[发明专利]一种储油场所的自动化火情监测与控制方法

权利要求书

1.一种储油场所的自动化火情监测与控制方法，其特征在于，其应用于一个包含火灾感应器、带有PTZ云台的摄像头、自动化灭火车、燃油导流单元、围堵灭火单元和中央服务器的储油场所用火情监测与控制系统中；所述火灾感应器用于探测安装位置的声响、光强、温度、烟雾浓度和可燃气体浓度；所述摄像头用于获取取景区域的实时图像，包括全彩图像和基于红外热成像的热图像；所述自动化灭火车用于向火灾发生地喷射各种不同的灭火剂；所述燃油导流单元为环绕在储油场所周围，用于防止燃油外泄的导流槽；导流槽内设置液位计，导流槽底部设置集液罐；围堵灭火单元用于在所述导流槽内喷出可固化成型的阻燃发泡材料；所述中央服务器用于接收系统中其它设备产生的数据，并对其它设备的运行状态进行控制和管理；

所述火情监测与控制方法包括如下步骤：

S1：构建一个用于根据实时图像识别出发生火灾的部分，进而得出火焰高度、火焰体积和火场形态的火灾识别模型；以及一个用于根据产生预警信号的火灾感应器编号、火焰蔓延速率、火焰高度、火焰体积和火场形态，预测出灭火剂类型和灭火剂喷射量的分类结果的多分类模型；

S2：部署所述储油场所用火情监测与控制系统，以及所述火灾识别模型和多分类模型；

S3：实时获取火灾传感器采集的声、光、温度、烟雾浓度和可燃气体浓度的信号，基于采集的信号计算出相应火灾预测值，判定所述火灾预测值是否超出一个预设的预警区间，是则生成一个预警信号；

步骤S3中，所述预警信号的生成函数如下：

；

上式中，i表示火灾感应器的编号；Cal_i表示火灾预测值；Cal₀表示安全状态下的火灾预测值的基准值；spl_i表示声音传感器的声压级检测结果；spl₀表示当前环境的平均声压级；表示声响信号对火灾预测值的影响权重；li_i表示光传感器的光强检测结果；表示当前环境在正常状态下的最大光强li₀；表示光强对火灾预测值的影响权重；t_i表示温度传感器的检测结果；t₀表示当前环境的环境温度；表示温度对火灾预测值的影响权重；LEL_i表示烟雾传感器的检测结果；表示烟雾传感器的信号初始值lel₀；表示烟雾浓度对火灾预测值的影响权重；PPM_i表示当前环境的目标可燃物的实时浓度；ppm₀表示当前环境中目标可燃物的最大允许浓度；表示可燃物挥发值对火灾预测值的影响权重；

S4：获取生成的各个预警信号及其对应的预警时刻以及火灾感应器位置；并作出如下决策：

S41：查询负责所述预警信号对应的火灾传感器位检测区域的摄像头，调节所述摄像头的PTZ参数，获取火灾发生地的实时图像；

S42：根据所述热图像中高温中心的像素位置以及摄像头的PTZ参数；计算出当前火灾发生地在储油场所内的实际位置；

所述储油场所用火情监测与控制系统中，每个摄像头的安装位置固定；在储油场所的相对坐标系中，定义某个摄像头的位置和高度的坐标值为（x1，y1，z1），摄像头对应的PTZ云台的当前参数满足使得火灾发生场所位于热图像中取景区域的中央时，火灾发生场所的实际坐标（x2，y2，0）满足下式：

；

其中， Pan、Tilt和Zoom分别表示PTZ云台的Pan值、Tilt值和Zoom值；

S43：判断当前状态生成的预警信号数量，并确定火灾蔓延速度：

（1）当预警信号为一处时，以预设的火灾蔓延速度的最小值作为当前状态的火灾蔓延速度；

（2）当预警信号超过一处时，根据预警信号的时间差以及对应的火灾传感器间的距离计算出更新后的火焰蔓延速度；

S5：获取火场的实时图像，并输入到所述火灾识别模型中，处理得到当前火场的火焰高度、火焰体积和火场形态；

S6：将产生预警信号的所述火灾传感器的火灾感应器编号、火焰蔓延速率、火焰高度和火焰体积共同输入到所述多分类模型中，得到预测出的灭火剂类型和灭火剂喷射量的分类结果；

S7：驱动所述自动化灭火车到达火灾发生地的实际位置，按照所述多分类模型的预测结果喷射灭火剂，并根据所述火焰高度调节灭火剂的喷射高度；

S8：在储油场所内产生不少于一个预警信号后，获取所述液位计的检测结果；并在导流槽中的液位高于一个预设的警戒液位后，启动所述围堵灭火单元，在储油场所周围构筑阻燃泡沫防火墙。