【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网的智慧园区火灾预警管理系统及方法
[0001]本专利技术涉及火灾预警
，具体涉及一种基于物联网的智慧园区火灾预警管理系统及方法。
技术介绍
[0002]随着各个行业的快速发展，出现了各种工业园区，园区化已经成为重要的发展趋势。火灾预警是园区安全的重要内容之一，是园区内企业安全生产的重要保障环节。
[0003]目前，火灾安全预警主要有人工巡检和传感器识别报警两种方式。通常园区面积较大，火灾隐患较多且较为分散，采用人工巡检，对巡检人员的自身素质要求较高，当人在疲劳状态下容易做出错误判断，导致检查不到位或者遗漏的安全隐患，同时巡检效率较低。传感器识别报警包括烟雾传感器识别报警和图像传感器识别报警等，对于烟雾传感器识别报警方式需要在烟雾报警器位置处存在一定浓度的烟雾才能触发报警，这对烟雾报警器的安装位置和密度有一定的要求，安装成本高，而且即使是密集安装，在烟雾较小或受风向影响的情况下，依然不能及时触发报警。图像传感器识别报警方式，由于图像信息量大，且需要实时处理才能实现及时报警，因此计算量大，对处理器的要求高，另外采集的图像受外界光照变化影响大，影响识别精度。
[0004]因此，上述人工巡检和传感器识别报警方式均存在一定的延时性，导致火灾很可能已形成，错过了识别和扑灭火灾的黄金时间，或者不可避免地受到环境中某些相似因素的影响，从而导致误报警情况发生。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于物联网的智慧园区火灾预警管理系统及方法，解决以下技术问题：>[0006]如何提供一种能够更加准确的判断是否发生火灾的预警管理系统。
[0007]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0008]一种基于物联网的智慧园区火灾预警管理系统，包括：
[0009]数据采集模块，用于获取智慧园区中的各个环境采集点的火灾探测器采集的实时数据；
[0010]数据匹配模块，用于将所述实时数据与预先存储的各个不同火灾等级的历史火灾场景数据进行匹配，得出所述实时数据与所述历史火灾场景数据中各等级的火灾场景数据的匹配度，各个所述不同火灾等级的历史火灾场景数据均有对应的火灾状态；
[0011]预测模块，用于接收所述匹配度并对所述匹配度从大到小进行排序，依次筛选出预设数量的匹配度对应的火灾场景数据并获得对应的火灾状态，取最多的相同的火灾状态对应的预警结果为所述火灾探测器的探测器预警结果，对各个所述火灾探测器的探测器预警结果进行划分，将占半数以上的探测器预警结果作为所述环境采集点的初步预警结果；
[0012]预警模块，基于所述初步预警结果中连续出现第一预设预警次数的同一类预警结
果的情况输出最终预警结果；
[0013]机器人，用于与预警模块连接并安装有独立的数据采集模块和数据匹配模块以及摄像头，当所述初步预警结果中连续出现第二预设预警次数的同一类预警结果时，根据预警模块进行火源位置辨识并移动至所述位置，通过独立的数据采集模块和数据匹配模块以及摄像头将所述位置的火灾状态和画面信息发送至消防终端。
[0014]优选地，所述系统还包括电气量监测模块、数据预处理模块和分析处理模块：
[0015]所述电气量监测模块用于获取智慧园区中的电气监测点的电气量监测数据；
[0016]所述数据预处理模块用于接收所述电气量监测数据，并将所述电气量监测数据进行预处理之后与预设电气故障情况阈值进行判断，当结果大于电气故障情况阈值，判断为发生了电气故障，利用各个所述电气量监测模块所采集的信息判断电气故障发生时刻和所在区域；
[0017]所述分析处理模块用于根据预警模块进行火源信息辨识，根据电气量监测数据进行电气故障信息辨识，汇总火源与电气故障信息，根据火源与电气故障在时间和区域上的信息重合度，判断火灾是否由电气故障引起。
[0018]优选地，所述实时数据与预先存储的各个不同火灾等级的历史火灾场景数据进行匹配的过程为：
[0019]根据不同火灾等级的历史火灾场景数据获取各个不同火灾等级的各个不同火灾场景数据随时间变化的历史曲线；
[0020]根据实时数据获取所述实时数据在预设时间周期内随时间变化的实时曲线；
[0021]将所述实时曲线与各个所述历史曲线轨迹进行匹配，获取实时曲线与各个所述历史曲线重合的曲线长度L
重合
、重合的像素点个数N
重合
以及在预设时间周期内的面积差的总和ΔS
总
。
[0022]优选地，所述匹配度Match：
[0023][0024]其中，L
实时
为实时曲线的总长度，L
历史
为历史曲线的总长度，N
历史
为历史曲线的总像素点个数，S
实时
为实时曲线在预设时间周期内的总面积，S
历史
为历史曲线在预设时间周期内的总面积，σ1、σ2、σ3为预设权重系数。
[0025]优选地，所述基于所述初步预警结果中连续出现第一预设次数的同一类预警结果的情况输出最终预警结果的过程为：
[0026]监测在连续输出所述初步预警结果的过程中是否出现发生火灾的结果，当连续监测的所述初步预警结果中出现发生火灾时，以所述出现发生火灾的预警时刻为基准获取后续连续时刻的预警结果；
[0027]当从下一时刻即开始连续出现发生火灾的预警结果，并且其出现次数达到第一预
设预警次数时，生成发生火灾的最终预警结果；
[0028]当从下一时刻即开始连续出现发生火灾的预警结果，但是当其连续出现过程结束时其出现次数未达到第一预设预警次数，或从下一时刻开始即未出现发生火灾的预警结果时，生成未发生火灾的最终预警结果并返回所述监测在连续输出所述初步预警结果的过程中是否出现发生火灾的结果的步骤。
[0029]优选地，所述第一预设预警次数大于所述第二预设预警次数。
[0030]优选地，所述预设电气故障情况阈值为电压变化率判断阈值V0和电流变化率判断阈值C0；计算所述电气量监测模块所检测的各时刻电气量监测数据的数值变化率如下：
[0031][0032][0033]其中，t为时间刻度值；U
(t)
为电气量监测模块在t时刻测得的电压数据，V
t
为t时刻的电压变化率；I
(t)
为电气量监测模块在t时刻测得的电流数据，C
t
为t时刻的电流变化率；
[0034]判断监测数据是否超过电气故障情况阈值：
[0035]D
E
＝H(V
t
‑
V0)+H(C
t
‑
C0)
[0036]其中，D
E
为电气故障警报值，V0为为电压变化率判断阈值，C0为电流变化率判断阈值；
[0037]H(x)为单位阶跃函数，如下式所示：
[0038][0039]D
E
＝{0,1,2}本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的智慧园区火灾预警管理系统，其特征在于，包括：数据采集模块，用于获取智慧园区中的各个环境采集点的火灾探测器采集的实时数据；数据匹配模块，用于将所述实时数据与预先存储的各个不同火灾等级的历史火灾场景数据进行匹配，得出所述实时数据与所述历史火灾场景数据中各等级的火灾场景数据的匹配度，各个所述不同火灾等级的历史火灾场景数据均有对应的火灾状态；预测模块，用于接收所述匹配度并对所述匹配度从大到小进行排序，依次筛选出预设数量的匹配度对应的火灾场景数据并获得对应的火灾状态，取最多的相同的火灾状态对应的预警结果为所述火灾探测器的探测器预警结果，对各个所述火灾探测器的探测器预警结果进行划分，将占半数以上的探测器预警结果作为所述环境采集点的初步预警结果；预警模块，基于所述初步预警结果中连续出现第一预设预警次数的同一类预警结果的情况输出最终预警结果；机器人，用于与预警模块连接并安装有独立的数据采集模块和数据匹配模块以及摄像头，当所述初步预警结果中连续出现第二预设预警次数的同一类预警结果时，根据预警模块进行火源位置辨识并移动至所述位置，通过独立的数据采集模块和数据匹配模块以及摄像头将所述位置的火灾状态和画面信息发送至消防终端。2.根据权利要求1所述的基于物联网的智慧园区火灾预警管理系统，其特征在于，所述系统还包括电气量监测模块、数据预处理模块和分析处理模块：所述电气量监测模块用于获取智慧园区中的电气监测点的电气量监测数据；所述数据预处理模块用于接收所述电气量监测数据，并将所述电气量监测数据进行预处理之后与预设电气故障情况阈值进行判断，当结果大于电气故障情况阈值，判断为发生了电气故障，利用各个所述电气量监测模块所采集的信息判断电气故障发生时刻和所在区域；所述分析处理模块用于根据预警模块进行火源信息辨识，根据电气量监测数据进行电气故障信息辨识，汇总火源与电气故障信息，根据火源与电气故障在时间和区域上的信息重合度，判断火灾是否由电气故障引起。3.根据权利要求2所述的基于物联网的智慧园区火灾预警管理系统，其特征在于，所述实时数据与预先存储的各个不同火灾等级的历史火灾场景数据进行匹配的过程为：根据不同火灾等级的历史火灾场景数据获取各个不同火灾等级的各个不同火灾场景数据随时间变化的历史曲线；根据实时数据获取所述实时数据在预设时间周期内随时间变化的实时曲线；将所述实时曲线与各个所述历史曲线轨迹进行匹配，获取实时曲线与各个所述历史曲线重合的曲线长度L
重合
、重合的像素点个数N
重合
以及在预设时间周期内的面积差的总和ΔS
总
。4.根据权利要求3所述的基于物联网的智慧园区火灾预警管理系统，其特征在于，所述匹配度Match：
其中，L
实时
为实时曲线的总长度，L
历史
为历史曲线的总长度，N
历史
为历史曲线的总像素点个数，S
实时
为实时曲线在预设时间周期内的总面积，S
历史
为历史曲线在预设时间周期内的总面积，σ1、σ2、σ3为预设权重系数。5.根据权利要求4所述的基于物联网的智慧园区火灾预警管理系统，其特征在于，所述基于所述初步预警结果中连续出现第一预设次数的同一类预警结果的情况输出最终预警结果的过程为：监测在连续输出所述初步预警结果的过程中是否出现发生火灾的结果，当连续监测的所述初步预警结果中出现发生火灾时，以所述出现发生火灾的预警时刻为基准获取后续连续时刻的预警结果；当从下一时刻即开始连续出现发生火灾的预警结果，并且其出现次数达到第一预设预警次数时，生成发生火灾的最终预警结果；当从下一时刻即开始连续出现发生火灾的预警结果，但是当其连续出现过程结束时其出现次数未达到第一预设预警次数，或从下一时刻开始即未出现发生火灾的预警结果时，生成未发生火灾的最终预警结果并返回所述监测在连续输出所述初步预警结果的过程中是否出现发生火灾的结果的步骤。6.根据权利要求1所述的基于物联网的智慧园区火灾预警管理系统，其特征在于，所述第一预设预警次数大于所述第二预设预警次数。7.根据权利要求6所述的基于物联网的智慧园区火灾预警管理系统，其特征在于，所述预设电气故障情况阈值为电压变化率判断阈值V0和电流变化率判断阈值C0；计算所述电气量监测模块所检测的各时刻电气量监测数据的数值变化率如下：量监测模块...
【专利技术属性】
技术研发人员：周峰，盛翔，钟姚瑶，
申请(专利权)人：浙江之科智元科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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