基于多传感器信息融合的变电站火灾探测系统及探测信息融合方法技术方案

一种基于多传感器信息融合的变电站火灾探测系统及探测信息融合方法，该探测系统包括吸气式复合探测机构、第一监测主机以及监控平台，吸气式复合探测机构包括吸气管道及与吸气管道连接相通的吸气泵和n个复合探测器，第一监测主机同时与n个复合探测器及监控平台连接，该探测信息融合方法应用信息融合技术对多个传感器进行同步探测的多个变电站火灾特征信息进行处理和综合，实现了信息的优化和复合探测器中多个传感器一起协同工作、联合操作的优势。本发明专利技术的优点是安装方便、灵活，能够适应复杂的探测环境，拓展探测范围，提高灵敏度，降低误报率，大幅度提高了可靠辨别真假火灾的能力以及变电站火灾预警的效率性和准确性。

【技术实现步骤摘要】

： 本专利技术属于变电站安全
，具体讲是一种基于多传感器信息融合的变电站 火灾探测系统及探测信息融合方法。
技术介绍
： 目前，变电站火灾探测报警装置以普通的感烟、感温型探测器为主，该探测器只针 对单一参数温度或烟雾进行探测。现实中的火灾多种多样，又具有较大的偶然性和不稳定 性，早期阶段的火灾现象和虚假火灾现象常常混杂在一起，传统的基于单一火灾信息物理 量的探测器很难准确地反映出具有不同表现形式的火灾的整体特征，加上这种探测器对火 灾特征信号响应灵敏度的不均匀性，容易受到环境的干扰，存在误报和漏报的现象。而由传 感器采集的火灾参数是事先未知的或不能确定的信号，它不仅随时间的变化而变化，其他 环境变化和电子噪声等都可能引起它的变化，而且这种变化往往与火灾参数变化特征基本 相似，在探测器的安装位置及环境特征事先无法确定的情况下，无论采用什么样的固定算 法都是不能完全满足要求的。所以火灾探测是一种非线性结构的问题，用经典的数学建模 方法是很难精确描述的。
技术实现思路
： 本专利技术要解决的技术问题是，提供一种安装方便、灵活，能够适应复杂的探测环 境，拓展探测范围，提高灵敏度，降低误报率，大幅度提高了可靠辨别真假火灾的能力以及 变电站火灾预警的效率性和准确性的基于多传感器信息融合的变电站火灾探测系统及探 测信息融合方法。 本专利技术的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的基于多传感器信息融合的变 电站火灾探测系统，该探测系统包括吸气式复合探测机构、第一监测主机以及监控平台，吸 气式复合探测机构包括吸气栗、吸气管道以及η个复合探测器，吸气栗和η个复合探测器均 与吸气管道连接相通，η个复合探测器均与第一监测主机连接，第一监测主机与监控平台连 接。吸气栗用于抽取燃烧空气并过滤灰尘，吸气管道传输经过滤过的燃烧空气。 本专利技术所述的基于多传感器信息融合的变电站火灾探测系统，其中，每个复合探 测器均包括两个特征传感器、第一 A/D模块、第一 CPU模块、第一电源模块以及第一通信模 块，两个特征传感器均与第一 A/D模块连接，第一 CPU模块连接在第一 A/D模块与第一通信 模块之间，第一电源模块与第一 CPU模块连接，第一通信模块与第一监测主机连接，两个特 征传感器为温度传感器、气体传感器、湿度传感器及火焰传感器中的任意两个，包括火焰、 温度、湿度、C0、C02、HC1、S02、Nox等变电站火灾特征信息参数传感器。复合探测器中的特 征传感器实时采集由吸气管道传输过来的火灾特征气体，并由第一 A/D模块进行A/D信号 处理，供第一 CPU模块接收与处理数据。 本专利技术所述的基于多传感器信息融合的变电站火灾探测系统，其中，第一监测主 机包括第二通信模块、第二CPU模块、第三通信模块、第二电源模块、第一手动输入模块、第 一声光报警输出模块、第一显不模块以及第一 TFT液晶显不屏，第二通信模块两端分别与 复合探测器及第二CPU模块连接，第二电源模块、第一手动输入模块、第一声光报警输出模 块及第一显示模块均与第二CPU模块连接，第一 TFT液晶显示屏与第一显示模块连接，第三 通信模块一端与第二CPU模块连接，其另一端与监控平台连接。第一监测主机中的第二CPU 模块集中汇总通过Internet网传输过来的吸气式复合探测器的第一 CPU模块多路信息参 数，第一手动输入模块进行手动输入设置参数，并控制第一声光报警输出模块工作与否及 第一显示模块显示内容，第一声光报警输出模块进行声光报警，第一显示模块实时显示参 数信息、数值、报警信息。 本专利技术所述的基于多传感器信息融合的变电站火灾探测系统，其中，监控平台包 括电脑主机、显示屏以及键盘，电脑主机与第一监测主机连接，显示屏和键盘均与电脑主机 连接。电脑主机接收Internet网传输过来的第一监测主机中第二CPU模块的多路信息参 数并进行信息融合处理，根据处理结果判断火灾危险情况并输出探测结果。显示屏显示探 测结果、火灾信息及数值、火灾危险情况、报警信息等。键盘供工作人员操作显示屏，控制输 出模块及参数设置，如输出模块报警与否及参数设置、修改、删减、添加等。 本专利技术所述的基于多传感器信息融合的变电站火灾探测系统，其中，探测系统还 包括SF6探测器和第二监测主机，SF 6探测器与吸气管道连接相通，第二监测主机分别与SF 6探测器和监控平台连接。本专利技术兼具3&气体泄漏监测报警功能，通过监测SF 6气体泄漏浓 度进行报警及提示。 本专利技术所述的基于多传感器信息融合的变电站火灾探测系统，其中，3&探测器包 括SF6传感器、第二A/D模块、第三CPU模块、第三电源模块以及第四通信模块，SF 6传感器 与第二A/D模块连接，第三CPU模块连接在第二A/D模块与第四通信模块之间，第三电源模 块与第三CPU模块连接，第二监测主机包括第五通信模块、第四CPU模块、第六通信模块、第 四电源模块、第二手动输入模块、第二声光报警输出模块、第二显示模块以及第二TFT液晶 显示屏，第五通信模块两端分别与SF6探测器中的第四通信模块及第四CPU模块连接，第四 电源模块、第二手动输入模块、第二声光报警输出模块及第二显示模块均与第四CPU模块 连接，第二TFT液晶显示屏与第二显示模块连接，第六通信模块一端与第四CPU模块连接， 其另一端与监控平台连接。 本专利技术还公开了一种基于多传感器信息融合的变电站火灾探测系统的探测信息 融合方法，该探测信息融合方法包括以下步骤： 步骤1、信息层处理：通过特征传感器采集原始探测信息，包括温度、湿度、CO浓 度、C02浓度、HCl浓度、S02浓度、NOx浓度、SF6浓度，并对这些数据进行修正与归一化预 处理； 步骤2、特征层处理：应用神经网络算法对信息层信息进行特征提取，并对特征信 息进行综合分析与处理，包括BP神经网络的建模、训练及应用； 步骤3、决策层处理：利用特征层融合的结果，根据实际决策需求，应用模糊推理 算法对特征信息进行进一步综合处理与分析，给出最终的无火/明火/阴燃火概率、火灾危 害程度以及SF6泄漏程度； 步骤4、基于WebSocket技术，进行火灾探测报警信号的服务器推送技术，即浏览 器和服务器只需要要做一个握手的动作，然后，浏览器和服务器之间就形成了一条快速通 道，两者之间就直接可以数据互相传送。这样，当需要及时反馈火灾信息或情况比较紧急的 火灾报警信号时，由服务器即时推送到各浏览器，提升快速反应能力。 本专利技术所述的基于多传感器信息融合的变电站火灾探测系统的探测信息融合方 法，其中，步骤1具体包括以下步骤： 步骤1. 1、对采集的数据进行检查，看数据是否完整、是否有坏数据，各数据量之间 是否存在逻辑矛盾，如数据不完整或存在较多坏数据，则做舍弃处理，放弃采集周期的该组 数据，如数据存在局部缺失或畸变，并由其他正常数据可做验证，则可通过插值法完成数据 的修补，生成完整一组数据； 步骤1.2、将输入量模糊化，使输入量均变换成隶属度函数为高斯函数或是 sigmoid函数的值域在0~1范围内的数。这样小仅可以防止小数值被大数值淹没，也能 防止因相差很大的数使网络校正进程缓慢。将输入量模糊化也相当于将训练集进行了归一 化。 本专利技术所述的基于多传感器信息融合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于多传感器信息融合的变电站火灾探测系统，其特征在于：该探测系统包括吸气式复合探测机构、第一监测主机(2)以及监控平台(3)，所述吸气式复合探测机构包括吸气泵(4)、吸气管道(5)以及n个复合探测器(6)，所述吸气泵(4)和n个复合探测器(6)均与吸气管道(5)连接相通，所述n个复合探测器(6)均与第一监测主机(2)连接，所述第一监测主机(2)与监控平台(3)连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汪书苹，范明豪，武海澄，王海超，李伟，张佳庆，袁锋，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网安徽省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11