一种基于智慧校园的应急决策系统及方法技术方案

本发明专利技术属于应急决策技术领域，本发明专利技术公开了一种基于智慧校园的应急决策系统及方法，包括：采集室内的火焰位置坐标，根据火焰位置坐标获取启用灭火喷头位置数据；采集历史火焰数据，历史火焰数据包括历史火焰特征数据和启用灭火喷头压力数据集；对历史火焰特征数据处理得到历史火势数据；基于火势数据建立机器学习模型预测启用灭火喷头压力数据集；根据启用灭火喷头位置数据开启对应位置的启用灭火喷头；将实时火焰特征数据处理得到实时火势数据，将实时火势数据输入训练完成的机器学习模型，获得启用灭火喷头压力数据集编号，能实现对火焰位置精确启用对应的灭火喷头；按火势趋势调整喷头压力，灭火效率高

【技术实现步骤摘要】
一种基于智慧校园的应急决策系统及方法


[0001]本专利技术涉及应急决策
，更具体地说，本专利技术涉及一种基于智慧校园的应急决策系统及方法
。

技术介绍

[0002]中国专利公告号
CN103949030B
公开了一种火灾应急反馈警报系统，包括主管道
、
室内管道
、
消防栓软管
、
消防栓软管接头
、
管路开关
、
手动开关和监控系统，所述主管道与室内管道相连，所述室内管道与管路开关连接，所述管路开关与手动开关通过室内管道配合连接，管路开关与手动开关之间的室内管道上安装有自动喷水管路，所述自动喷水管路的末端安装有喷水盘，所述手动开关与消防栓软管接头配合安装，所述消防栓软管一端与消防栓软管接头连接，消防栓软管的另一端与喷水头连接，所述监控系统与管路开关配合连接
。
本专利技术能够实现火情预警，能够远程控制灭火设备的启动，能够避免人员进入火灾现场，可以减少损失
。
[0003]若火灾发生在校园内图书馆与实验室，在面临火灾时，若不能实现对火焰位置精确启用对应的灭火喷头；开启全部的灭火喷头进行灭火时，造成了资源的浪费；也会造成其他未发生火灾区域的图书与实验器材损毁；其次，不能根据火势实时调整喷头压力；采用固定不变的灭火喷头压力
,
不按火势大小调整会导致扑救不精确且灭火效率低
。
[0004]鉴于此，本专利技术提出一种基于智慧校园的应急决策系统及方法以解决上述问题
。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术的上述缺陷，为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种基于智慧校园的应急决策方法，包括：采集室内的火焰位置坐标，根据火焰位置坐标获取启用灭火喷头位置数据；
[0007]在实验环境中采集
F
组历史火焰数据，历史火焰数据包括历史火焰特征数据和启用灭火喷头压力数据集；对历史火焰特征数据处理得到
f
组历史火势数据，
f
＜
F
；
[0008]基于火势数据建立机器学习模型预测启用灭火喷头压力数据集；
[0009]根据启用灭火喷头位置数据开启对应位置的启用灭火喷头；
[0010]将实时火焰特征数据处理得到实时火势数据，将实时火势数据输入训练完成的机器学习模型，获得启用灭火喷头压力数据集编号，将启用灭火喷头压力数据集编号对应的启用灭火喷头压力数据集作为本次灭火的启用灭火喷头压力数据集；将启用灭火喷头压力数据集内连续变化的启用灭火喷头压力值作为本次连续变化的启用灭火喷头压力
。
[0011]进一步地，根据火焰位置坐标获取启用灭火喷头位置数据的方法包括：
[0012]将室内顶部的其中一个墙角定义为三维直角坐标系的原点，在三维直角坐标系的原点处安装红外热电堆传感器用于检测火焰的位置坐标
(M
i
，
N
i
，
K
i
)
；
[0013]在室内顶部安装
T
个灭火喷头，喷洒范围覆盖整个室内区域；根据三维直角坐标系的原点记录每一个灭火喷头的位置坐标
(X
i
,Y
i
，
0)
；根据火焰位置坐标
(M
i
，
N
i
，
K
i
)
，运用欧几
里得距离公式计算火焰与每个灭火喷头的欧式距离
D
i
；
[0014]D
i
＝
sqrt((X
i
‑
M
i
)2+(Y
i
‑
N
i
)2+K
i2
)
；
[0015]式中，
X
i
为第
i
个灭火喷头的
X
轴坐标，
Y
i
为第
i
个灭火喷头的
Y
轴坐标，
M
i
为第
i
个火焰的
X
轴坐标，
N
i
为第
i
个火焰的
Y
轴坐标，
K
i
为第
i
个火焰的
Z
轴坐标；
[0016]对每一个灭火喷头与火焰的欧式距离进行升序排序；将前
r
个灭火喷头的位置数据作为启用灭火喷头位置数据
。
[0017]进一步地，历史火焰特征数据包括烟雾密度数据
、
温度数据和火焰图像数据；
[0018]烟雾密度数据由安装在室内上方的分布式烟雾探测器实时获取，设置固定的缓存数组的长度为采样次数；
[0019]温度数据由安装在室内上方的温度热成像仪实时获取，设置固定的缓存数组的长度为采样次数；
[0020]火焰图像数据由安装在室内上方的视频火焰检测器实时拍摄获取，其中拍摄的火焰图像为
RGB
格式
。
[0021]进一步地，启用灭火喷头压力数据集由在灭火喷头连接管道处的压力传感器实时获取
。
[0022]进一步地，火势数据是每个
P
时间段内烟雾密度数据的平均烟雾密度值
、
每个
P
时间段内烟雾密度数据的最大烟雾密度值
、
每个
P
时间段内温度数据的最大温度值以及每个
P
时间结束时火焰图像数据的火焰区域图像占比
。
[0023]进一步地，使用工业计算机对火焰图像数据调用
OpenCV
的
cvtColor
函数将火焰图像数据转换到
HSV
格式图像，提取火焰区域；
HSV
格式图像中包括
H
通道和
S
通道；根据火焰的颜色范围使用工业计算机分别设定
H
通道阈值范围和
S
通道阈值范围；工业计算机使用
OpenCV
的
inRange
函数提取出
H
通道和
S
通道，同时在
H
通道阈值范围和
S
通道阈值范围内的像素得到二值化图像；
[0024]工业计算机根据二值化图像得到火焰像素数目
A
以及图像总像素数
B
，并计算得到火焰区域图像占比
ratio
＝
A/B
；工业计算机遍历所有火焰图像数据计算得到每个
P
时间段结束时火焰区域图像占
。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于智慧校园的应急决策方法，其特征在于，包括：采集室内的火焰位置坐标，根据火焰位置坐标获取启用灭火喷头位置数据；在实验环境中采集
F
组历史火焰数据，历史火焰数据包括历史火焰特征数据和启用灭火喷头压力数据集；对历史火焰特征数据处理得到历史火势数据；基于火势数据建立机器学习模型预测启用灭火喷头压力数据集；根据启用灭火喷头位置数据开启对应位置的启用灭火喷头；将实时火焰特征数据处理得到实时火势数据，将实时火势数据输入训练完成的机器学习模型，获得启用灭火喷头压力数据集编号，将启用灭火喷头压力数据集编号对应的启用灭火喷头压力数据集作为本次灭火的启用灭火喷头压力数据集；将启用灭火喷头压力数据集内连续变化的启用灭火喷头压力值作为本次连续变化的启用灭火喷头压力
。2.
根据权利要求1所述的一种基于智慧校园的应急决策方法，其特征在于，根据火焰位置坐标获取启用灭火喷头位置数据的方法包括：将室内顶部的其中一个墙角定义为三维直角坐标系的原点，在三维直角坐标系的原点处安装红外热电堆传感器用于检测火焰的位置坐标
(M
i
，
N
i
，
K
i
)
；在室内顶部安装
T
个灭火喷头，喷洒范围覆盖整个室内区域；根据三维直角坐标系的原点记录每一个灭火喷头的位置坐标
(X
i
,Y
i
，
0)
；根据火焰位置坐标
(M
i
，
N
i
，
K
i
)
，运用欧几里得距离公式计算火焰与每个灭火喷头的欧式距离
D
i
；
D
i
＝
sqrt((X
i
‑
M
i
)2+(Y
i
‑
N
i
)2+K
i2
)
；式中，
X
i
为第
i
个灭火喷头的
X
轴坐标，
Y
i
为第
i
个灭火喷头的
Y
轴坐标，
M
i
为第
i
个火焰的
X
轴坐标，
N
i
为第
i
个火焰的
Y
轴坐标，
K
i
为第
i
个火焰的
Z
轴坐标；对每一个灭火喷头与火焰的欧式距离进行升序排序；将前
r
个灭火喷头的位置数据作为启用灭火喷头位置数据
。3.
根据权利要求2所述的一种基于智慧校园的应急决策方法，其特征在于，历史火焰特征数据包括烟雾密度数据
、
温度数据和火焰图像数据；烟雾密度数据由安装在室内上方的分布式烟雾探测器实时获取，设置固定的缓存数组的长度为采样次数；温度数据由安装在室内上方的温度热成像仪实时获取，设置固定的缓存数组的长度为采样次数；火焰图像数据由安装在室内上方的视频火焰检测器实时拍摄获取，其中拍摄的火焰图像为
RGB
格式
。4.
根据权利要求3所述的一种基于智慧校园的应急决策方法，其特征在于，启用灭火喷头压力数据集由在灭火喷头连接管道处的压力传感器实时获取
。5.
根据权利要求4所述的一种基于智慧校园的应急决策方法，其特征在于，火势数据是每个
P
时间段内烟雾密度数据的平均烟雾密度值
、
每个
P
时间段内烟雾密度数据的最大烟雾密度值
、
每个
P
时间段内温度数据的最大温度值以及每个
P
时间结束时火焰图像数据的火焰区域图像占比
。6.
根据权利要求5所述的一种基于智慧校园的应急决策方法，其特征在于，使用工业计算机对火焰图像数据调用
OpenCV
的
cvtColor
函数将火焰图像数据转换到
HSV
格式图像，提取火焰区域；
...

【专利技术属性】
技术研发人员：高善猛，章宁，刘思琦，
申请(专利权)人：南京达尔晟信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：