一种消防联动控制系统及方法与流程

本发明涉及消防，具体是涉及一种消防联动控制系统及方法。

背景技术：

1、现有消防联动控制系统普遍采用固定阈值报警和预设联动逻辑，存在以下技术缺陷：一是探测器易受厨房油烟、施工扬尘等环境干扰，导致误报率高；同时阴燃火灾特征微弱，识别延迟，错失灭火最佳时机。二是风险判断维度单一，仅依据火警信号，未融合烟气扩散和人员密度信息，导致疏散指示方向固定，可能将人员引向火场。且火源定位精度低，无法获知火势蔓延趋势，灭火设备启动范围依赖人工经验。因此，需要提供一种消防联动控制系统及方法，旨在解决上述问题。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种消防联动控制系统及方法，以解决上述背景技术中存在的问题。

2、本发明是这样实现的，一种消防联动控制方法，所述方法包括以下步骤：

3、采集一氧化碳浓度、温度、火焰闪烁频率及烟雾粒径的传感数据，通过滑动窗口中值滤波滤除环境噪声，根据一氧化碳浓度、温度上升值和火焰闪烁频率加权计算火灾置信度；

4、当置信度超过第一阈值时确认火灾并进行火源三维定位，根据温度上升速率和一氧化碳扩散半径预测火势蔓延趋势；

5、建立火源风险场和烟气扩散场，根据实时人员密度乘以拥挤系数修正风险值，生成综合风险空间分布图；

6、基于火源位置和预测过火面积确定灭火覆盖范围并预启动灭火阀门，以综合风险的空间积分为代价函数计算最小风险路径并动态改变疏散指示方向，将决策指令编码为总线协议帧后广播至现场设备。

7、作为本发明进一步的方案，进行火源三维定位，预测火势蔓延趋势的步骤，具体包括：

8、利用相邻多个感知节点的火灾置信度进行质心加权定位：以各节点的置信度作为权重，对节点坐标进行加权平均，得到火源的三维坐标；

9、从确认火灾时刻起，每预设时间间隔记录一次火源区域的温度上升速率和一氧化碳扩散半径；

10、采用一阶线性外推法，基于最近三次记录的温度上升速率估算未来设定时段后的过火面积，基于最近三次记录的一氧化碳扩散半径估算未来设定时段后的烟气层高度下降速度。

11、作为本发明进一步的方案，所述建立火源风险场和烟气扩散场的步骤，具体包括：

12、定义空间中任一点的火源风险值为火源强度除以该点到火源距离的平方，再乘以自然常数e的负衰减系数乘以该点到最近障碍物距离的乘积次幂，其中火源强度正比于当前过火面积与温度上升速率的乘积；

13、基于楼层内一氧化碳传感器网络及垂直高度方向布置的感烟探测器，构建三层高斯烟羽模型，定义烟气风险值为第一系数乘以实测一氧化碳浓度与致死浓度的比值加上第二系数乘以能见度基准值与实测能见度的比值。

14、作为本发明进一步的方案，生成综合风险空间分布图的步骤，具体包括：

15、通过wi-fi探针、红外计数装置及闸机数据，实时估算各防火分区内的人员密度；

16、当人员密度超过预设密度时，对该区域的风险值进行修正：将火源风险场与烟气扩散场在该区域的叠加值乘以拥挤系数；

17、将修正后的所有区域风险值在1米×1米的平面网格上进行叠加渲染，生成综合风险空间分布图，分布图以颜色或灰度等级表征风险高低。

18、作为本发明进一步的方案，基于火源位置和预测过火面积确定灭火覆盖范围并预启动灭火阀门的步骤，具体包括：

19、计算灭火覆盖半径需求，覆盖半径需求等于1.2倍乘以预测过火面积除以圆周率所得商的平方根；

20、在自动喷淋系统中，选择一组覆盖中心与火源距离最接近覆盖半径需求且覆盖效率最高的喷头，将其电动阀门预启动至待喷状态，保持供水管路保压但暂不喷射；

21、当温度上升速率超过每秒3摄氏度时，立即指令已预启动的灭火设备全流量喷射。

22、作为本发明进一步的方案，以综合风险的空间积分为代价函数计算最小风险路径的步骤，具体包括：

23、以当前综合风险空间分布图为基础，定义从任一位置至任一疏散出口的路径代价为该路径上各网格点综合风险值的积分；

24、采用热度启发式dijkstra算法，从每个防火分区中心出发，计算到达所有可用疏散出口的最小代价路径，选择代价最小的出口及对应路径作为推荐疏散路线。

25、本发明的另一目的在于提供一种消防联动控制系统，所述系统包括：

26、火灾置信度模块，用于采集一氧化碳浓度、温度、火焰闪烁频率及烟雾粒径的传感数据，通过滑动窗口中值滤波滤除环境噪声，根据一氧化碳浓度、温度上升值和火焰闪烁频率加权计算火灾置信度；

27、火源三维定位模块，用于当置信度超过第一阈值时确认火灾并进行火源三维定位，根据温度上升速率和一氧化碳扩散半径预测火势蔓延趋势；

28、风险空间分布模块，用于建立火源风险场和烟气扩散场，根据实时人员密度乘以拥挤系数修正风险值，生成综合风险空间分布图；

29、消防联动控制模块，用于基于火源位置和预测过火面积确定灭火覆盖范围并预启动灭火阀门，以综合风险的空间积分为代价函数计算最小风险路径并动态改变疏散指示方向，将决策指令编码为总线协议帧后广播至现场设备。

30、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

31、通过滑动窗口中值滤波滤除噪声，并结合一氧化碳、温度、火焰闪烁频率加权计算置信度，可有效区分真实火情与厨房油烟等干扰，减少误报；同时早期识别阴燃火，缩短报警延迟。利用多节点置信度加权质心定位，精度较高；结合温度上升速率和一氧化碳扩散半径外推过火面积与烟气层下降速度，为灭火和疏散提供前瞻性依据。融合火源风险场、烟气扩散场和人员密度修正，生成实时综合风险分布图，使灭火覆盖范围选择、疏散路径规划均基于当前真实风险，而非固定逻辑。以风险积分为代价函数计算最小风险路径，动态改变疏散指示方向，同时预启动灭火阀门并在火势扩大时全流量喷射，效果更好。

1.一种消防联动控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的消防联动控制方法，其特征在于，进行火源三维定位，预测火势蔓延趋势的步骤，具体包括：

3.根据权利要求2所述的消防联动控制方法，其特征在于，采用一阶线性外推法，基于最近三次记录的温度上升速率估算未来设定时段后的过火面积，基于最近三次记录的一氧化碳扩散半径估算未来设定时段后的烟气层高度下降速度，具体步骤如下：

4.根据权利要求3所述的消防联动控制方法，其特征在于，所述建立火源风险场和烟气扩散场的步骤，具体包括：

5.根据权利要求4所述的消防联动控制方法，其特征在于，生成综合风险空间分布图的步骤，具体包括：

6.根据权利要求4所述的消防联动控制方法，其特征在于，通过wi-fi探针、红外计数装置及闸机数据，实时估算各防火分区内的人员密度，具体步骤如下：

7.根据权利要求6所述的消防联动控制方法，其特征在于，基于火源位置和预测过火面积确定灭火覆盖范围并预启动灭火阀门的步骤，具体包括：

8.根据权利要求7所述的消防联动控制方法，其特征在于，在自动喷淋系统中，选择一组覆盖中心与火源距离最接近覆盖半径需求且覆盖效率最高的喷头，具体步骤如下：

9.根据权利要求8所述的消防联动控制方法，其特征在于，以综合风险的空间积分为代价函数计算最小风险路径的步骤，具体包括：

10.根据权利要求9所述的消防联动控制方法，其特征在于，采用热度启发式dijkstra算法，从每个防火分区中心出发，计算到达所有可用疏散出口的最小代价路径，选择代价最小的出口及对应路径作为推荐疏散路线，具体步骤如下：

11.一种消防联动控制系统，其特征在于，所述系统应用如上述权利要求1至10任意一项所述的消防联动控制方法，所述系统包括：