìn)行分析，獲取不同傳感器位置節(jié)點(diǎn)的燃?xì)猱惓１O(jiān)測(cè)得分；

6、s3、設(shè)置燃?xì)猱惓Ｅ袆e規(guī)則，將預(yù)處理后多維度狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中的溫度、壓力和燃?xì)猱惓１O(jiān)測(cè)得分輸入到燃?xì)猱惓Ｅ袆e規(guī)則中進(jìn)行判別分析，獲取燃?xì)夤艿谰C合異常判別結(jié)果；

7、s4、當(dāng)根據(jù)s3判別得到燃?xì)猱惓Ｐ孤r(shí)，利用多位置節(jié)點(diǎn)傳感器獲取的多維度狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)基于時(shí)間的定位算法，獲取燃?xì)夤艿佬孤┪恢命c(diǎn)；

8、s5、將s3獲取的綜合異常判別結(jié)果和s4獲取燃?xì)夤艿佬孤┪恢命c(diǎn)輸入到集成傳感器中利用內(nèi)置的報(bào)警裝置進(jìn)行定點(diǎn)異常報(bào)警。

9、具體的，燃?xì)猱惓１O(jiān)測(cè)得分獲取的步驟包括：

10、s201、獲取n個(gè)不同泄漏點(diǎn)到對(duì)應(yīng)第i個(gè)集成傳感器位置和第i+1個(gè)集成傳感器位置距離上燃?xì)庑孤?duì)應(yīng)的歷史聲波時(shí)域數(shù)據(jù)燃?xì)鈫挝粫r(shí)間內(nèi)異常濃度率yt和相對(duì)于歷史異常泄漏點(diǎn)第i個(gè)集成傳感器位置和第i+1個(gè)集成傳感器位置坐標(biāo)數(shù)據(jù)(si,si+1)，并對(duì)獲取的聲波數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)注，其中表示第i個(gè)集成傳感器位置t時(shí)刻獲取的歷史聲波時(shí)域數(shù)據(jù)序列，表示第i+1個(gè)集成傳感器位置t時(shí)刻獲取的歷史聲波時(shí)域數(shù)據(jù)序列，si表示第i個(gè)集成傳感器位置三維坐標(biāo)點(diǎn)，si+1表示第i+1個(gè)集成傳感器位置三維坐標(biāo)點(diǎn)；

11、s202、通過(guò)傅里葉變換對(duì)獲取的聲波數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)-頻變化，提取得到聲波對(duì)應(yīng)頻率成分特征和頻譜峰值，并根據(jù)獲取的聲波時(shí)域數(shù)據(jù)通過(guò)時(shí)域分析算法提取得到不同距離上燃?xì)庑孤?duì)應(yīng)的聲強(qiáng)特征和聲波熵特征；

12、s203、將獲取的聲波頻域和時(shí)域?qū)?yīng)的頻率成分特征、頻譜峰值、聲強(qiáng)特征與聲波熵特征和監(jiān)測(cè)到的燃?xì)鈫挝粫r(shí)間內(nèi)異常濃度變化率在時(shí)間維度上進(jìn)行對(duì)齊，并將對(duì)齊后的聲波特征數(shù)據(jù)和異常濃度變化率按照單位時(shí)間長(zhǎng)度進(jìn)行分割，獲取多維輸入序列。

13、具體地，燃?xì)猱惓１O(jiān)測(cè)得分獲取的步驟還包括：

14、s204、基于隨機(jī)森林算法和多元回歸算法通過(guò)集成的方法構(gòu)建異常感知模型，將獲取的多維輸入序列輸入到構(gòu)建的異常感知模型中進(jìn)行訓(xùn)練，獲取訓(xùn)練完成的異常感知模型；

15、s205、將獲取的異常感知模型部署到燃?xì)夤艿啦煌恢玫膫鞲衅鲀?nèi)，通過(guò)不同位置傳感器實(shí)時(shí)收集燃?xì)夤艿蓝嗑S度狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，通過(guò)異常感知模型中的隨機(jī)森林算法預(yù)測(cè)得到對(duì)應(yīng)的不同位置距離上燃?xì)庑孤┑母怕蔥p1…pi…pn]和對(duì)應(yīng)的泄漏燃?xì)忸愋停琾i表示第i個(gè)傳感器位置點(diǎn)獲取的燃?xì)庑孤╊A(yù)測(cè)概率，n表示集成傳感器的總個(gè)數(shù)；

16、s206、將獲取的不同位置距離上燃?xì)庑孤┑念A(yù)測(cè)概率和多維度狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)同時(shí)輸入到異常感知模型中的多元回歸算法內(nèi)識(shí)別出不同位置傳感器對(duì)應(yīng)的異常監(jiān)測(cè)得分[f1…fi…fn]，其中，fi表示第i個(gè)傳感器位置點(diǎn)獲取的異常監(jiān)測(cè)得分。

17、具體地，s3中燃?xì)夤艿谰C合異常判別結(jié)果獲取的步驟包括：

18、s301、根據(jù)多維度狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中的溫度、壓力和異常監(jiān)測(cè)得分設(shè)定異常判別閾值區(qū)間，異常判別閾值區(qū)間具體包括：

19、s3011、設(shè)置異常得分閾值為fh，當(dāng)且時(shí)，則判定第i個(gè)集成傳感器和第i+1個(gè)集成傳感器之間出現(xiàn)燃?xì)猱惓Ｐ孤?/p>

20、s3012、當(dāng)且時(shí)，則利用第i個(gè)集成傳感器位置獲取的溫度和壓力進(jìn)行二次判斷，若或則判定出現(xiàn)燃?xì)猱惓Ｐ孤?，若且時(shí)，則判定無(wú)燃?xì)猱惓Ｐ孤?；其中，表示第i個(gè)集成傳感器獲取的t時(shí)刻燃?xì)夤艿缐毫?shù)據(jù)，ph表示燃?xì)夤艿缐毫Ξ惓Ｅ卸ㄩ撝?，表示第i+1個(gè)集成傳感器獲取的t時(shí)刻燃?xì)夤艿拉h(huán)境溫度數(shù)據(jù)，th表示燃?xì)夤艿罍囟犬惓Ｅ卸ㄩ撝怠?/p>

21、具體地，s3中燃?xì)夤艿谰C合異常判別結(jié)果獲取的步驟還包括：

22、s3013、當(dāng)且時(shí)，則利用第i+1個(gè)集成傳感器位置獲取的溫度和壓力進(jìn)行二次判斷，若或則判定出現(xiàn)燃?xì)猱惓Ｐ孤?，若且時(shí)，則判定無(wú)燃?xì)猱惓Ｐ孤?/p>

23、s3014、當(dāng)且時(shí)，則判定第i個(gè)集成傳感器和第i+1個(gè)集成傳感器之間無(wú)燃?xì)猱惓Ｐ孤?/p>

24、s302、根據(jù)實(shí)時(shí)獲取的多維度狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)s201-s206過(guò)程計(jì)算出不同位置傳感器對(duì)應(yīng)的實(shí)時(shí)異常監(jiān)測(cè)得分[f1…fi…fn]，根據(jù)獲取的異常監(jiān)測(cè)得分和實(shí)時(shí)多維度狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中的溫度和壓力數(shù)據(jù)，通過(guò)s3011-s3014過(guò)程，獲取得到燃?xì)夤艿谰C合異常判別結(jié)果。

25、具體地，s4中獲取燃?xì)夤艿佬孤┪恢命c(diǎn)的具體步驟包括：

26、s401、當(dāng)根據(jù)s3011判斷得到燃?xì)夤艿喇惓Ｐ孤r(shí)，可知燃?xì)庑孤c(diǎn)位置處于第i個(gè)集成傳感器位置和第i+1個(gè)集成傳感器之間，則使用聲波定位公式計(jì)算得到泄漏點(diǎn)到達(dá)第i個(gè)集成傳感器位置的距離，并利用計(jì)算得到的距離，獲取泄漏點(diǎn)的位置，聲波定位具體公式為：

27、

28、其中，di表示泄漏點(diǎn)到達(dá)第i個(gè)集成傳感器位置的距離，v表示聲音在傳播介質(zhì)的聲速，di,i+1表示第i個(gè)集成傳感器位置和第i+1個(gè)集成傳感器之間的距離，▽ti,i+1表示聲波從泄漏點(diǎn)達(dá)到第i個(gè)集成傳感器位置和第i+1個(gè)集成傳感器位置的時(shí)間差；af(v,f,d)表示聲波在傳播介質(zhì)中的衰減因子，f表示聲波的頻率特征，d表示聲波傳輸?shù)木嚯x，a(f)表示聲波在傳輸過(guò)程中的頻率衰減因子，k(t,h)表示聲波頻率校正系數(shù)。

29、具體地，s4中獲取燃?xì)夤艿佬孤┪恢命c(diǎn)的具體步驟還包括：

30、s402、當(dāng)根據(jù)s3012判斷得到燃?xì)夤艿喇惓Ｐ孤r(shí)，則使用綜合定位公式計(jì)算得到泄漏點(diǎn)到達(dá)第i個(gè)集成傳感器位置的距離d”i，綜合定位具體公式為：

31、

32、其中，v1表示燃?xì)夤艿乐腥細(xì)廨斔偷乃俣?，v2表示燃?xì)庑孤r(shí)壓力波在燃?xì)庵械膫鞑ニ俣?，▽t'表示第i個(gè)集成傳感器和第j個(gè)集成傳感器接收到壓力波信號(hào)的時(shí)間差；di表示通過(guò)s401中公式計(jì)算得到的在第i個(gè)集成傳感器和第j個(gè)集成傳感器之間泄漏點(diǎn)達(dá)到第i個(gè)集成傳感器的距離，di,j表示第i個(gè)集成傳感器和第j個(gè)集成傳感器之間的距離；

33、s403、當(dāng)根據(jù)s3013判斷得到燃?xì)夤艿喇惓Ｐ孤r(shí)，同樣通過(guò)s402中距離公式計(jì)算得到泄漏點(diǎn)達(dá)到第i+1個(gè)集成傳感器的距離，通過(guò)計(jì)算得到的距離確定具體泄漏點(diǎn)的位置。

34、具體地，s5中進(jìn)行定點(diǎn)異常報(bào)警的具體步驟包括：

35、根據(jù)獲取的s301-s302燃?xì)猱惓Ｅ袆e結(jié)果和s401與s402燃?xì)庑孤c(diǎn)的到達(dá)第i個(gè)集成傳感器的距離，做如下報(bào)警設(shè)置：

36、當(dāng)燃?xì)猱惓Ｅ袆e結(jié)果滿足s3011中條件時(shí)，利用第i個(gè)集成傳感器，根據(jù)s401計(jì)算出的泄漏點(diǎn)的位置，通過(guò)集成傳感器內(nèi)置的報(bào)警裝置進(jìn)行定點(diǎn)異常報(bào)警，否則不進(jìn)行報(bào)警；

37、當(dāng)燃?xì)猱惓Ｅ袆e結(jié)果滿足s3012內(nèi)二次判斷中的或條件或s3013內(nèi)二次判斷中的或條件時(shí)，利用第i個(gè)集成傳感器，根據(jù)s402計(jì)算出的泄漏點(diǎn)的位置通過(guò)集成傳感器內(nèi)置的報(bào)警裝置進(jìn)行定點(diǎn)異常報(bào)警，否則不進(jìn)行報(bào)警。

38、一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)指令，當(dāng)計(jì)算機(jī)指令運(yùn)行時(shí)執(zhí)行一種多傳感器融合的燃?xì)庑孤└兄R(shí)別與報(bào)警方法。

39、一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)一種多傳感器融合的燃?xì)庑孤└兄R(shí)別與報(bào)警方法。

40、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

41、本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，通過(guò)集成多種傳感器并采用自適應(yīng)濾波算法對(duì)多維度狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，確保了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，構(gòu)建并訓(xùn)練的異常感知模型能夠準(zhǔn)確分析聲波和氣體濃度數(shù)據(jù)，從而獲取不同傳感器位置節(jié)點(diǎn)的燃?xì)猱惓１O(jiān)測(cè)得分，提高了異常檢測(cè)的靈敏度，設(shè)置的燃?xì)猱惓Ｅ袆e規(guī)則結(jié)合溫度、壓力和監(jiān)測(cè)得分等多維度信息進(jìn)行綜合分析，確保了異常判別的準(zhǔn)確性和全面性，當(dāng)系統(tǒng)判定存在燃?xì)庑孤r(shí)，利用基于時(shí)間的定位算法能夠快速準(zhǔn)確地確定泄漏位置，此外，通過(guò)集成傳感器內(nèi)置的報(bào)警裝置進(jìn)行定點(diǎn)異常報(bào)警，能夠及時(shí)通知相關(guān)人員采取緊急措施，大大縮短了應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間，有效避免了燃?xì)庑孤┮l(fā)的安全事故。