本發(fā)明涉及火災(zāi)監(jiān)測(cè)，尤其涉及一種地下管廊倉(cāng)段火災(zāi)預(yù)警分析方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、地下管廊建設(shè)是智慧城市基礎(chǔ)建設(shè)的重點(diǎn)項(xiàng)目之一。在城市地下管廊中多鋪設(shè)有城市供水、排水、燃?xì)?、熱力、電力、通信、廣播電視、工業(yè)等各種管道。地下管廊最怕的是火災(zāi)。目前，國(guó)內(nèi)外城市地下管廊都通過(guò)防火門(mén)將地下管廊切割為不同倉(cāng)段，而在每個(gè)倉(cāng)段中都安裝有測(cè)控物聯(lián)網(wǎng)。常用rs-485接口的modbus總線協(xié)議、z?i?gbee無(wú)線傳輸協(xié)議、環(huán)形光纖以及4g技術(shù)等構(gòu)建管廊內(nèi)部的物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，最新的是采用高可靠性的can物聯(lián)網(wǎng)。

2、對(duì)于管廊內(nèi)部防火，主要從材質(zhì)上管控，要求用防火及不易燃材料，并且配置火災(zāi)報(bào)警器及進(jìn)行環(huán)境監(jiān)控?；馂?zāi)報(bào)警器主要是煙霧報(bào)警器，環(huán)境監(jiān)測(cè)主要是溫度、可燃?xì)怏w、氧氣等的監(jiān)測(cè)。此外還有視頻攝像頭的圖像監(jiān)控。這樣的措施具有一定的防控手段，但效果并不理想。因?yàn)?，煙霧報(bào)警器的靈敏度較低，只能做火災(zāi)報(bào)警，而不能進(jìn)行火災(zāi)預(yù)警。圖像監(jiān)控發(fā)現(xiàn)火災(zāi)時(shí)基本都已是大火及明火，而且一旦煙霧起來(lái)，也已分辯不清火災(zāi)具體情況?？扇?xì)怏w、溫度、氧氣的環(huán)境監(jiān)測(cè)，僅僅是提供火災(zāi)發(fā)生后的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，而無(wú)法提前預(yù)警。這種傳統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)煙霧報(bào)警及環(huán)境檢測(cè)方法，對(duì)發(fā)生后的火災(zāi)判控有效，屬于事后報(bào)警，但卻不能進(jìn)行事前預(yù)警。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種地下管廊倉(cāng)段火災(zāi)預(yù)警分析方法及系統(tǒng)，可以在火災(zāi)發(fā)生前進(jìn)行預(yù)警。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種地下管廊倉(cāng)段火災(zāi)預(yù)警分析方法，包括以下步驟：

4、s10，接收分別布置于各個(gè)測(cè)控節(jié)點(diǎn)的溫度傳感器實(shí)時(shí)采集的溫度數(shù)據(jù)，并以溫度數(shù)據(jù)為縱坐標(biāo)，溫度傳感器與井口之間的距離為橫坐標(biāo)，繪制艙段內(nèi)溫度-距離梯度曲線；

5、s20，從所述艙段內(nèi)溫度-距離梯度曲線中搜尋出溫度異常偏高值，并在所述溫度異常偏高值達(dá)到設(shè)定閾值時(shí)發(fā)出火災(zāi)預(yù)警信號(hào)。

6、上述方案中，通過(guò)在倉(cāng)段內(nèi)布置溫度傳感器陣列，利用溫度傳感器采集溫度數(shù)據(jù)，并通過(guò)對(duì)溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)溫度異常偏高值，火災(zāi)前夕必會(huì)存在溫度異常偏高情況，因此通過(guò)本發(fā)明可以提前進(jìn)行火災(zāi)預(yù)警。

7、進(jìn)一步優(yōu)化地，s20中，從所述艙段內(nèi)溫度-距離梯度曲線中搜尋出溫度異常偏高值的處理，包括：基于所述艙段內(nèi)溫度-距離梯度曲線進(jìn)行n次信號(hào)疊加處理，然后再將處理后所得的曲線進(jìn)行二次多項(xiàng)式加權(quán)移動(dòng)平滑處理，從平滑處理后所得曲線中搜尋出溫度異常偏高值。

8、上述方案中，通過(guò)對(duì)采集的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行n次信號(hào)疊加，當(dāng)存在溫度異常偏高值，相比平均溫度的偏高量即使很微弱不容易被發(fā)現(xiàn)，但是經(jīng)過(guò)n次疊加后能夠被放大n倍，繼而容易被發(fā)現(xiàn)。也就是說(shuō)即使精度不高的溫度傳感器采集的溫度數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)上述方案處理后，也能識(shí)別出溫度異常偏高值，因此采用上述方案可以大大降低溫度傳感器的成本。

9、作為可實(shí)施方式的舉例，s20中，基于所述艙段內(nèi)溫度-距離梯度曲線進(jìn)行n次信號(hào)疊加處理，包括：針對(duì)于每個(gè)溫度傳感器，將其n次采集的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加，當(dāng)存在溫度異常偏高值時(shí)，偏高量峰值為△t＝∑△t?i＝∑t?i-na，△t?i表示溫度偏高值，t?i表示溫度傳感器第i次測(cè)量值，a表示溫度平均值。

10、作為可實(shí)施方式的舉例，s20中，將處理后所得的曲線進(jìn)行二次多項(xiàng)式加權(quán)移動(dòng)平滑處理，包括：

11、以第j個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)作為中心點(diǎn)，數(shù)據(jù)范圍長(zhǎng)度為m，選取第j個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)前后共2m+1個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，對(duì)這2m+1個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行二次多項(xiàng)式擬合,將計(jì)算得到的值作為平滑后的數(shù)據(jù)點(diǎn)；

12、從j±k點(diǎn)開(kāi)始，依次重復(fù)以上步驟，對(duì)2m+1個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行平滑處理，1≤k≤m。

13、進(jìn)一步優(yōu)化地，在步驟s20之后還包括s30，繼續(xù)接收溫度傳感器采集的溫度數(shù)據(jù)，并在同一曲線圖中繪制出不同時(shí)間點(diǎn)時(shí)倉(cāng)段內(nèi)的溫度梯度-時(shí)間曲線，橫坐標(biāo)為溫度傳感器與井口之間的距離，縱坐標(biāo)為溫度傳感器實(shí)時(shí)采集的溫度數(shù)據(jù)。

14、上述方案中，在火災(zāi)預(yù)警后繼續(xù)監(jiān)測(cè)溫度數(shù)據(jù)，并繪制不同時(shí)間點(diǎn)時(shí)倉(cāng)段內(nèi)的溫度梯度-時(shí)間曲線，通過(guò)觀測(cè)曲線可以獲得更多的火災(zāi)信息，繼而為火災(zāi)救治措施提供更多數(shù)據(jù)支持。

15、第二方面，本發(fā)明提供了一種地下管廊倉(cāng)段火災(zāi)預(yù)警分析系統(tǒng)，包括地下管廊工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)管控中心、共融式核心控制器以及測(cè)控節(jié)點(diǎn)，地下管廊工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)管控中心連接共融式核心控制器，共融式核心控制器以及測(cè)控節(jié)點(diǎn)按照設(shè)定距離布設(shè)于地下管廊各工作倉(cāng)段中，且一個(gè)工作倉(cāng)段包括若干個(gè)測(cè)控節(jié)點(diǎn)，一個(gè)測(cè)控節(jié)點(diǎn)安裝一臺(tái)溫度傳感器；溫度傳感器實(shí)時(shí)采集的是溫度數(shù)據(jù)傳輸給共融式核心控制器，共融式核心控制器溫度數(shù)據(jù)為縱坐標(biāo)，溫度傳感器與井口之間的距離為橫坐標(biāo)，繪制艙段內(nèi)溫度-距離梯度曲線，并從所述艙段內(nèi)溫度-距離梯度曲線中搜尋出溫度異常偏高值，并在所述溫度異常偏高值達(dá)到設(shè)定閾值時(shí)發(fā)出火災(zāi)預(yù)警信號(hào)。

16、進(jìn)一步優(yōu)化的方案中，共融式核心控制器在執(zhí)行從所述艙段內(nèi)溫度-距離梯度曲線中搜尋出溫度異常偏高值的操作時(shí)，先基于所述艙段內(nèi)溫度-距離梯度曲線進(jìn)行n次信號(hào)疊加處理，然后再將處理后所得的曲線進(jìn)行二次多項(xiàng)式加權(quán)移動(dòng)平滑處理，從平滑處理后所得曲線中搜尋出溫度異常偏高值。

17、第三方面，本發(fā)明提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)可讀指令，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)可讀指令在被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明地下管廊倉(cāng)段火災(zāi)預(yù)警分析方法中的步驟。

18、第四方面，本發(fā)明提供了一種包括計(jì)算機(jī)可讀指令的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)可讀指令在被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明地下管廊倉(cāng)段火災(zāi)預(yù)警分析方法中的步驟。

19、第五方面，本發(fā)明提供了一種電子設(shè)備，包括：存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)程序指令；處理器，與所述存儲(chǔ)器相連接，執(zhí)行存儲(chǔ)器中的程序指令，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明地下管廊倉(cāng)段火災(zāi)預(yù)警分析方法中的步驟。

20、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

21、1、增大了可靠性：由傳統(tǒng)的幾個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)報(bào)警改為數(shù)百米長(zhǎng)地下倉(cāng)段中盲區(qū)的大量溫度傳感器的大數(shù)據(jù)ai分析(可以自主通過(guò)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析后得到溫度梯度-時(shí)間曲線，從而進(jìn)行火災(zāi)預(yù)警和報(bào)警)，大大提高了火災(zāi)預(yù)警和火災(zāi)報(bào)警資料的可靠性。

22、2、提高了安全性：地下倉(cāng)段處于封閉狀態(tài)，火災(zāi)時(shí)缺氧會(huì)造成煙霧彌漫，這時(shí)視頻火災(zāi)監(jiān)控會(huì)完全失效。而本方法仍能正常工作，具有安全地提供火災(zāi)數(shù)據(jù)功能。

23、3、增強(qiáng)了有效性：利用大量溫度傳感器組成陣列的大數(shù)據(jù)ai分析，在雜波誤差干擾中提取有用的溫度偏高小信號(hào)，從而能進(jìn)行火災(zāi)預(yù)警。通過(guò)不同時(shí)間斷面的溫度距離梯度曲線形態(tài)、數(shù)據(jù)分析，可有效獲知起火點(diǎn)、火勢(shì)運(yùn)動(dòng)、火災(zāi)發(fā)展態(tài)勢(shì)等大量信息。

24、4、更好的經(jīng)濟(jì)性：采用廉價(jià)的溫度傳感器即可實(shí)現(xiàn)溫度異常高溫值發(fā)掘，相比利用昂貴的溫度傳感器或紅外成像監(jiān)視具有更優(yōu)的性價(jià)比和經(jīng)濟(jì)實(shí)用性。

25、本發(fā)明還具有的其他優(yōu)勢(shì)請(qǐng)見(jiàn)實(shí)施例部分的相關(guān)描述。

技術(shù)特征：

1.一種地下管廊倉(cāng)段火災(zāi)預(yù)警分析方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下管廊倉(cāng)段火災(zāi)預(yù)警分析方法，其特征在于，s20中，從所述艙段內(nèi)溫度-距離梯度曲線中搜尋出溫度異常偏高值的處理，包括：基于所述艙段內(nèi)溫度-距離梯度曲線進(jìn)行n次信號(hào)疊加處理，然后再將處理后所得的曲線進(jìn)行二次多項(xiàng)式加權(quán)移動(dòng)平滑處理，從平滑處理后所得曲線中搜尋出溫度異常偏高值。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的地下管廊倉(cāng)段火災(zāi)預(yù)警分析方法，其特征在于，s20中，基于所述艙段內(nèi)溫度-距離梯度曲線進(jìn)行n次信號(hào)疊加處理，包括：針對(duì)于每個(gè)溫度傳感器，將其n次采集的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加，當(dāng)存在溫度異常偏高值時(shí)，偏高量峰值為△t＝∑△ti＝∑ti-na，△ti表示溫度偏高值，ti表示溫度傳感器第i次測(cè)量值，a表示溫度平均值。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的地下管廊倉(cāng)段火災(zāi)預(yù)警分析方法，其特征在于，s20中，將處理后所得的曲線進(jìn)行二次多項(xiàng)式加權(quán)移動(dòng)平滑處理，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的地下管廊倉(cāng)段火災(zāi)預(yù)警分析方法，其特征在于，在步驟s20之后還包括s30，繼續(xù)接收溫度傳感器采集的溫度數(shù)據(jù)，并在同一曲線圖中繪制出不同時(shí)間點(diǎn)時(shí)倉(cāng)段內(nèi)的溫度梯度-時(shí)間曲線，橫坐標(biāo)為溫度傳感器與井口之間的距離，縱坐標(biāo)為溫度傳感器實(shí)時(shí)采集的溫度數(shù)據(jù)。

6.一種地下管廊倉(cāng)段火災(zāi)預(yù)警分析系統(tǒng)，其特征在于，包括地下管廊工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)管控中心、共融式核心控制器以及測(cè)控節(jié)點(diǎn)，地下管廊工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)管控中心連接共融式核心控制器，共融式核心控制器以及測(cè)控節(jié)點(diǎn)按照設(shè)定距離布設(shè)于地下管廊各工作倉(cāng)段中，且一個(gè)工作倉(cāng)段包括若干個(gè)測(cè)控節(jié)點(diǎn)，一個(gè)測(cè)控節(jié)點(diǎn)安裝一臺(tái)溫度傳感器；溫度傳感器實(shí)時(shí)采集的是溫度數(shù)據(jù)傳輸給共融式核心控制器，共融式核心控制器溫度數(shù)據(jù)為縱坐標(biāo)，溫度傳感器與井口之間的距離為橫坐標(biāo)，繪制艙段內(nèi)溫度-距離梯度曲線，并從所述艙段內(nèi)溫度-距離梯度曲線中搜尋出溫度異常偏高值，并在所述溫度異常偏高值達(dá)到設(shè)定閾值時(shí)發(fā)出火災(zāi)預(yù)警信號(hào)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的地下管廊倉(cāng)段火災(zāi)預(yù)警分析系統(tǒng)，其特征在于，共融式核心控制器在執(zhí)行從所述艙段內(nèi)溫度-距離梯度曲線中搜尋出溫度異常偏高值的操作時(shí)，先基于所述艙段內(nèi)溫度-距離梯度曲線進(jìn)行n次信號(hào)疊加處理，然后再將處理后所得的曲線進(jìn)行二次多項(xiàng)式加權(quán)移動(dòng)平滑處理，從平滑處理后所得曲線中搜尋出溫度異常偏高值。

8.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)可讀指令，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)可讀指令在被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的地下管廊倉(cāng)段火災(zāi)預(yù)警分析方法中的步驟。

9.一種包括計(jì)算機(jī)可讀指令的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)可讀指令在被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的地下管廊倉(cāng)段火災(zāi)預(yù)警分析方法中的步驟。

10.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)程序指令；處理器，與所述存儲(chǔ)器相連接，執(zhí)行存儲(chǔ)器中的程序指令，實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的地下管廊倉(cāng)段火災(zāi)預(yù)警分析方法中的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種地下管廊倉(cāng)段火災(zāi)預(yù)警分析方法及系統(tǒng)，該方法包括以下步驟：S10，接收分別布置于各個(gè)測(cè)控節(jié)點(diǎn)的溫度傳感器實(shí)時(shí)采集的溫度數(shù)據(jù)，并以溫度數(shù)據(jù)為縱坐標(biāo)，溫度傳感器與井口之間的距離為橫坐標(biāo)，繪制艙段內(nèi)溫度?距離梯度曲線；S20，從所述艙段內(nèi)溫度?距離梯度曲線中搜尋出溫度異常偏高值，并在所述溫度異常偏高值達(dá)到設(shè)定閾值時(shí)發(fā)出火災(zāi)預(yù)警信號(hào)。本發(fā)明通過(guò)在倉(cāng)段內(nèi)布置溫度傳感器陣列，利用溫度傳感器采集溫度數(shù)據(jù)，并通過(guò)對(duì)溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)溫度異常偏高值，火災(zāi)前夕必會(huì)存在溫度異常偏高情況，因此通過(guò)本發(fā)明可以提前進(jìn)行火災(zāi)預(yù)警。

技術(shù)研發(fā)人員：杜育寬,丁潔,陳燕濤,何錚
受保護(hù)的技術(shù)使用者：海南大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/9