一种具有分级报警功能的自动灭火垃圾桶系统的制作方法

本发明涉及火灾报警，具体涉及一种具有分级报警功能的自动灭火垃圾桶系统。

背景技术：

1、城镇化提速与居民消费升级推动生活垃圾产量逐年攀升，烟头、废旧锂电池、高温灰烬、油污抹布及易燃包装物等混杂投放已成常态。常规塑料或金属垃圾桶仅具备基础收纳功能，无温感与烟感探测能力，阴燃冒烟阶段往往无法被提前察觉，待明火外露时火势已然扩大，致使垃圾桶应用存在较高安全隐患。

2、自动灭火垃圾桶作为环卫设施智能化的重要组成部分，内置烟雾传感器、温度传感器、水囊等多个应用模块，可联入互联网实现火情的实时监测与自主处置。当前自动灭火垃圾桶在进行实时火情报警评级时，普遍采用单一阈值判断策略，即仅根据桶内实时温度进行报警判断，当桶内温度高于预设阈值时即触发警报并释放水囊。

3、然而在实际阴燃或明火场景中，桶内存在与燃烧阶段相匹配的烟雾及碳氧化物浓度变化规律，阴燃阶段一氧化碳大量蓄积而温度上升缓慢，明火阶段二氧化碳浓度急剧升高而温度飙升，不同时刻垃圾桶的应用工况亦存在显著差异，如短期垃圾投放动作可导致烟雾浓度瞬时突增，上述复杂因素与单一温度阈值判断策略之间存在严重失配，使得报警评级的评估精度大幅下降，进而导致自动灭火垃圾桶在实际运行中的报警适配度较低，分级报警功能的设计效率受到制约。

技术实现思路

1、为了解决现有技术因采用单一温度阈值的评判机制，导致垃圾桶火情报警评级与实际燃烧阶段失配的技术问题，本发明的目的在于提供一种具有分级报警功能的自动灭火垃圾桶系统，所采用的技术方案具体如下：

2、第一方面，提供一种具有分级报警功能的自动灭火垃圾桶系统，包括：数据获取模块，用于采集桶内碳氧化物浓度、桶内烟雾浓度、桶内温度、桶外环境温度、桶内可见火光强度以及桶内垃圾重量的时序数据；风险确定模块，用于根据桶内碳氧化物浓度分析碳氧趋高程度，根据桶内温度和桶外环境温度分析桶温异常程度，确定桶内火情风险的基础表征值；干扰校正模块，用于根据碳氧趋高程度与桶温异常程度的时序相关性、桶内可见火光强度、桶内烟雾浓度和桶内垃圾重量，对基础表征值进行干扰校正得到桶内火情风险的综合评估结果；分级报警模块，用于根据综合评估结果确定对应的报警级别。

3、基于上述技术方案，在本发明提供的一种具有分级报警功能的自动灭火垃圾桶系统中，通过融合碳氧化物浓度、温度、火光、烟雾及垃圾重量多源信息，构建碳氧趋高程度与桶温异常程度的耦合评估基础，并引入时序相关性、火光偏离、烟雾偏离及重量变化趋势对基础表征值进行干扰校正，使系统能够区分阴燃与明火阶段、识别非燃烧温度异常及垃圾投放虚高干扰，从而输出与实际燃烧阶段相适配的综合评估结果。

4、结合上述第一方面，在一种可能的实现方式中，上述风险确定模块具体用于：分析桶内碳氧化物浓度相较于历史浓度峰值的偏离程度，得到表征碳氧趋高程度的碳氧趋高因子；分析桶内温度与桶外环境温度的相对差异以及桶内温度的绝对水平，得到表征桶温异常程度的桶温异常因子；对碳氧趋高因子与桶温异常因子进行耦合，得到基础表征值。

5、结合上述第一方面，在一种可能的实现方式中，上述桶内碳氧化物浓度包括一氧化碳浓度和二氧化碳浓度；风险确定模块具体用于：获取历史作业过程中在正常运行工况下的一氧化碳浓度峰值和二氧化碳浓度峰值；根据一氧化碳浓度相较于一氧化碳浓度峰值的偏离程度、二氧化碳浓度相较于二氧化碳浓度峰值的偏离程度，确定碳氧趋高因子。

6、结合上述第一方面，在一种可能的实现方式中，上述干扰校正模块具体用于：分析预设窗口内碳氧趋高程度与桶温异常程度的时序相关性，并结合基础表征值，确定报警迫切表现度；分析桶内可见火光强度相较于历史可见火光强度均值的偏离程度、桶内烟雾浓度相较于历史烟雾浓度均值的偏离程度，并结合预设窗口内桶内垃圾重量的时序变化趋势，确定工况干扰校正值；根据报警迫切表现度和工况干扰校正值，确定综合评估结果。

7、结合上述第一方面，在一种可能的实现方式中，上述干扰校正模块具体用于：获取碳氧趋高程度的时序数据在预设窗口内的第一数据波动幅度值，以及桶温异常程度的时序数据在预设窗口内的第二数据波动幅度值；若第一数据波动幅度值和第二数据波动幅度值中的任意一个落入预设底噪浮动阈值范围内，则将碳氧趋高程度与桶温异常程度的时序相关性系数赋值为预设常数；若第一数据波动幅度值和第二数据波动幅度值均超出预设底噪浮动阈值范围，则通过预设相关性分析算法确定时序相关性系数。

8、结合上述第一方面，在一种可能的实现方式中，上述干扰校正模块具体用于：获取桶内可见火光强度相较于历史可见火光强度均值的差异，确定火光释放趋向值；获取桶内烟雾浓度与历史烟雾浓度均值的比值，确定烟雾释放趋向值；对预设窗口内桶内垃圾重量的时序数据进行线性拟合处理，获取拟合直线的斜率绝对值，并根据斜率绝对值确定垃圾投放行为对应的投放扰动值；根据火光释放趋向值、烟雾释放趋向值和投放扰动值，确定工况干扰校正值。

9、结合上述第一方面，在一种可能的实现方式中，上述分级报警模块具体用于：若综合评估结果落入第一报警等级区间，则输出包含持续监测指令的第一报警控制信号；若综合评估结果落入第二报警等级区间，则输出包含水囊覆盖启动指令的第二报警控制信号；若综合评估结果落入第三报警等级区间，则输出包含水囊覆盖启动指令和现场处置提示指令的第三报警控制信号。

10、结合上述第一方面，在一种可能的实现方式中，上述系统，还包括：监控观测模块，用于响应第一报警控制信号，启动桶内视频监控；水囊覆盖执行模块，用于响应第二报警控制信号或第三报警控制信号，执行桶内水囊覆盖动作；通信模块，用于将第一报警控制信号、第二报警控制信号或第三报警控制信号上传至监控平台，并接收监控平台下发的控制指令。

11、结合上述第一方面，在一种可能的实现方式中，上述数据获取模块具体包括：气雾传感单元，用于采集桶内碳氧化物浓度和桶内烟雾浓度；温度传感单元，用于采集桶内温度和桶外环境温度；可见光火光传感单元，用于采集桶内可见火光强度；重量监测单元，用于采集桶内垃圾重量。

12、结合上述第一方面，在一种可能的实现方式中，上述数据获取模块还包括：预处理单元，预处理单元用于对时序数据进行清洗预处理，并将预处理后的桶内碳氧化物浓度、桶内温度和桶外环境温度传输至风险确定模块，将预处理后的桶内可见火光强度、桶内烟雾浓度和桶内垃圾重量传输至干扰校正模块。

13、本发明具有如下有益效果：

14、通过融合碳氧化物浓度、温度、火光、烟雾及垃圾重量多源信息，构建碳氧趋高程度与桶温异常程度的耦合评估基础，并引入时序相关性、火光偏离、烟雾偏离及重量变化趋势对基础表征值进行干扰校正，使系统能够区分阴燃与明火阶段、识别非燃烧温度异常及垃圾投放虚高干扰，从而输出与实际燃烧阶段相适配的综合评估结果。

1.一种具有分级报警功能的自动灭火垃圾桶系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的具有分级报警功能的自动灭火垃圾桶系统，其特征在于，所述风险确定模块具体用于：

3.根据权利要求2所述的具有分级报警功能的自动灭火垃圾桶系统，其特征在于，所述桶内碳氧化物浓度包括一氧化碳浓度和二氧化碳浓度；所述风险确定模块具体用于：

4.根据权利要求1所述的具有分级报警功能的自动灭火垃圾桶系统，其特征在于，所述干扰校正模块具体用于：

5.根据权利要求4所述的具有分级报警功能的自动灭火垃圾桶系统，其特征在于，所述干扰校正模块具体用于：

6.根据权利要求4所述的具有分级报警功能的自动灭火垃圾桶系统，其特征在于，所述干扰校正模块具体用于：

7.根据权利要求1所述的具有分级报警功能的自动灭火垃圾桶系统，其特征在于，所述分级报警模块具体用于：

8.根据权利要求7所述的具有分级报警功能的自动灭火垃圾桶系统，其特征在于，还包括：

9.根据权利要求1所述的具有分级报警功能的自动灭火垃圾桶系统，其特征在于，所述数据获取模块具体包括：

10.根据权利要求9所述的具有分级报警功能的自动灭火垃圾桶系统，其特征在于，所述数据获取模块还包括：