本發(fā)明涉及火災(zāi)預(yù)警，尤其涉及一種基于裂解質(zhì)數(shù)據(jù)分析的火災(zāi)隱患預(yù)警系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、近年來(lái)，隨著城市地下管廊建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和管理要求的日益嚴(yán)格，地下管廊的安全監(jiān)測(cè)已成為城市安全管理的重要組成部分，在地下管廊中裂解質(zhì)傳感器作為一種關(guān)鍵的環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備，主要用于捕捉并監(jiān)測(cè)熱解粒子及相關(guān)有害氣體的含量，以便及時(shí)預(yù)警火災(zāi)或其他安全隱患，然而在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，存在一個(gè)亟待解決的技術(shù)難題：當(dāng)人員在地下管廊進(jìn)行檢修時(shí)，由于人員自身攜帶的衣物或工具中附帶裂解質(zhì)傳感器所監(jiān)測(cè)的相關(guān)氣體，因此使得人員在裂解質(zhì)傳感器監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)活動(dòng)時(shí)導(dǎo)致傳感器檢測(cè)到的氣體濃度異常，從而引發(fā)頻繁的誤報(bào)和誤差報(bào)警問(wèn)題，該問(wèn)題不僅增加了維護(hù)人員的工作負(fù)擔(dān)，而且導(dǎo)致安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)混亂，降低預(yù)警系統(tǒng)的整體準(zhǔn)確性和可靠性。

2、目前，現(xiàn)有技術(shù)主要依靠單一傳感器的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，未能充分考慮環(huán)境中人員流動(dòng)及其攜帶氣體對(duì)傳感器檢測(cè)數(shù)據(jù)的干擾，部分方案嘗試通過(guò)簡(jiǎn)單的濾波和數(shù)據(jù)平滑技術(shù)來(lái)降低誤報(bào)率，但往往難以區(qū)分因人員影響引起的異常數(shù)據(jù)與真實(shí)的環(huán)境異常情況，因此迫切需要一種能夠綜合考慮人員流動(dòng)、傳感器分布以及多模態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)的火災(zāi)隱患預(yù)警系統(tǒng)和方法，以便在復(fù)雜的地下管廊環(huán)境中，準(zhǔn)確剔除由人員干擾引起的虛假報(bào)警，確保預(yù)警信息的真實(shí)有效。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服人員攜帶氣體對(duì)裂解質(zhì)傳感器檢測(cè)數(shù)據(jù)干擾的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種基于裂解質(zhì)數(shù)據(jù)分析的火災(zāi)隱患預(yù)警系統(tǒng)及方法。

2、技術(shù)方案如下：一種基于裂解質(zhì)數(shù)據(jù)分析的火災(zāi)隱患預(yù)警系統(tǒng)，包括：

3、數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取裂解質(zhì)相關(guān)數(shù)據(jù)和人員流動(dòng)相關(guān)數(shù)據(jù)；

4、第一預(yù)警值獲取模塊，用于根據(jù)所述裂解質(zhì)相關(guān)數(shù)據(jù)使用第一預(yù)警調(diào)整公式獲取第一預(yù)警值；

5、檢測(cè)影響系數(shù)獲取模塊，用于根據(jù)人員流動(dòng)相關(guān)數(shù)據(jù)和所述裂解質(zhì)相關(guān)數(shù)據(jù)，獲取異常檢修人員檢測(cè)影響系數(shù)；

6、協(xié)同數(shù)據(jù)獲取模塊，用于根據(jù)目標(biāo)裂解質(zhì)傳感器確定協(xié)同裂解質(zhì)傳感器，并獲取協(xié)同裂解質(zhì)傳感器相關(guān)數(shù)據(jù)；

7、第二預(yù)警值獲取模塊，用于根據(jù)所述協(xié)同裂解質(zhì)傳感器相關(guān)數(shù)據(jù)使用第二預(yù)警調(diào)整公式，獲取第二預(yù)警值；

8、輔助預(yù)警值獲取模塊，用于根據(jù)火災(zāi)預(yù)警模型獲得輔助預(yù)警值；

9、最終預(yù)警值獲取模塊，用于根據(jù)第一預(yù)警值、第二預(yù)警值和輔助預(yù)警值，使用最終預(yù)警公式獲得最終預(yù)警值；

10、預(yù)警調(diào)整模塊，用于根據(jù)所述最終預(yù)警值進(jìn)行預(yù)警和對(duì)裂解質(zhì)傳感器調(diào)整。

11、優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取裂解質(zhì)相關(guān)數(shù)據(jù)和人員流動(dòng)相關(guān)數(shù)據(jù)，包括：獲取目標(biāo)區(qū)域內(nèi)裂解質(zhì)相關(guān)數(shù)據(jù)和人員流動(dòng)相關(guān)數(shù)據(jù)，所述裂解質(zhì)相關(guān)數(shù)據(jù)包含相關(guān)氣體的標(biāo)準(zhǔn)含量、裂解質(zhì)傳感器位置、裂解質(zhì)傳感器監(jiān)測(cè)范圍和裂解質(zhì)傳感器數(shù)量；所述人員流動(dòng)相關(guān)數(shù)據(jù)包含異常檢修人員的停留時(shí)長(zhǎng)和異常檢修人員位置；根據(jù)所述裂解質(zhì)相關(guān)數(shù)據(jù)使用第一預(yù)警調(diào)整公式獲取第一預(yù)警值，其中所述異常檢修人員為攜帶相關(guān)干擾氣體的檢修人員；所述目標(biāo)區(qū)域內(nèi)裂解質(zhì)相關(guān)數(shù)據(jù)為地下管廊中裂解質(zhì)相關(guān)數(shù)據(jù)和人員流動(dòng)相關(guān)數(shù)據(jù)；所述裂解質(zhì)傳感器用于捕捉并監(jiān)測(cè)相關(guān)氣體；所述相關(guān)氣體為熱解粒子。

12、優(yōu)選地，所述第一預(yù)警值獲取模塊，用于根據(jù)所述裂解質(zhì)相關(guān)數(shù)據(jù)使用第一預(yù)警調(diào)整公式獲取第一預(yù)警值，包括：根據(jù)所述裂解質(zhì)相關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)目標(biāo)裂解質(zhì)傳感器進(jìn)行歸一化調(diào)整后，使用第一預(yù)警調(diào)整公式獲取第一預(yù)警值，當(dāng)裂解質(zhì)傳感器與異常檢修人員的距離小于第二預(yù)設(shè)范圍時(shí)，將此裂解質(zhì)傳感器作為目標(biāo)裂解質(zhì)傳感器，其中第一預(yù)警調(diào)整公式為：

13、；

14、式中，為第一預(yù)警值；為異常檢修人員檢測(cè)影響系數(shù)；為目標(biāo)裂解質(zhì)傳感器監(jiān)測(cè)的相關(guān)氣體檢測(cè)含量；為相關(guān)氣體的標(biāo)準(zhǔn)含量；為目標(biāo)裂解質(zhì)傳感器第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)報(bào)警的裂解質(zhì)傳感器的數(shù)量；為第一預(yù)警調(diào)整公式的調(diào)整系數(shù)。

15、優(yōu)選地，所述檢測(cè)影響系數(shù)獲取模塊，用于根據(jù)人員流動(dòng)相關(guān)數(shù)據(jù)和所述裂解質(zhì)相關(guān)數(shù)據(jù)，獲取異常檢修人員檢測(cè)影響系數(shù)，包括：根據(jù)所述人員流動(dòng)相關(guān)數(shù)據(jù)和所述裂解質(zhì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化調(diào)整后，獲得異常檢修人員檢測(cè)影響系數(shù)，根據(jù)所述異常檢修人員位置、裂解質(zhì)傳感器監(jiān)測(cè)范圍和裂解質(zhì)傳感器位置，分別獲得異常檢修人員于各裂解質(zhì)傳感器監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)報(bào)警時(shí)的停留時(shí)長(zhǎng)和異常檢修人員于各裂解質(zhì)傳感器監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)報(bào)警時(shí)，與各裂解質(zhì)傳感器的距離，

16、；

17、式中，為異常檢修人員檢測(cè)影響系數(shù)；為異常檢修人員在第個(gè)裂解質(zhì)傳感器監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)報(bào)警時(shí)的停留時(shí)長(zhǎng)；為異常檢修人員在第個(gè)裂解質(zhì)傳感器監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)報(bào)警時(shí)與第個(gè)裂解質(zhì)傳感器的距離；為第個(gè)裂解質(zhì)傳感器的權(quán)重調(diào)整系數(shù)；為調(diào)節(jié)因子。

18、優(yōu)選地，所述協(xié)同數(shù)據(jù)獲取模塊，用于根據(jù)目標(biāo)裂解質(zhì)傳感器確定協(xié)同裂解質(zhì)傳感器，并獲取協(xié)同裂解質(zhì)傳感器相關(guān)數(shù)據(jù)，包括：獲取目標(biāo)裂解質(zhì)傳感器第三預(yù)設(shè)范圍內(nèi)未被異常檢修人員經(jīng)過(guò)的協(xié)同裂解質(zhì)傳感器相關(guān)數(shù)據(jù)，所述協(xié)同裂解質(zhì)傳感器相關(guān)數(shù)據(jù)包含協(xié)同裂解質(zhì)傳感器位置、協(xié)同裂解質(zhì)傳感器的預(yù)警準(zhǔn)確率和協(xié)同裂解質(zhì)傳感器數(shù)量，根據(jù)所述協(xié)同裂解質(zhì)傳感器相關(guān)數(shù)據(jù)使用第二預(yù)警調(diào)整公式，獲取第二預(yù)警值。

19、優(yōu)選地，所述第二預(yù)警值獲取模塊，用于根據(jù)所述協(xié)同裂解質(zhì)傳感器相關(guān)數(shù)據(jù)使用第二預(yù)警調(diào)整公式，獲取第二預(yù)警值，包括：根據(jù)各協(xié)同裂解質(zhì)傳感器位置和目標(biāo)裂解質(zhì)傳感器的位置，獲得各協(xié)同裂解質(zhì)傳感器與目標(biāo)裂解質(zhì)傳感器的距離，并使用第二預(yù)警調(diào)整公式，獲取第二預(yù)警值，其中第二預(yù)警公式為：

20、；

21、式中，為第二預(yù)警值；為第個(gè)協(xié)同裂解質(zhì)傳感器的預(yù)警準(zhǔn)確率；為第個(gè)協(xié)同裂解質(zhì)傳感器與目標(biāo)裂解質(zhì)傳感器的距離；為第個(gè)協(xié)同裂解質(zhì)傳感器的相關(guān)氣體檢測(cè)含量；為相關(guān)氣體的標(biāo)準(zhǔn)含量；為協(xié)同裂解質(zhì)傳感器數(shù)量；為第個(gè)協(xié)同裂解質(zhì)傳感器的權(quán)重調(diào)整系數(shù)。

22、優(yōu)選地，所述輔助預(yù)警值獲取模塊，用于根據(jù)火災(zāi)預(yù)警模型獲得輔助預(yù)警值，包括：通過(guò)非裂解質(zhì)傳感器的多模態(tài)融合的火災(zāi)預(yù)警模型，獲得輔助預(yù)警值，通過(guò)環(huán)境溫度傳感器、濕度傳感器、煙霧濃度傳感器、紅外圖像傳感器及聲音監(jiān)測(cè)傳感器采集多模態(tài)傳感器數(shù)據(jù)，并進(jìn)行去噪、歸一化、時(shí)序校正及數(shù)據(jù)增強(qiáng)處理，采用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的深度學(xué)習(xí)算法，進(jìn)行訓(xùn)練后獲得火災(zāi)預(yù)警模型，基于所述火災(zāi)預(yù)警模型對(duì)綜合火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)特征向量進(jìn)行實(shí)時(shí)分析計(jì)算，獲得輔助預(yù)警值。

23、優(yōu)選地，所述最終預(yù)警值獲取模塊，用于根據(jù)第一預(yù)警值、第二預(yù)警值和輔助預(yù)警值，使用最終預(yù)警公式獲得最終預(yù)警值，包括：根據(jù)第一預(yù)警值、第二預(yù)警值和輔助預(yù)警值，使用最終預(yù)警公式獲得最終預(yù)警值，其中最終預(yù)警公式為：

24、；

25、式中，為最終預(yù)警值；為第一預(yù)警值；為第二預(yù)警值；為輔助預(yù)警值；為異常檢修人員檢測(cè)影響系數(shù)；為權(quán)重調(diào)節(jié)系數(shù)。

26、優(yōu)選地，所述預(yù)警調(diào)整模塊，用于根據(jù)所述最終預(yù)警值進(jìn)行預(yù)警和對(duì)裂解質(zhì)傳感器調(diào)整，包括：當(dāng)所述最終預(yù)警值大于等于預(yù)設(shè)預(yù)警閾值且持續(xù)時(shí)間大于預(yù)設(shè)預(yù)警時(shí)間時(shí)，對(duì)相關(guān)人員發(fā)出預(yù)警信息，并根據(jù)所述最終預(yù)警值對(duì)裂解質(zhì)傳感器的數(shù)量和位置進(jìn)行調(diào)整。

27、優(yōu)選地，一種基于裂解質(zhì)數(shù)據(jù)分析的火災(zāi)隱患預(yù)警方法，還包括：

28、s1：獲取裂解質(zhì)相關(guān)數(shù)據(jù)和人員流動(dòng)相關(guān)數(shù)據(jù)；

29、s2：根據(jù)所述裂解質(zhì)相關(guān)數(shù)據(jù)使用第一預(yù)警調(diào)整公式獲取第一預(yù)警值；

30、s3：根據(jù)所述協(xié)同裂解質(zhì)傳感器相關(guān)數(shù)據(jù)使用第二預(yù)警調(diào)整公式，獲取第二預(yù)警值；

31、s4：根據(jù)火災(zāi)預(yù)警模型獲得輔助預(yù)警值；

32、s5：根據(jù)第一預(yù)警值、第二預(yù)警值和輔助預(yù)警值，使用最終預(yù)警公式獲得最終預(yù)警值；

33、s6：根據(jù)所述最終預(yù)警值進(jìn)行預(yù)警和對(duì)裂解質(zhì)傳感器調(diào)整。

34、本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

35、1、本發(fā)明通過(guò)引入人員流動(dòng)數(shù)據(jù)與異常檢修人員檢測(cè)影響系數(shù)，對(duì)因人員帶入的干擾氣體進(jìn)行合理補(bǔ)償和校正，確保傳感器檢測(cè)數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確地反映實(shí)際環(huán)境狀況，顯著降低因人員干擾引發(fā)的誤報(bào)概率；

36、2、本發(fā)明通過(guò)采用數(shù)據(jù)獲取、協(xié)同數(shù)據(jù)處理、預(yù)警值計(jì)算以及深度學(xué)習(xí)輔助預(yù)警的多模塊協(xié)同工作方式，綜合利用裂解質(zhì)傳感器、溫度、濕度、煙霧、紅外圖像及聲音的多種傳感器數(shù)據(jù)，形成多角度和全方位的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，從而提升火災(zāi)隱患預(yù)警的可靠性和實(shí)時(shí)性；

37、3、本發(fā)明通過(guò)利用預(yù)警調(diào)整模塊，根據(jù)最終預(yù)警值對(duì)裂解質(zhì)傳感器的數(shù)量和位置進(jìn)行智能調(diào)整，能夠適應(yīng)地下管廊環(huán)境中作業(yè)情況多變的實(shí)際場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)自適應(yīng)的預(yù)警響應(yīng)機(jī)制。