CN114792465B - 一种基于区域报警模型的消防安全监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于区域报警模型的消防安全监控系统，包括消防警报设备用于监测消防情况并发出消防信息，安全监控设备接收消防信息并进行延迟判定。本发明通过在消防警报设备发出警报后，通过安全监控设备接收消防警报设备的消防信息，并进行持续分析，若消防信息中的警报持续时间在五秒内则判定为误报信息，若警报持续时间在五秒外，则判定为火警信息，在判定为火警信息后触发警报器发出警报，以此方式能够减少误报对消防造成干扰的情况。
Description
技术领域
本发明属于消防安全监控技术领域，具体涉及一种基于区域报警模型的消防安全监控系统。
背景技术
“消防”即是消除隐患，预防灾患(即预防和解决人们在生活、工作、学习过程中遇到的人为与自然、偶然灾害的总称)，当然狭义的意思在人们认识初期是：(扑灭)火灾的意思。主要包括火灾现场的人员救援，重要设施设备、文物的抢救，重要财产的安全保卫与抢救，扑灭火灾等。目的是降低火灾造成的破坏程度，减少人员伤亡和财产损失。战时由各级人民防空指挥部统一指挥，以专业消防力量为骨干，动员企业事业单位、乡镇的专职消防队伍、志愿者队伍和人民群众实施。城市消防远程监控系统是结合当代最先进的火灾报警技术、信息通讯及网络技术、计算机控制技术和多媒体显示技术、通过公用(单位)电话网络、局域/广域网络、无线GPRS/CDMA网络等多种传输方式，实时采集监控现场的各类报警信号、故障信号、图像信息，并及时可靠地将上述信息传送到远程的报警检测中心的设备。
现针对于现有技术的消防安全监控系统提出以下问题：
现有技术的消防安全监控系统无法准确判断火警信息，由于一些消防监控设备在日常工作时，一些特殊的情况容易对消防监控设备造成干扰，从而造成消防监控设备意外报警，对消防工作造成干扰。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种基于区域报警模型的消防安全监控系统，以解决上述背景技术中提出的的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种基于区域报警模型的消防安全监控系统，包括：
消防警报设备，用于监测消防情况并发出消防信息；
安全监控设备，用于接收消防信息并进行延迟判定。
优选的，所述安全监控设备外表面设置有监控显示器，所述监控显示器用于对所采集的火警情况进行显示；
所述监控显示器外表面设置有警报器，所述警报器用于发出消防警报信息，所述安全监控设备内部设置的信号判断模块用于对现场采集的消防信息进行延迟判定，若在预设的时间长度内接收到连续的消防信息，则控制火警信息输出模块输出火警信息；
所述火警信息输出模块的输出端和信号传输模块的输入端相互连接，所述信号传输模块的输出端和智能警报模块的输入端相互连接，所述智能警报模块的输出端和警报器的输入端相互连接；
所述信号判断模块的一个输出端和误报信息输出模块的输入端相互连接，所述误报信息输出模块用于输出火警误报信息。
优选的，所述安全监控设备外表面一侧转动连接有保护门，所述保护门和安全监控设备连接位置设置有铰链。
优选的，所述安全监控设备的内部设置有信号接收模块，所述信号接收模块的输入端和消防警报设备的输出端相互连接，所述信号接收模块用于接收所述消防信息；
所述消防警报设备的两个输入端分别和烟雾传感器、温度传感器的输出端相互连接，所述消防警报设备通过所述烟雾传感器、温度传感器监测消防情况，所述消防警报设备的另外两个输出端分别和电气火灾警报器、防火门的输入端相互连接，从而对所述电气火灾警报器、所述防火门进行控制。
优选的，所述安全监控设备内还设置有区域报警模型，所述区域报警模型用于对警报区域和附近的消防站点距离进行统计计算，并对附近的消防站点进行最优调度站点筛选；
所述区域报警模型的一个输出端和区域编号输出模块的输入端相互连接，所述区域编号输出模块用于输出事故发生地的区域编号，所述区域报警模型内设置有模型计算模块，所述模型计算模块内包括坐标计算单元，所述坐标计算单元用于计算区域编号对应区域以及其周围消防站点的位置坐标，所述坐标计算单元的输出端和报警坐标输出模块的输入端相互连接，所述报警坐标输出模块用于输出事故发生地区域的位置坐标；
所述模型计算模块还包括站点距离计算单元，所述站点距离计算单元用于根据事故发生地区域以及其周围消防站点的位置坐标计算警报区域和附近的多个消防站点之间的距离；
所述模型计算模块还包括站点筛选单元，所述站点筛选单元用于输出最优消防站点。
优选的，所述坐标计算单元(16)依据公式
A(x1＝L1cosa，y1＝L1socβ)，
B(x2＝L2cosα，y2＝L2cosβ)，
C(x3＝L3cosα，y3＝L3cosβ)，
D(x4＝L4cosα，y4＝L4cosβ)，
E(x5＝L5cosα，y5＝L5cosβ)……
N(xn＝Lncosα，yn＝Lncosβ)，来计算各不同消防站点的坐标，公式中，A、B、C、D、E……N为不同消防站点坐标，L1、L2、L3、L4、L5……Ln为直线距离，α为水平偏向角度，β为竖直偏向角度其中α，β用以表示多组数值。
优选的，所述站点距离计算单元在计算站点距离时，对于消防站点A和消防站点B依据公式
计算消防站点A和消防站点B之间的距离，公式中x1、y1为消防站点A的横坐标和纵坐标，x2、y2为消防站点B的标横坐标和纵坐标。
优选的，所述模型计算模块建立根据历史出警信息确定消防站点每次前往该警报区域所花费的时间；
根据消防站点每次前往该警报区域所花费的时间，确定出消防站点前往该警报区域的最快时效。
优选的，所述站点筛选单元利用n(n-1)个神经单元构建神经网络，神经元状态的取值范围为[0，1]；如果神经网络中神经元状态为1时，则对应的弧在最优路径上，警报信号为平衡状态，如果为0时，则表示不在最优路径上即不处于平衡状态，根据所有神经元的输出状态来确定最优路径，根据最优路径的目标函数和约束条件，定义网络的函数为：
E3＝α3(1-vts)
其中，vij表示神经元的状态变量，vts表示神经元单元的阈值，vij＝[0,1]，mij表示节点bi和bj之间的权重，α1，α2，α3，α4分别表示预设的各项惩罚系数，在神经网络的增益大于预设值时，将区域报警模型的能量函数简化为如下形式：
联立上述公式，则可计算出wijkl神经元连接权，vkl表示神经元输出。
优选的，所述站点筛选单元依据神经元连接权以及消防站点最快时效对附近的消防站点进行筛选，获取最优调度消防站点。
优选的，所述区域报警模型还执行以下操作：
确定人工输入的警报区域所发生的事故等级，并确定该事故等级下所需的消防力量；其中，所述消防力量包括消防人员数量以及消防设备数量；
确定警报区域附近预设的第一援助范围内的所有消防站点，利用所述站点筛选单元选择最优调度消防站点；
判断所述最优调度消防站点内的剩余消防力量是否满足该事故等级下所需的消防力量；
若不满足，则利用所述站点筛选单元选择第二最优调度消防站点，并将所述第二最优调度消防站点的剩余消防力量与所述最优调度消防站点内的剩余消防力量进行相加，并确定相加后的消防力量是否满足该事故等级下所需的消防力量；
若不满足，则继续利用所述站点筛选单元按最优调度序列顺序依次选择多个消防站点，直至所选择的多个消防站点的剩余消防力量之和满足该事故等级下所需的消防力量；
在所选择的多个消防站点的剩余消防力量之和满足该事故等级下所需的消防力量后，将所选择的每个消防站点的剩余消防力量全部调往警报区域；
根据所选择的每个消防站点的出警历史信息确定每个消防站点所需要的常驻消防力量；
对所选择的每一个消防站点，从该消防站点附近预设的第二援助范围内的多个未被选择的消防站点中，利用所述站点筛选单元按最优调度序列依次选择多个消防站点，并根据该消防站点所需要的常驻消防力量从每个消防站点内抽调预设比例的剩余消防力量对该消防站点进行消防力量补充。
优选的，所述警报区域所发生的事故等级还通过以下方式进行确定：
确定所述警报区域内设置的多个热传感装置，根据每个热传感装置所采集的温度信息确定处于火情范围内的多个热传感装置并进行标记；
基于预先构建的热传感装置的位置网络图，将位置网络图上所标记的热传感装置进行标记，得到火情的覆盖分布图；
调用该警报区域的地形结构图，确定所述覆盖分布图周围各方向上的物质环境分布状况，从而确定当火焰蔓延到某个地方时由该地方的物质环境所引发的火焰燃烧强度；
对于所述覆盖分布图上任意一个边缘的点位，获取该点位的风环境，根据该点位的风环境确定该点位的风速及风向，并基于该点位的物质环境构建火灾蔓延模型来计算该点位火灾向外蔓延的速度；
根据所述火灾蔓延模型计算所述覆盖分布图上所有的边缘的点位火灾向外蔓延的速度，得到火灾发展趋势预测结果；
根据所述火灾发展趋势预测结果，确定火灾面积增长速度，并根据预设的面积增长速度与第一危害评分表格，得到第一危害评分；
根据所述火灾发展趋势预测结果，以及物质环境的分布状况确定火灾在预设的时间范围内所造成的生命财产损失量，并根据预设的生命财产损失量与第二危害评分表格，得到第二危害评分；
根据所述第一危害评分和所述第二危害评分确定最终危害评分，并根据预设的最终危害评分与事故等级的对应规则，确定所述警报区域所发生火灾的事故等级。
与现有技术相比，本发明提供了一种基于区域报警模型的消防安全监控系统，具备以下有益效果：
1、本发明通过设置的信号判断模块，在消防警报设备发出警报后，通过安全监控设备接收消防警报设备的警报信息，并通过对消防信息的持续时间进行统计判断，若消防信息的持续时间在五秒内则判定为误报信息，若警报时间在五秒外，则判定为火警信息，在判定为火警信息后，通过智能警报模块触发警报器发出警报，以此方式能够减少误报对消防造成干扰的情况；
2、本发明通过设置的模型计算模块，在安全监控设备接收到警报信息后，通过在模型计算模块内部坐标计算单元以及站点距离计算单元的共同作用下，能够对警报区域和附近的消防站点距离进行统计计算，并依据神经元网络的连接权以及消防站点最快时效对附近的消防站点进行筛选，从而能够获取最优调度消防站点，在获取最优调度消防站点后，由信号传输模块将警报信息远程传输至该消防站点，从而能够以最快效率对警报区域处理。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中：
图1为本发明提出的一种基于区域报警模型的消防安全监控系统的结构示意图；
图2为本发明提出的安全监控设备的正视图；
图3为本发明提出的安全监控设备的背视图；
图4为本发明提出的安全监控设备的结构示意图；
图5为本发明提出的消防警报设备的结构示意图；
图6为本发明提出的区域报警模型的连接示意图；
图7为本发明提出的区域报警模型的结构示意图。
图中：1、安全监控设备；2、监控显示器；3、警报器；4、保护门；5、消防警报设备；6、信号接收模块；7、区域报警模型；8、区域编号输出模块；9、信号判断模块；10、火警信息输出模块；11、信号传输模块；12、智能警报模块；14、误报信息输出模块；15、模型计算模块；16、坐标计算单元；17、报警坐标输出模块；18、站点距离计算单元；19、站点筛选单元；21、烟雾传感器；22、温度传感器；23、电气火灾警报器；24、防火门。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-7，本发明提供以下技术方案：一种基于区域报警模型的消防安全监控系统，包括：
消防警报设备5，用于监测消防情况并发出消防信息；
安全监控设备1，用于接收消防信息并进行延迟判定。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：在消防警报设备5发出警报后，通过安全监控设备1接收消防警报设备的警报信息，并通过对消防信息的持续时间进行延迟判定，若消防信息的持续时间在五秒内则判定为误报信息，若警报时间在五秒外，则判定为火警信息，以此方式能够减少误报对消防造成干扰的情况
在一个优选实施例中，安全监控设备1外表面设置有监控显示器2，监控显示器2用于对所采集的火警情况进行显示；
监控显示器2外表面设置有警报器3，警报器3用于发出消防警报信息，安全监控设备1内部设置的信号判断模块9用于对现场采集的消防信息进行延迟判定，若在预设的时间长度内接收到连续的消防信息，则控制火警信息输出模块10输出火警信息；
火警信息输出模块10的输出端和信号传输模块11的输入端相互连接，信号传输模块11的输出端和智能警报模块12的输入端相互连接，智能警报模块12的输出端和警报器3的输入端相互连接；
信号判断模块9的一个输出端和误报信息输出模块14的输入端相互连接，误报信息输出模块14用于输出火警误报信息。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：通过安全监控设备1外表面设置有监控显示器2可对多个消防区域的情况进行实时监测，并能快速切换到事故现场的消防数据，能够让工作人员进行全局监控，方便工作人员进行全局调控。通过显示器2外表面设置的警报器3，在监测到火警事故时能够发出警报提醒工作人员快速做出反应。通过安全监控设备1内部设置的信号判断模块9对现场采集的消防信息进行延迟判定，若在预设的时间长度内接收到连续的消防信息，则控制火警信息输出模块10输出火警信息，信号判断模块9的一个输出端和误报信息输出模块14的输入端相互连接，误报信息输出模块14用于输出火警误报信息，例如在消防警报设备5检测到消防信息时，不能确定消防信息是不是出现误报情况，若出现误报情况则会损失大量的人力物力，并可能影响其他地方的事故救援速度，所以引入信号判断模块9对现场采集的消防信息进行延迟判定，当消防警报设备5在连续的五秒时间长度内连续检测到消防信息，则说明确实出现了火情，则控制火警信息输出模块10输出火警信息经过信号传输模块11的输出端发送到智能警报模块12最后通过智能警报模块12对警报器3进行控制发出警报。其中，智能警报模块12根据火警信息确定火情的紧急程度，并决定采用何种驱动方式对警报器进行驱动，从而使工作人员能够清晰地确定火情的紧急程度。
在一个优选实施例中，安全监控设备1外表面一侧转动连接有保护门4，保护门4和安全监控设备1连接位置设置有铰链。
在一个优选实施例中，安全监控设备1的内部设置有信号接收模块6，信号接收模块6的输入端和消防警报设备5的输出端相互连接，信号接收模块6用于接收消防信息；
消防警报设备5的两个输入端分别和烟雾传感器21、温度传感器22的输出端相互连接，消防警报设备5通过烟雾传感器21、温度传感器22监测消防情况，消防警报设备5的另外两个输出端分别和电气火灾警报器23、防火门24的输入端相互连接，从而对电气火灾警报器23、防火门24进行控制。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：消防警报设备5的两个输入端分别和烟雾传感器21、温度传感器22的输出端相互连接，消防警报设备5通过烟雾传感器21、温度传感器22监测消防情况，当监测得到的烟雾浓度大于预设值或环境温度高于预设值时输出消防信息，并控制电气火灾警报器23、防火门24进行工作，达到对火情的快速检测以及及时应对，从而有效防止火情进一步扩大。
在一个优选实施例中，安全监控设备1内还设置有区域报警模型7，区域报警模型7用于对警报区域和附近的消防站点距离进行统计计算，并对附近的消防站点进行最优调度站点筛选；
区域报警模型7的一个输出端和区域编号输出模块8的输入端相互连接，区域编号输出模块8用于输出事故发生地的区域编号，区域报警模型7内设置有模型计算模块15，模型计算模块15内包括坐标计算单元16，坐标计算单元16用于计算区域编号对应区域以及其周围消防站点的位置坐标，坐标计算单元16的输出端和报警坐标输出模块17的输入端相互连接，报警坐标输出模块17用于输出事故发生地区域的位置坐标；
模型计算模块15还包括站点距离计算单元18，站点距离计算单元18用于根据事故发生地区域以及其周围消防站点的位置坐标计算警报区域和附近的多个消防站点之间的距离；
模型计算模块15还包括站点筛选单元19，站点筛选单元19用于输出最优消防站点。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：在安全监控设备1设置有区域报警模型7，通过区域报警模型7的一个输出端和区域编号输出模块8相连接，在某片区域发生火灾时能够快速输出该片区域对应的区域编号，让工作人员对该区域进行快速定位，或者根据区域编号方便快速调动该区域对应的相关信息。区域报警模型7内设置有模型计算模块15，模型计算模块15内包括坐标计算单元16，坐标计算单元16用于计算区域编号对应区域以及其周围消防站点的位置坐标，坐标计算单元16的输出端和报警坐标输出模块17的输入端相互连接，报警坐标输出模块17用于输出事故发生地区域的位置坐标，模型计算模块15还包括站点距离计算单元18，站点距离计算单元18用于根据事故发生地区域以及其周围消防站点的位置坐标计算警报区域和附近的多个消防站点之间的距离；模型计算模块15还包括站点筛选单元19，站点筛选单元19用于输出最优消防站点。从而实现通过区域互联的方式调动最优的支援消防站点对事故发生地进行快速支援。
在一个优选实施例中，坐标计算单元16依据公式A(x1＝L1cosa，y1＝L1socβ)，B(x2＝L2cosα，y2＝L2cosβ)，C(x3＝L3cosα，y3＝L3cosβ)，D(x4＝L4cosα，y4＝L4cosβ)，E(x5＝L5cosα，y5＝L5cosβ)…N(xn＝Lncα，yn＝Lncβ)，来计算各不同消防站点的坐标，公式中，A、B、C、D、E……N为不同消防站点坐标，L1、L2、L3、L4、L5……Ln为直线距离，α为水平偏向角度，β为竖直偏向角度其中α，β用以表示多组数值。实现对每个消防站点的坐标位置的计算。
在一个优选实施例中，站点距离计算单元18依据公式
消防站点A和消防站点B的距离，公式中x1、y1为消防站点A的横坐标和纵坐标，x2、y2为消防站点B的标横坐标和纵坐标，实现对两点距离的计算。
在一个优选实施例中，所述模型计算模块15建立根据历史出警信息确定消防站点每次前往该警报区域所花费的时间；
根据消防站点每次前往该警报区域所花费的时间，确定出消防站点前往该警报区域的最快时效。
本发明中，站点筛选单元利用n(n-1)个神经单元构建神经网络，神经元状态的取值范围为[0，1]；如果神经网络中神经元状态为1时，则对应的弧在最优路径上，警报信号为平衡状态，如果为0时，则表示不在最优路径上即不处于平衡状态，根据所有神经元的输出状态来确定最优路径，根据最优路径的目标函数和约束条件，定义网络的函数为：
E3＝α3(1-vts)
其中，vij表示神经元的状态变量，vts表示神经元单元的阈值，vij＝[0,1]，mij表示节点bi和bj之间的权重，α1，α2，α3，α4分别表示预设的各项惩罚系数，E1使神经网络稳定时收敛到超立方体2n(n-1)中，E2能够保证有效路径中的节点在有输入路径的情况下就有输出路径，E1和E2同时能确保矩阵中的各行各列最多有一个元素“1”，E3使有效路径在bt点起始，在点bs终止，E4表示目标函数，他能够保证有效路径中各弧的权重之和最小，如果神经网络的增益非常大，则可将区域报警模型的能量函数简化为如下形式：
联立上述公式，则可计算出wijkl神经元连接权，vkl表示神经元输出。
在一个优选实施例中，站点筛选单元19中，依据神经元连接权以及消防站点最快时效对附近的消防站点进行筛选，获取最优调度消防站点。
本发明的工作原理及使用流程：使用时，在消防警报设备5发出警报后，通过安全监控设备1接收消防警报设备的警报信息，并通过对持续时间判断单元13进行采集统计，若警报时间在五秒内则判定为误报信息14，若警报时间在五秒外，则判定为火警信息输出模块10，在判定为火警信息输出模块10后，通过智能警报模块12触发警报器3发出警报，以此方式能够减少误报对消防造成干扰的情况，在安全监控设备1接收到警报信息后，通过在模型计算模块15内部坐标计算单元16以及站点距离计算单元18的共同作用下，能够对警报区域和附近的消防站点距离进行统计计算，并依据神经元网络的连接权以及消防站点最快时效对附近的消防站点进行筛选，从而能够获取最优调度消防站点，在获取最优调度消防站点后，由信号传输模块11将警报信息远程传输至该消防站点，从而能够以最快效率对警报区域处理。
在一个优选实施例中，区域报警模型7还执行以下操作：
确定人工输入的警报区域所发生的事故等级，并确定该事故等级下所需的消防力量；其中，消防力量包括消防人员数量以及消防设备数量；
确定警报区域附近预设的第一援助范围内的所有消防站点，利用站点筛选单元19选择最优调度消防站点；
判断最优调度消防站点内的剩余消防力量是否满足该事故等级下所需的消防力量；
若不满足，则利用站点筛选单元19选择第二最优调度消防站点，并将第二最优调度消防站点的剩余消防力量与最优调度消防站点内的剩余消防力量进行相加，并确定相加后的消防力量是否满足该事故等级下所需的消防力量；
若不满足，则继续利用站点筛选单元19按最优调度序列顺序依次选择多个消防站点，直至所选择的多个消防站点的剩余消防力量之和满足该事故等级下所需的消防力量；
在所选择的多个消防站点的剩余消防力量之和满足该事故等级下所需的消防力量后，将所选择的每个消防站点的剩余消防力量全部调往警报区域；
根据所选择的每个消防站点的出警历史信息确定每个消防站点所需要的常驻消防力量；
对所选择的每一个消防站点，从该消防站点附近预设的第二援助范围内的多个未被选择的消防站点中，利用站点筛选单元19按最优调度序列依次选择多个消防站点，并根据该消防站点所需要的常驻消防力量从每个消防站点内抽调预设比例的剩余消防力量对该消防站点进行消防力量补充。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：根据人工输入的火灾事故的等级确定该事故等级下所需的消防力量，从而决定需要调取多少的消防力量才对火灾现场完成快速扑救，从最大程度上减少火灾带来的损失。确定警报区域附近预设的第一援助范围内的所有消防站点，利用站点筛选单元19选择最优调度消防站点，从而得到最优调度消防站点的排序序列，按照该排序序列依次发出救援请求，并按照所需要的消防力量依次调取每个消防站点的剩余消防力量进行对现场进行援助，能够实现在最短时间内调取足够多的消防力量。比如，当B区发生火灾，则确定B区附近预设的第一援助范围(如20公里)内的所有4个消防站点1、2、3、4，站点筛选单元19选择最优调度消防站点，得到最优调度消防站点的排序序列1-3-2-4，而B区发生火灾所需要的消防力量为10个消防单位(设4个消防员与一辆消防车为一个消防单位)，则依次从消防站点1、消防站点3、消防站点2、消防站点4内调取剩余消防力量，剩余消防力量为消防站点内未正在进行消防任务的消防力量，若消防站点1内剩余有5个消防单位，消防站点3内剩余有4个消防单位，消防站点2内有2个消防单位，则依次调取10个消防单位去援助火灾现场(即将消防站点1内的5个消防单位全部调离，消防站点3内的消防单位全部调离，消防站点2内调离一个消防单位，消防站点4内的消防力量不进行调离)，从而选择出能够最快速到达事故现场的、足够的消防力量。在调离消防力量后，为防止消防站点内的消防力量空虚，从该消防站点附近预设的第二援助范围内的多个未被选择的消防站点中，利用站点筛选单元19按最优调度序列依次选择多个消防站点，并根据该消防站点所需要的常驻消防力量从每个消防站点内抽调预设比例的剩余消防力量对该消防站点进行消防力量补充，比如依次抽调百分之五的剩余消防力量来对该消防站点的消防力量进行补充，以满足该消防站点的常驻消防力量的需要，防止突发事故的出现。
在一个优选实施例中，警报区域所发生的事故等级还通过以下方式进行确定：
确定警报区域内设置的多个热传感装置，根据每个热传感装置所采集的温度信息确定处于火情范围内的多个热传感装置并进行标记；
基于预先构建的热传感装置的位置网络图，将位置网络图上所标记的热传感装置进行标记，得到火情的覆盖分布图；
调用该警报区域的地形结构图，确定覆盖分布图周围各方向上的物质环境分布状况；
对于覆盖分布图上任意一个边缘的点位，获取该点位的风环境，根据该点位的风环境确定该点位的风速及风向，并基于该点位的物质环境构建火灾蔓延模型来计算该点位火灾向外蔓延的速度；其中，火灾蔓延模型公式如下：
式中，M表示火灾向外蔓延的速度，P表示火焰蔓延到该点位的物质环境所引发的火焰燃烧强度，由物质环境所对应的可燃物质种类决定，比如物质种类包括木质结构、家庭环境物质、化学可燃物质等等，均可以在通过预先调查后在地图上进行标注并设定对应的火焰燃烧强度系数，
表示该点位的风速，θ表示该点位火势向外扩散方向与该点位风速方向的夹角，ω表示物质的分布密度，φ为点燃该点位对应的物质种类的所需要的热量；
根据火灾蔓延模型计算覆盖分布图上所有的边缘的点位火灾向外蔓延的速度，得到火灾发展趋势预测结果；
根据火灾发展趋势预测结果，确定火灾面积增长速度，并根据预设的面积增长速度与第一危害评分表格，得到第一危害评分；
根据火灾发展趋势预测结果，以及物质环境的分布状况确定火灾在预设的时间范围内所造成的生命财产损失量，并根据预设的生命财产损失量与第二危害评分表格，得到第二危害评分；
根据第一危害评分和第二危害评分确定最终危害评分，并根据预设的最终危害评分与事故等级的对应规则，确定警报区域所发生火灾的事故等级。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：利用警报区域内设置的多个热传感装置，根据每个热传感装置所采集的温度信息确定处于火情范围内的多个热传感装置并进行标记，基于预先构建的热传感装置的位置网络图，将位置网络图上所标记的热传感装置进行标记，得到火情的覆盖分布图，从而实现对火灾现场火势分布的情况进行图像化显示，让工作人员能够直观看到火灾发生的面积分布状态，调用该警报区域的地形结构图，确定覆盖分布图周围各方向上的物质环境分布状况，对于覆盖分布图上任意一个边缘的点位，获取该点位的风环境，根据该点位的风环境确定该点位的风速及风向，并基于该点位的物质环境构建火灾蔓延模型来计算该点位火灾向外蔓延的速度，实现对火场边缘某单个点位的火势向外蔓延情况的预测，最后根据多个点位的预测结果得到火场整体的蔓延发展结果。最后根据火场整体的蔓延发展结果对火势蔓延速度、生命财产损失进行评定，比如对火灾覆盖的区域单位面积内的财产进行预先设定，可通过火场覆盖面积来计算生命财产损失量，确定危险分数并确定事故等级，实现对火灾事故等级的短时间预测与确定。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种基于区域报警模型的消防安全监控系统，其特征在于，包括：
消防警报设备(5)，用于监测消防情况并发出消防信息；
安全监控设备(1)，用于接收消防信息并进行延迟判定；
所述安全监控设备(1)内还设置有区域报警模型(7)，所述区域报警模型(7)用于对警报区域和附近的消防站点距离进行统计计算，并对附近的消防站点进行最优调度站点筛选；
所述区域报警模型(7)的一个输出端和区域编号输出模块(8)的输入端相互连接，所述区域编号输出模块(8)用于输出事故发生地的区域编号，所述区域报警模型(7)内设置有模型计算模块(15)，所述模型计算模块(15)内包括坐标计算单元(16)，所述坐标计算单元(16)用于计算区域编号对应区域以及其周围消防站点的位置坐标，所述坐标计算单元(16)的输出端和报警坐标输出模块(17)的输入端相互连接，所述报警坐标输出模块(17)用于输出事故发生地区域的位置坐标；
所述模型计算模块(15)还包括站点距离计算单元(18)，所述站点距离计算单元(18)用于根据事故发生地区域以及其周围消防站点的位置坐标计算警报区域和附近的多个消防站点之间的距离；
所述模型计算模块(15)还包括站点筛选单元(19)，所述站点筛选单元(19)用于输出最优消防站点；
所述站点筛选单元(19)依据神经元连接权以及消防站点最快时效对附近的消防站点进行筛选，获取最优调度消防站点；
所述区域报警模型(7)还执行以下操作：
确定人工输入的警报区域所发生的事故等级，并确定该事故等级下所需的消防力量；其中，所述消防力量包括消防人员数量以及消防设备数量；
确定警报区域附近预设的第一援助范围内的所有消防站点，利用所述站点筛选单元(19)选择最优调度消防站点；
判断所述最优调度消防站点内的剩余消防力量是否满足该事故等级下所需的消防力量；
若不满足，则利用所述站点筛选单元(19)选择第二最优调度消防站点，并将所述第二最优调度消防站点的剩余消防力量与所述最优调度消防站点内的剩余消防力量进行相加，并确定相加后的消防力量是否满足该事故等级下所需的消防力量；
若不满足，则继续利用所述站点筛选单元(19)按最优调度序列顺序依次选择多个消防站点，直至所选择的多个消防站点的剩余消防力量之和满足该事故等级下所需的消防力量；
在所选择的多个消防站点的剩余消防力量之和满足该事故等级下所需的消防力量后，将所选择的每个消防站点的剩余消防力量全部调往警报区域；
根据所选择的每个消防站点的出警历史信息确定每个消防站点所需要的常驻消防力量；
对所选择的每一个消防站点，从该消防站点附近预设的第二援助范围内的多个未被选择的消防站点中，利用所述站点筛选单元(19)按最优调度序列依次选择多个消防站点，并根据该消防站点所需要的常驻消防力量从每个消防站点内抽调预设比例的剩余消防力量对该消防站点进行消防力量补充。
2.根据权利要求1所述的一种基于区域报警模型的消防安全监控系统，其特征在于，所述安全监控设备(1)外表面设置有监控显示器(2)，所述监控显示器(2)用于对所采集的火警情况进行显示；
所述监控显示器(2)外表面设置有警报器(3)，所述警报器(3)用于发出消防警报信息，所述安全监控设备(1)内部设置的信号判断模块(9)用于对现场采集的消防信息进行延迟判定，若在预设的时间长度内接收到连续的消防信息，则控制火警信息输出模块(10)输出火警信息；
所述火警信息输出模块(10)的输出端和信号传输模块(11)的输入端相互连接，所述信号传输模块(11)的输出端和智能警报模块(12)的输入端相互连接，所述智能警报模块(12)的输出端和警报器(3)的输入端相互连接；
所述信号判断模块(9)的一个输出端和误报信息输出模块(14)的输入端相互连接，所述误报信息输出模块(14)用于输出火警误报信息；
所述安全监控设备(1)外表面一侧转动连接有保护门(4)，所述保护门(4)和安全监控设备(1)连接位置设置有铰链。
3.根据权利要求2所述的一种基于区域报警模型的消防安全监控系统，其特征在于，所述安全监控设备(1)的内部设置有信号接收模块(6)，所述信号接收模块(6)的输入端和消防警报设备(5)的输出端相互连接，所述信号接收模块(6)用于接收所述消防信息；
所述消防警报设备(5)的两个输入端分别和烟雾传感器(21)、温度传感器(22)的输出端相互连接，所述消防警报设备(5)通过所述烟雾传感器(21)、温度传感器(22)监测消防情况，所述消防警报设备(5)的另外两个输出端分别和电气火灾警报器(23)、防火门(24)的输入端相互连接，从而对所述电气火灾警报器(23)、所述防火门(24)进行控制。
4.根据权利要求1所述的一种基于区域报警模型的消防安全监控系统，其特征在于：所述坐标计算单元(16)依据公式A(x1＝L1cosa，y1＝L1cosβ)，B(x2＝L2cosα，y2＝L2cosβ)，C(x3＝L3cosα，y3＝L3cosβ)，D(x4＝L4cosα，y4＝L4cosβ)，E(x5＝L5cosα，y5＝L5cosβ)……N(xn＝Lncosα，yn＝Lncosβ)，来计算各不同消防站点的坐标，公式中，A、B、C、D、E……N为不同消防站点坐标，L1、L2、L3、L4、L5……Ln为直线距离，α为水平偏向角度，β为竖直偏向角度。
5.根据权利要求1所述的一种基于区域报警模型的消防安全监控系统，其特征在于：所述站点距离计算单元(18)在计算站点距离时，对于消防站点A和消防站点B依据公式
计算消防站点A和消防站点B之间的距离，公式中x1、y1为消防站点A的横坐标和纵坐标，x2、y2为消防站点B的标横坐标和纵坐标。
6.根据权利要求1所述的一种基于区域报警模型的消防安全监控系统，其特征在于：所述模型计算模块(15)建立根据历史出警信息确定消防站点每次前往该警报区域所花费的时间；
根据消防站点每次前往该警报区域所花费的时间，确定出消防站点前往该警报区域的最快时效。
7.根据权利要求1所述的一种基于区域报警模型的消防安全监控系统，其特征在于：所述站点筛选单元(19)利用n(n-1)个神经单元构建神经网络，神经元状态的取值范围为[0，1]；如果神经网络中神经元状态为1时，则对应的弧在最优路径上，警报信号为平衡状态，如果为0时，则表示不在最优路径上即不处于平衡状态，根据所有神经元的输出状态来确定最优路径，根据最优路径的目标函数和约束条件，定义网络的函数为：
E3＝α3(1-vts)
其中，vij表示神经元的状态变量，vts表示神经元单元的阈值，vij＝[0,1]，mij表示节点bi和bj之间的权重，α1，α2，α3，α4分别表示预设的各项惩罚系数，在神经网络的增益大于预设值时，将区域报警模型的能量函数简化为如下形式：
联立上述公式，则可计算出wijkl神经元连接权，vkl表示神经元输出。
8.根据权利要求1所述的一种基于区域报警模型的消防安全监控系统，其特征在于，所述警报区域所发生的事故等级还通过以下方式进行确定：
确定所述警报区域内设置的多个热传感装置，根据每个热传感装置所采集的温度信息确定处于火情范围内的多个热传感装置并进行标记；
基于预先构建的热传感装置的位置网络图，将位置网络图上所标记的热传感装置进行标记，得到火情的覆盖分布图；
调用该警报区域的地形结构图，确定所述覆盖分布图周围各方向上的物质环境分布状况；
对于所述覆盖分布图上任意一个边缘的点位，获取该点位的风环境，根据该点位的风环境确定该点位的风速及风向，并基于该点位的物质环境构建火灾蔓延模型来计算该点位火灾向外蔓延的速度；
根据所述火灾蔓延模型计算所述覆盖分布图上所有的边缘的点位火灾向外蔓延的速度，得到火灾发展趋势预测结果；
根据所述火灾发展趋势预测结果，确定火灾面积增长速度，并根据预设的面积增长速度与第一危害评分表格，得到第一危害评分；
根据所述火灾发展趋势预测结果，以及物质环境的分布状况确定火灾在预设的时间范围内所造成的生命财产损失量，并根据预设的生命财产损失量与第二危害评分表格，得到第二危害评分；
根据所述第一危害评分和所述第二危害评分确定最终危害评分，并根据预设的最终危害评分与事故等级的对应规则，确定所述警报区域所发生火灾的事故等级。
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