CN115427116B - 社区室外防火 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于社区室外火灾防护的系统和方法，包括：接收当前火灾的指标，并响应地确定共享供水的多个端点中的每个端点的当前火灾风险的级别；根据火灾风险确定用于运行每个端点的相对占空比；接收共享水源的水压测量值并确定要运行的并发端点的最大数量；相应地，将每个端点的运行分配给一组时隙；以及根据时隙分配激活多个端点以开启各自的水流。

Description

社区室外防火

技术领域

本发明一般涉及火灾防护和遏制领域，特别是针对区域性火灾。

背景技术

野火是世界范围内对森林或田野附近人口稠密地区的主要威胁，尤其是在炎热、干燥和多风的情况下。当这种情况普遍存在时，消防员灭火即使不是不可能也会很困难，火灾可能会继续燃烧，直到天气变化或可燃资源耗尽。

大型建筑和木质建筑通常有室内火灾防护系统，但室外火灾防护系统并不普遍。用于保护个人住宅和花园的灌溉系统在本领域是已知的。即使一所房屋周围的房屋在野火中被烧毁，这种灌溉系统也可以成功地保护该所房屋。

然而，火灾防护用的水灌溉系统a)要求非常高的水流量，并且b)要求足够的水压才能有效。因此，如果所有建筑物都使用独立的灌溉系统运行，社区供水网可能出现故障。此外，这种系统必须是自动化的，因为当火灾危险地接近时，居民通常被疏散。这些缺点和其他缺点通过本发明的实施例来解决。

发明内容

本发明的实施例提供了用于社区火灾防护的系统和方法，包括执行以下步骤：接收当前火灾的指标，以及响应地确定多个端点中的每个端点的当前火灾风险的级别，其中，每个端点包括水枪和相关联的电动水阀，其中，为每个水枪的运行指定预定的最小水压，其中，每个电动水阀连接到共享水源，并且其中，共享水源具有有限的水压。还可以执行步骤，包括：根据每个端点的当前火灾风险确定用于运行每个端点的相对占空比，以及根据水压测量值和为每个端点运行指定的预定最小水压来确定要运行的并发端点的最大数量。还可以包括步骤：根据能运行端点的最大数量和每个端点的相对占空比，将每个端点的运行分配到时隙；以及根据多个端点中的每个端点的时隙分配运行端点的电动水阀。

在一些实施例中，共享水源可以是第一集群的集群水源，并且第一集群可以是从共享的主配水系统(water distribution system,WDS)接收水的多个集群中的一个集群。该方法还可包括：确定WDS水压的限制，并且响应地合并多个集群以将多个集群的每个端点的运行分配到时隙。

在一些实施例中，将每个端点的运行分配到时隙可进一步包括：根据端点运行的周期之间的最大时间限制来分配端点运行。另外的实施例可以提供如下步骤：接收当前火灾的新指标，以及响应地确定新的相对占空比。实施例还可以包括：将每个端点的运行重新分配到运行的时隙。

进一步的实施例可以包括：接收新的水压测量值，响应地确定新的相对占空比，以及响应地将每个端点的运行重新分配到运行的时隙。

接收当前火灾的指标指示可以包括：接收关于当前火灾相对于端点的地理坐标的位置的数据，并且确定每个端点的当前火灾风险包括：根据到当前火灾的距离来确定风险。替代地或附加地，接收当前火灾的指标可以包括：接收关于燃料、地形和一种或多种类型的气象数据的数据，气象数据包括：温度、湿度、风速和方向，并且确定每个端点的当前火灾风险包括：通过将指标应用于火灾预测模型来确定风险。

在一些实施例中，该方法的步骤由远程处理器执行。可选地或附加地，步骤可以由与每个端点相关联的专用处理器执行。

端点还可以包括添加剂的源，并且该方法可以包括：操作添加剂的源以将添加剂添加到端点的水流中。所述方法还可以包括：提供关于所述端点的运行数据至一个或多个监测设备，所述监测设备包括诸如智能手机、计算机平板、蜂窝电话、台式计算机或笔记本电脑。运行数据可以包括耗水量的实时汇总测量。

所述方法还可以包括：提供控制接口至一个或多个控制设备，以及从控制接口接收以改变所述端点中的一个或多个的当前火灾风险的指令。

在一些实施例中，相对占空比与当前火灾风险成正比。端点的当前火灾风险可以是数值，数值的范围是从指示端点着火的最小风险的第一值到指示端点着火的高风险的范围的最高值。

时隙的周期(period)可以大约是水枪的360度旋转所需的时间。在一些实施例中，时隙周期可以在1/2分钟至4分钟之间。

附图说明

为了更好地理解本发明的各种实施例并示出如何实现本发明，现在将通过示例的方式参考附图。示出了本发明的结构细节以提供对本发明的基本理解，结合附图进行的描述使本领域技术人员清楚本发明的几种形式如何在实践中实现。在附图中：

图1是根据本发明实施例的社区室外防火(COFD)系统的主要子系统的示意性框图；

图2是根据本发明实施例的COFD系统的端点的示意图；

图3至图5是根据本发明实施例的COFD系统中的附加传感器配置的示意图；

图6至图7描绘了示出根据本发明实施例的由COFD系统保护的社区的各方面的地图；

图8、图9A和图9B描绘了根据本发明实施例的由COFD系统保护的社区的地图，该地图指示了当存在火灾风险时COFD系统运行的各方面；

图10至图14示出了根据本发明实施例的如何配置用于水枪运行的占空比以调度水枪运行；

图15至图22是根据本发明实施例的COFD应用的计算机模块的示意性框图；以及

图23是根据本发明实施例的具有COFD系统的用户接口的屏幕的示例。

具体实施方式

本发明的实施例提供了一种用于社区室外防火(Community Outdoor FireDefense,COFD)的系统和方法。本文所述的社区通常是多个住宅的住宅区域或商业区域。应当理解，本文描述的过程和系统也可应用于任何建筑群或住宅群或其他有价值结构群，它们通常靠近自然植被区域，例如森林，该区域具有大量易燃材料，即，潜在火灾的“燃料”。

在一个典型的COFD配置中，多个建筑受到防火灌溉系统的保护，该系统利用水枪来浇灌周围环境。在下文中，术语水枪指的是本领域中已知的能够以高流速将水喷洒到相当远距离的任何设备。适用于住宅和商业建筑以及周围地区保护的水枪可能包括常用于农业的室外灌溉系统。可以使用的商业水枪是，例如，NaanDanJain灌溉有限公司制造的NaanDanJain 280PC大功率农业喷洒器。这种水枪通常可以以大约25立方米/小时(110加仑/分钟)的水额定流量将水喷射到20米或更远的距离。通常，水的最小流量为10立方米/小时(m³/hr)。COFD系统中使用的水枪通常至少旋转180度，更常见的是旋转360度。

图1是根据本发明实施例的COFD系统20的子系统的示意性框图。COFD系统保护由配水系统(WDS)442供应的社区400(在此也称为“本地系统”)。WDS的水被分配到一个或多个COFD集群100，每个COFD集群100包括多个COFD端点200。COFD本地系统400还包括一组火灾传感器和水压传感器300，表示为传感器310、320和344，下文将进一步描述。COFD系统的附加子系统可以包括COFD操作控制器500、一组用户接口600和公共数据源700。

COFD端点200通常是住宅或企业，通常位于周围具有一些公共或私人土地的地块上。COFD集群100是共享公共供水网络的此类端点的邻域，所述公共供水网络被表示为集群供水网络443。假定集群供水网络443能够在依赖于提供给给定COFD集群100的水的流速的压力水平下供应有限的水流。也就是说，假定水的可利用性相对恒定，以便能够在给定的COFD集群内进行配水规划。COFD本地系统400可以包括多个集群，只要每个集群的总供应限制不超过WDS的供应限制，就可以以配水规划为目的独立地处理这些集群。(当每个集群的单独使用将超过WDS限制时，在下面描述的水调度过程中，整个社区400可以被视为单个集群)。

每个端点200包括如上所述的水枪263，水枪263通常安装到建筑物或平台202的屋顶上。通常，水枪的位置被确定为包括建筑物及其周围区域的区域(例如，商业或住宅地块)的中心。当周围区域有树木时，可将水枪安装在杆上，以便浇灌树梢。如上所述，水枪通常被配置成旋转，使得喷射的水204覆盖整个圆形区域或部分圆形区域。

水枪263通过专用管道261连接到集群供水网络443，所述专用管道261的直径通常大于通常的住宅供水的管道的直径(即，2-3英寸而不是1-0.75英寸)。此外，所述专用管道通常没有流量计，这将降低水压。

水枪263的运行可由两个阀门控制。一个阀门是手动阀264，该手动阀264在正常情况下关闭，以降低因意外故障而浪费水的风险。当有火灾警报时，手动阀被手动打开。手动阀通常位于围绕端点的物业的边缘，靠近与集群供水网络443的连接，以便使授权人员能够在住户已经离开时操作手动阀264。

第二阀门是电控的水枪阀262(该水枪阀通常是电动或液压操作的)。如下文所述，水枪阀由COFD应用程序控制，COFD应用程序管理到连接至集群网络443的所有端点的水的分配。COFD应用程序可以由集中式控制器执行，例如，操作控制器500，或者由分布式控制器执行。如下文进一步描述的，也可以实现集中式控制器与分布式功能的混合组合。操作控制器可以位于远离COFD本地系统400的数据中心，并且可以被作为云计算系统运行。

在图1所示的配置中，端点控制器201将水枪阀262连接到COFD本地系统控制器110。COFD本地系统控制器110可以依次被连接到COFD操作控制器500，CDFD操作控制器500可以位于远程位置。如果端点控制器201和操作控制器500之间的直接通信不可靠，如，火灾期间的情况，那么端点控制器201可以借助于COFD控制器110连接到操作控制器500。可替代地，端点控制器201可以直接连接到操作控制器500。控制器之间的通信可以例如通过蜂窝、射频(RF)或电缆连接来实现，并且可以包括通过互联网协议的进行的操作。在一些实施例中，各种传感器和控制元件(例如，阀门)可以通过LoRaWAN协议与COFD应用程序通信，并且端点控制器201可以充当LoRaWAN网关的角色。在进一步的实施例中，端点控制器201可以以本地系统控制器实现分布式COFD应用程序的功能。附加地或可替代地，本地系统控制器110可以实现分布式COFD应用程序的一些功能或全部功能。这些实施方式和附加的实施方式将在下面进一步进行描述。

COFD应用程序处理用于指示多个端点面临的相对火灾风险并且指示水资源可用性的实时数据，以便在端点之间有效地分配水。如下文进一步描述的，可以通过本领域已知的火灾预测模型来确定风险。火灾预测数据中的一些数据由一组本地传感器300提供，所述本地传感器300可包括本地火灾传感器、气象传感器和水压传感器，在图中被表示为相应的传感器310、320、344和345，并在下文中进一步描述所述这些传感器。

这些传感器，如端点控制器201，可以通过有线方式或无线方式与COFD应用程序通信，要么直接通信，要么通过本地系统控制器110通信，或者，直接与操作控制器500通信(在COFD应用程序的集中式实现方式中)。

操作控制器500可以从公共数据源700中的一个或多个接收附加实时数据，所述公共数据源700可以包括，例如，区域气象源、干旱状态源、火灾警报数据广播、火灾位置坐标、火灾位置地图、空中和空间摄影以及火灾进展估计。可靠的火灾数据源的示例是美国消防管理局(U.S.Fire Administration，FEMA)。

COFD用户接口600可以包括到系统操作员、端点所有者(例如，房主)、本地政府当局、消防员、无人机操作员、消防轰炸机操作员和警察的接口。这些接口通常是web浏览器和/或移动应用程序接口，它们向在COFD操作控制器500上实现的相应web服务器和/或应用程序服务器引擎发送数据和从其接收数据。授权用户，例如系统操作员，可以访问用户接口的屏幕，该屏幕允许输入指令以控制COFD应用程序的各个方面。其他用户可以接收监控信息，该监控信息可以包括战术态势显示(tactical situation display，TSD)，该TSD可以包括示出与火灾有关的受COFD系统保护的社区的地图。关于这些接口的更多细节将在下文提供。

图2是COFD系统的端点200的示意图，示出了可以是端点系统的一部分的附加元件。

端点可以包括一组实时端点传感器210。这些端点传感器中的一些或全部可以部署在一个集成的微型气象单元中。这些端点传感器可以包括端点视觉传感器211(例如，电荷耦合器件(Charge-coupled Device，CCD)传感器/红外线(Infrared Radiation，IR)传感器)，用于视觉检测火灾(其提供火灾检测、位置和当前火灾强度的指示)。附加传感器可包括端点气象传感器215，例如，用于测量风、湿度和温度。也可以使用烟雾传感器和/或气味传感器(检测火灾气体产物)216。如下文进一步描述的，来自端点传感器的数据可以由与整个本地系统而不是与单个端点相关联的远程传感器来补充。

集群水压传感器345测量集群供水网络443的压力，以确定集群供水网络能够提供足够的水流来运行系统的水枪的程度。压力传感器282(位于水枪阀262之后)提供关于给定端点的水枪和水枪阀是否正常运行的指示。压力传感器282提供可以通过上述任何通信装置传输到COFD应用程序的测量值。水过滤器265通常也沿着水管261设置。

可以向水中添加灭火添加剂和/或阻燃添加剂。可用的添加剂能够更长时间地防止着火，并可以增加灌溉间隔的时间，减少所需的水量。附加子系统270被示出。该子系统通常需要单向阀274以降低添加剂进入供水网络管道443的风险。该子系统还包括添加剂混合器273，其与添加剂阀272一起添加正确百分比的消防添加剂(通常为2-3％)，以改变添加剂流量。所述添加剂阀还可以由COFD应用程序控制，该应用程序可以通过上述任何通信装置将控制信号传送到阀。添加剂容器271可以具有大约3加仑的最小体积。

图3至图5是根据本发明实施例的COFD系统中的附加传感器配置的示意图。图3示出了系统中的两种不同类型的传感器(例如，CCD传感器/IR传感器)，端点传感器，例如，如上所述的视觉传感器211，以及远程传感器塔310。端点视觉传感器211通常安装在端点区域的建筑物202上，并且具有视野范围211A，该视野范围可能由于附近的树木471或由于倾斜的地形等原因而在一定距离处被阻止感测。相比之下，远程传感器安装在更高的高度，以便在更远的距离(例如，在几公里的距离)处感测火灾指标。高塔或杆311可以用作这种远程传感器(例如，可以是蜂窝电话天线)的基座。这些远程传感器可以包括具有视场(field ofview，FOV)范围312A的视觉传感器312(例如，CCD/IR传感器)。其他传感器可包括气象传感器314和烟雾或气味传感器316。这些传感器与系统的其他传感器一样，通过诸如传感器控制器318的无线装置或有线装置连接到系统控制器(诸如控制器201或110，或操作控制器500)。COFD本地系统可以采用三个这样的远程传感器塔310，使得可以对来自各个远程传感器的数据进行三角测量以计算检测到的火灾的位置。

图4和图5是配备有一个或多个上述传感器的无人机(unmanned aerial vehicle，UAV)320的示意图，以便在更远的距离处感测火灾指标。如图4所示，UAV 320被示为在高观察点322处飞行，以实现远距离视场(FOV)322A。FOV 322A比端点或塔架传感器的FOV大得多，特别是当UAV 320还可以被编程或手动控制以更接近火灾位置时。当COFD应用程序发出火灾警报时，UAV可以自动地从基站323上升到高度322。

图5示出了丘陵地形区域中的COFD系统，使得远程传感器塔310A的传感器无法感测到越过附近的山丘到更远距离火灾的位置492。用于远程检测的解决方案包括将第二远程传感器塔310B放置在相邻山丘的顶部，或者使用UAV320，UAV 320可以被操作以从其基座上升到高观测点322，或者飞行到更近的位置，该位置表示为远观测点323。

图6至图7描绘了示出由COFD系统保护的示例性社区400的各方面的地图。该社区位于森林等火灾危险区域471附近。房屋或建筑物(或其他类型的水枪平台)被表示为建筑物202。如上所述，社区接收来自WDS 442的水，例如，WDS可以接收来自区域蓄水库441或其他大型储水箱的水。WDS供水被分配到表示为100A、100B、100C和100D的单独的集群100，每个集群100具有各自的集群供水网络，所述集群供水网络分别被表示为443A、443B、443C和443D。集群供水网络管道通常比WDS的主供水管道窄。集群供水网络压力传感器分别被表示为345A、345B、345C和345D。WDS的压力传感器表示为传感器344。

图7以圆圈示出每个端点200的水204的覆盖范围。如上所述，每个水枪的覆盖范围通常是360度。这样的覆盖范围减少了由火花(即空气中的余烬)点燃火灾的机会，这些火花可以从火灾中随风传播，并且可能落在面临火灾的建筑物后面。

在典型的配置中，不是所有的水枪都同时运行的。例如，本地供水网络的分配管道的直径可以为4英寸，在最大流量为75m³/hr(330GPM)时，可以承受大约50psi的压力。集群200A包括20个水枪，每个水枪需要15m³/hr(66GPM)的流量，以便根据所需的运行参数(例如，达到所期望的水覆盖半径)来运行。此覆盖范围可能需要50psi才能有效。如果所有的枪同时工作，所需的流量将约为1320GPM，远远超过供应集群的管道所能提供的流量。换句话说，如果所有端点都被激活，压力将下降到阻止所有端点正常运行的水平。为了发挥作用，水枪必须接受足够的压力。这只有在基于供水网络所能提供的最大流量(同时保持必要的水压)限制并发(concurrent)运行的水枪数量的情况下才有可能实现。例如，如果供水网络能维持75m³/hr的最大流量，并且18支水枪中每个需要15m³/hr的流量，那么该供水网络只能并发运行5支水枪。在本发明的实施例中，通过为水枪确定适当的运行占空比和通过将水枪运行的周期分配到时隙来分配水流量，使得在任何给定的时隙中，不超过最大数量的水枪在运行。

应该注意的是，本地系统的水流量可能受到其他事件和参数的影响，其他事件或参数例如为：(a)附近集群对水的利用；(b)消防员用水；以及(c)家庭用水(例如，如果居民在被疏散时忘记了还正在用水)。因此，必须对供水网络的水压进行实时测量，以确定能有效运行的最大并发水枪数量。本发明的各方面提供了一种方法，该方法用于确定可同时运行的枪的数量并且用于以间歇方式将水分配给所有水枪。该分配是基于确定水枪的运行占空比(duty cycle)，并根据时隙(time slot)调度所述占空比进行的。

图8、图9A以及图9B描绘了社区400的地图，其指示了当火灾71在附近的火灾危险区域471(即，邻近的森林)中爆发时，COFD系统运行的各个方面。图8示出火灾71相对较小，并且距离社区足够远，因此就(如由下文进一步描述的火灾预测模型计算的)风险参数而言，对社区的预期风险仍然较低。其中一个风险参数是余烬着火的预测范围，其表示为着火范围72。第二个风险参数是预期的“影响时间”(time to impact，TTI)，通常指在最坏的情况下火灾到达社区的时间。

在这种情况下，可以将COFD应用程序设置为包括用于早期运行的阈值，例如，仅当TTI小于3小时时才启动水枪的运行。如果TTI和火灾危险的其他参数使得没有必要启动运行，COFD应用程序可以设置“初始”运行模式。在初始模式下，可以启动各种准备步骤，例如，可以发出警报以打开手动阀，可以运行UAV，以及可以更频繁地收集传感器数据，以确保所有子系统都在运行。

此外，在“初始”模式中，所有端点可以以循环方案(round-robin scheme)被激活，从而所有端点均具有相同的占空比(即，它们都具有相同的激活和非激活运行的比率)。由于集群供水网络的容量有限，因此，在任何给定集群中，并发运行的水枪数量不超过给定的最大数量。所述早期运行灌溉了需要防御的区域，提高了树木、花园和建筑对着火的抵抗能力。由于该区域被水充分浸湿以提供耐火性，因此，所述“初始”模式可以被修改。如果火灾仍然存在但不是紧急的威胁，则COFD应用程序可以将水流量减少到“维护模式(maintenance mode)”。到维护模式的这种改变可以在预定数量的激活时隙之后进行，例如，8个时隙(数量可由COFD应用程序根据气象参数改变)。在发生紧急危险之前逐步用水，对于(a)防止大量水被浪费，以及(b)提高抵御能力的同时，保留大部分水资源以防危险增加时需要这些水资源，这是很重要的。随着火灾的临近和风险级别的增加，COFD应用程序可能会逐渐增加水枪的占空比，以提高抵御水平。

图9A和图9B示出火灾成为对社区的直接威胁的场景，使得有必要实施“冲击(impact)”运行模式。在这一点上，各端点的风险可以被区分。响应于各个风险，COFD应用程序设置了不同的端点优先级级别。这意味着可以为不同端点的运行分配不同的占空比，其中，为面临更高风险的端点分配更高的占空比。在图9A中，火灾(表示为71A)位于社区集群200A的边缘，并且着火风险区域(表示为72A)覆盖集群200A的大部分和集群200C的一部分。因此，这些区域内的端点具有更高的优先级级别。在示例性实施例中，四个端点优先级级别按照优先级递增的顺序(例如，与风险级别对应的低优先级级别、中优先级级别、高优先级级别和关键优先级级别)被表示为圆圈91、圆圈92、圆圈93和圆圈94。在图9B中，社区边缘处的火灾(表示为71B)已经扩大，并且着火风险区域(表示为72B)不仅覆盖集群200A的大部分，而且覆盖集群200C的大部分。因此，现在，更多的端点具有更高的优先级。注意，火花已经点燃了表示为着火风险的区域的其他区域。应当理解的是，优先级级别可以划分为更多的级别。此外，每个优先级级别通常反映给定的风险级别范围。风险级别反映着火风险，该着火风险通常由COFD应用程序的火灾预测模型(基于应用程序接收的3D地图、燃料状态和实时传感器数据，所述实时传感器数据包括火灾位置、风向、温度、湿度和当前火灾强度)计算。优先级级别可以是相对的，即，反映不同端点的相对风险，使得即使当对社区的风险增加时，端点的优先级也可以不改变。优先级别通常与灌溉占空比相关，随着社区风险的增加，灌溉占空比也可以增加。

图10至图14指示了如何确定水枪的占空比，以及如何将占空比分配给运行的时隙。在图10A中，圆圈902表示一小时，该一小时被划分为2分钟时隙910(时隙的每次运行的开始被指示为912)。所述时隙的时间段可以被配置为与水枪的旋转周期相对应。当在水枪之间切换时，在一个水枪的有效运行结束和下一个水枪的有效运行开始之间有一个时间间隔(即，它们不能以所需的流量并发运行)，当旋转周期稍微快时，通常会配置两分钟的时隙。图10B示出时隙3和时隙4之间的转换，其示出了时隙3的有效运行在时间913结束，时隙4的有效运行在时间916开始，并且在时间段914期间有效运行出现短暂的暂停。

一小时的开始表示为“HR+00”，其中“00”表示一小时后的0分钟。

图11示出了示出水枪运行的时隙调度的表。每个水枪的运行由表的列921表示，时隙由行922表示。所示的调度是COFD应用程序为上述图8所示的早期预警运行模式(“初始模式”)生成的典型调度。所有端点具有相同的优先级，因此以相同的占空比运行，该占空比被设置为1/4(意味着每四个时隙一次)。需要注意的是，对于所示的20个端点，在任何一个时隙周期内，只有5个端点是并发运行的。5个并发运行水枪的限制由集群供水网络供应限制确定。如果限制允许更多的水枪并发运行，那么，COFD应用程序可以并发运行尽可能多的水枪(即，如下所述，在任何给定的时隙中最可能多的水枪)。大量并发运行的水枪可以提高性能，减少实现抗燃性所需的时间。

图12示出了时隙调度的表，相对于图11中示出的调度，该时隙调度示出了水枪运行的占空比减少。在早期灌溉的冲击模式成功地充分灌溉指定区域后，这种减少可适用于“维护模式”。需要注意的是每个水枪的占空比是1/8。

图13示出了时隙调度的表，该时隙调度是由COFD应用程序为上述图9A所描述的冲击运行模式生成的。当火灾接近社区时，针对不同的端点计算不同的优先级，并将这些优先级转换为占空比变化。对于三个运行优先级级别92、93和94(中、高和关键)，计算三个相应的占空比，这些占空比分别为1/8、1/3和2/3。没有水分配给低优先级端点或可能在关闭(off)位置发生故障的端点。需要注意的是，有16个端点分配1/8时隙的占空比；有5个端点分配1/3时隙的占空比；并且有2个端点分配2/3时隙的占空比。这些占空比级别由COFD应用程序计算，以确保水流量不超过5个并发运行水枪的限制(本例的限制计算为:16*1/8+5*1/3+2*2/3＝5)。通常，COFD应用程序在给定当前优先级和风险级别的情况下为端点确定适当的相对占空比取值，然后“标准化(normalize)”所述相对占空比，以确保不超过并发运行的限制。例如，如果示例中给定风险级别的较佳相对占空比已高出了50％，例如分别为3/16、1/2和1，这些级别将导致平均7.5个水枪的并发运行(计算:16*3/16+5*1/2+2*1＝7.5)。因此，通过将占空比除以“k因子(factor)”来降低每个占空比级别，其中k因子是期望占空比的总和除以所述限制。在本例中，这将是7.5/5(即除以1.5)。换句话说，当k因子大于1时，需要校正占空比(即，标准化)以允许在有限的供水网络供应的约束内运行。需要注意的是，上面的计算假设所有水枪的必要流量是相同的(如果各水枪配置为需要不同的水流量级别，则可以应用相同的计算，但占空比校正必须包括每个水枪的水流量因子)。

图14示出了指示调度启发式(scheduling heuristic)的表，该调度启发式可由COFD应用程序应用以将校正的占空比分配给时隙。调度过程通常在冲击运行模式期间频繁执行，因为社区面临移动的火灾，这可能需要改变端点优先级。调度启发式通过按照由端点的优先级确定的顺序，从最高优先级到最低优先级，一次一个地确定各个端点的调度来进行。图14的表具有与图11至图13中所示的调度相同的布局，其中，行表示时隙，列表示各个端点的激活调度。列指示的端点根据其优先级级别分组显示。在所示的示例中，三个端点显示为具有最高优先级(“关键”优先级)，占空比为4/5；五个端点显示为具有较低的优先级，占空比为1/4；以及十个端点显示为具有第三优先级，其占空比为1/10。优先级较低且不需要激活的端点以及有故障的端点不包括在调度中。所有占空比的总和显示为4.65，这意味着在适当的调度下，任何时隙都不需要有超过5个并发的激活端点。

所示的调度示例可以是针对上面由图9B描述的场景执行的调度，在该场景中，若干个端点面临高度的、紧急的火灾威胁。然而，所描述的启发式适用于任何冲击运行模式的任何调度，其也可以设置更多或更少的优先级级别。对表示多个优先级级别的最小公分母(least common denominator，LCD)的时隙的块执行调度。在所示的示例中，占空比为4/5、1/4和1/10，其中，LCD为20。一旦对20个时隙的块完成调度，可对所有后续一系列20个时隙重复该调度，直到该调度被改变。

通过在初始时间子块中穿插激活时隙和非激活时隙，调度从第一端点(表示为端点7)开始，其中，子块中激活与非激活的比例根据占空比来设置，并且其中，子块大小通过占空比的分母来设置。对于所述给出的示例，占空比为4/5，分母为5，因此子块大小为5。如图所示，端点7的第一个子块被调度为4个激活状态(用“1”表示)和随后的一个非激活状态。如果占空比有一个以上的非激活状态，则该块将以穿插的激活状态和非激活状态(“开启”和“关闭”)进行调度。穿插可确保面临高风险的端点在其占空比所需的最短时间内处于非激活状态。

在为第一端点调度第一个子块之后，将具有最高优先级的剩余端点的子块一次调度一个时隙。执行这些子块的调度，使得对于每个时隙，没有比给定优先级的占空比更多的非激活时隙。也就是说，例如，如果具有给定优先级的5个端点，且占空比为4/5，则每个时隙在5个端点上将只有一个非激活时隙。将每个占空比的非激活时隙分散在不同的时隙中还可以保证没有一个时隙具有超过集群供水系统限制(在所示的示例中，限制最多为5个端点)所允许的激活端点。

在为第一个子块设置了所有端点时隙之后，这个子块被复制到块的其余部分(在该情况下，20个时隙的块)。

接下来，调度从具有下一个优先级的端点的第一个子块继续进行。在所示的示例中，该子块有4个时隙，反映了占空比为1/4的LCD。如图所示，对于前4个时隙中的每一个，具有该优先级的端点的激活状态一次接通一个，然后将第五个端点(端点12)设置为也在第一个时隙中接通。对于时隙的每一个激活分配，检查该分配是否超过集群限制。如果是，则给定端点分配被移动到具有用于附加激活状态的开口的子块的第一个时隙，如下文进一步描述的。

一旦这个子块被调度，它也会被复制到块的其余部分。然而，与最高优先级子块的初始复制相反，不同子块之间的偏移可能导致复制的子块的激活状态超过集群限制的情况。这种情况的解决方案包括将这些激活状态移动到不同的时隙。在所示的示例中，第三优先级组中的两个分配需要这样的移动。在第一个子块的调度中示出了一个分配切换，其中端点18的列中的X标记了根据切换每个端点的激活状态的直接过程进行分配的位置。该激活状态从时隙9移动到时隙2，时隙2是具有用于额外激活状态的开口的子块的第一个时隙。表的最后一列显示了每个时隙的激活状态总数。在为端点18进行切换之后，时隙2和9都具有5个激活状态。当第一个子块被复制时，同样由于每个优先级组的每个子块中的时隙数量不同，端点4的调度出现了额外的冲突。同样，时隙13中的激活状态的调度将超过集群限制。激活状态被移动到具有开口的子块中的第一个时隙，在该情况中是时隙11。如上所述，一旦调度了整个LCD块的所有时隙，则可以无限期地重复LCD块，而不必担心超过集群限制，直到条件(或端点故障)需要改变优先级。上面描述的启发式确保即使端点不具有对称占空比，这意味着开启状态之间的间隙并不总是相等，间隙也永远不会大于两个块的长度。当根据对称占空比的分配导致给定时隙中有太多的激活状态时，也可以采用在替代时隙中分散激活状态的替代方法。

需要注意的是，尽管整个社区面临即将到来的风险，但某些端点仍可能被分配为低优先级，并且占空比为零。应该注意的是，端点可能在激活状态下出现故障，这意味着它们实际上具有100％的占空比。这些故障降低了集群供水网络的水压，导致COFD应用程序减少了可调度的端点数量。

图15至图22是根据本发明实施例的COFD应用程序的计算机模块的示意性框图。

图15是示出由COFD应用程序实现的一般过程510的流程图。在集中式的运行模型中，过程510的所有步骤由上面关于图1描述的COFD操作控制器执行。在分布式的运行模型中，一个或多个步骤可以由与本地系统控制器110和/或端点控制器201相关联的处理器来执行。下面进一步描述分布式模型的示例。与任何报警系统一样，过程510通常被初始化为在没有迫在眉睫的威胁时运行，并且连续运行以检查是否出现了需要响应的火灾威胁。下面描述的过程的步骤是迭代执行且连续执行的步骤。

在该过程的步骤520中，COFD应用程序接收来自图1至图2所示的传感器和输入源的输入数据。这些数据可能包括：公共数据馈送；区域三维(three-dimensional，3D)地图；燃料数据；端点位置；操作员指令；以及端点和远程传感器数据(气象、视觉、水压等)。下面描述该数据在过程510的多个后续步骤中的使用。

在步骤530中，将火灾进展预测模型应用于输入的火灾和气象数据，以确定当前火灾的影响时间(TTI)。此外，还可以确定社区火灾的危险级别。在给定TTI和火灾距离的应用阈值的情况下，如果TTI和火灾距离需要进行这样的计算，则危险级别可以是在社区级别和/或每个端点的分辨率。下面描述的图16提供了步骤530输入/输出(I/O)的框图。

在步骤540中，基于在步骤530生成的输出以及应用程序设置的运行阈值，COFD应用程序确定适当的运行模式。如上所述，主要的运行模式是初始模式、维护模式和冲击模式。除了设置运行模式之外，在步骤540中，COFD应用程序还设置多个端点的优先级以及端点的相应的相对水流量占空比。下面参照图17至图20进一步描述步骤540的操作细节。

与步骤520至步骤540并行，在步骤260和步骤280处应用程序分别接收关于集群水压限制的数据，并响应地计算可以激活的端点数目的限制。特别地，在步骤260中，可以从存储值(例如，从数据库)接收诸如WDS特征的数据。还接收来自多个WDS、集群和端点压力传感器的数据。在步骤260至步骤280还提供端点流量要求。

在步骤280中，根据每个端点的流量要求(当水枪安装时输入到系统中)，以及根据由上面图1和图2描述的系统的传感器确定的测量的网络压力，COFD应用程序确定当前可运行的并发水枪数量的限制。COFD应用程序还根据异常的压力读数确定端点是否发生故障。

在步骤550中，然后为每个端点计算校正的占空比，并且将占空比分配给时隙。步骤550的操作细节参照上述图14的描述，并且参照下方图22的进一步描述。

在步骤560中，COFD应用程序根据时隙分配运行水枪阀。调度通常保持有效，直到因环境变化而改变，如端点风险变化(因此优先级会变化)、社区风险变化(因此运行模式会变化)或供水网络压力变化(因此并发流量限制会变化)。如图所示，在水枪继续运行的同时，获取数据和确定适当运行调度的过程仍在继续。

如图所示，获取压力传感器读数和确定火灾风险的并行步骤是迭代步骤。压力传感器读数继续由COFD应用程序获取(步骤260)，以确认水枪能运行并且没有运行故障。压力传感器读数确认已激活的水枪以及已去激活的水枪的运行情况。可将关于运行状态的数据连同如果识别出故障的警报一起发出给终端用户(步骤590)。同样在步骤570中，如由预先确定的调度所确定的，可以将阻燃添加剂和/或灭火添加剂添加到水中，这也可以依赖于风险。

在一些实施例中，通过用户接口600输入的操作员指令(在步骤520接收)可以修改过程510的操作的各方面。例如，操作者可以被授权改变端点优先级，或者可以直接关闭或打开水枪而不考虑其优先级或占空比。

如上所述，可以以分布式处理方式执行过程500的一些步骤或全部步骤。例如，步骤530至步骤560可以由与各个端点相关联的处理器，例如上面关于图1描述的端点控制器201，来执行。每个端点处理器可以执行所有端点的全局调度所需的计算，然后应用为其自己的水枪确定的调度来打开和关闭自己的水枪。为了确保时隙分配的正确同步，还可以执行端点之间的交叉检查。交叉检查可以通过在端点控制器之间共享数据，特别是分配调度来完成。如果调度是不同的，则可以例如通过冗余验证对它们进行“协调”，从而比较多个端点计算，然后确定存在多数(或多个)的计算是正确的并且由所有端点实现。交叉检查可以在控制过程的每个步骤(包括步骤520、步骤530、步骤540和步骤550)之后进行。这确保了态势感知、火灾预测、运行模式和优先级排序和灌溉规划的高度冗余。在这样的配置中，端点处理器仍然可以从中央操作控制器500接收数据(例如，公共数据)。

图16示出了上述过程510的步骤530的操作细节。步骤530中的三个模块，即模块530A、530B和530C，分别确定步骤530中可以生成的四个输出：火灾危险、TTI、火灾位置和火灾大小。如图中所示，模块530A的输入包括来自公共数据源700的数据，例如，燃料的可燃性(即，火灾危险区域的植被的干燥度)，以及闪电情况(lightening condition)。附加输入可以包括来自上述关于图1至图2描述的集群和端点传感器300和210的气象数据。模块530A将上述火灾预测模型应用于输入数据，计算社区的火灾危险，然后将其提供给步骤540，并且还将其与数据一起提供给用户接口600。

模块530B的输入包括来自公共数据源700的数据，例如，燃料的可燃性。附加输入可以包括来自上述关于图1至图2描述的集群和端点传感器300和210的气象数据。模块530B将上述火灾预测模型应用于输入数据，以计算社区的火灾危险，然后将其提供给步骤540。

模块530C提供火灾位置和大小输出至模块530A和530B，模块530C根据公共数据源700提供的指标以及来自集群和端点视觉传感器300和210提供的指标来计算所述位置和所述大小。如上所述，COFD应用程序还可以对多个摄像机数据进行三角测量，以便更准确地估计火灾位置和大小。

图17示出了上述过程510的步骤540处的操作的细节。步骤540的输入包括步骤530输出的数据，该输出的数据包括计算出的火灾危险级别、火灾位置和大小以及影响时间。步骤540将该输入应用于算法用于计算运行模式和端点的优先级，将运行模式和端点的优先级输入到步骤550。步骤540的附加输入包括预设参数，所述预设参数包括火灾危险阈值、位置阈值和时间阈值，其通常由系统操作员通过用户接口600设置。这些参数用于确定模式和优先级级别。端点位置数据还用于设置每个端点的优先级级别。

图18至图20是过程500的步骤540的内部逻辑的流程图。如上所述，过程500通常在火灾临近之前开始运行。

图18示出了步骤540的操作步骤，其在火灾风险仍然相对较低的情况下执行，例如，当由于火灾仍然是遥远的所以集群传感器还没有感测到火灾的指示时执行。在此阶段，最相关的数据可由公共数据源700提供给COFD应用程序。该数据可包括气象数据和关于可能构成威胁的火灾程度的信息。如上所述，还可以接收来自集群和端点传感器300和210的数据。在步骤931中，应用程序应用该初始数据来调整TTI阈值、火灾距离阈值和火灾大小阈值。这些阈值由COFD应用程序维护，用于设置每个运行模式以及每个端点的优先级级别(在下文中，TTI阈值、距离阈值和大小阈值的前缀分别被给定为KTi、KDi、KSi，其中，i表示每个模式和每个端点的具体类型的阈值)。当评估的远程风险需要更高的灵敏度时，步骤931可以调整阈值以改变响应的灵敏度。

接下来，在步骤932中，将当前TTI(从步骤530输入)与初始时间阈值KT1(即，如上所述的用于确定COFD系统是否应该进入初始模式的阈值)进行比较。如果TTI小于KT1，则启动初始模式(步骤936)。如果TTI不小于KT1，则将火灾距离与初始距离阈值KD1进行比较(步骤934)并且与初始火灾大小阈值KS1(步骤935)进行比较。如果满足这些阈值(该距离小于KD1且大小大于KS1)，则启动初始模式。如果不满足，则远程数据没有指示威胁。然而，在步骤937和938还检查端点传感器数据。如果单个端点的传感器检测到火灾(公共数据源或集群/社区传感器没有注意到该火灾)，则如果到给定端点的火灾距离小于距离阈值KD2(用于隔离火灾的距离阈值，在步骤937进行比较)，并且火灾大小大于阈值KD2(用于隔离火灾的大小阈值，在步骤938进行比较)，则COFD应用程序可以启动“隔离(isolated)”运行模式，仅激活给定端点的水枪(在步骤939)。

图19是COFD应用程序为实现过程510的步骤540以启动冲击运行模式而执行的步骤的流程图。

在步骤942中，从步骤530接收关于社区的火灾的影响时间(TTI)的估计，并将其与时间阈值KT2进行比较。如果TTI小于该阈值，则COFD应用程序启动冲击运行模式(在步骤943)。类似地，如果火灾距离和大小需要采取行动，距离小于距离阈值KD3(步骤945)，而大小大于大小阈值KS3(步骤946)，则启动冲击运行模式。如上所述，COFD应用程序通常在给定时间段之后从初始模式转换到维护模式，如果气象条件(例如，干旱程度)需要更长时间的预防性浇水以提高抗燃性，则应用可以修改该时间段。

图20是COFD应用程序为实现过程510的步骤540以确定用于在上述冲击模式期间运行的端点优先级级别而执行的步骤的流程图。图20描绘了可由控制具有多个集群的社区的操作控制器500实现的算法。在这样的配置中，步骤540可包括确定所有集群中的所有端点的优先级。这个过程由逻辑循环表示，该循环顺序扫描每个集群的每个端点的传感器数据(当过程510由端点或集群处理器以分布式模式实现时，每个处理器通常仅为其自己的集群中的一组端点确定优先级)。

在步骤960中，将步骤540的端点优先级处理被设置为扫描关于第一集群(j)的第一端点(i)的数据。该处理随后递增至第一集群的每个端点，直到第一集群的所有端点都已被扫描，并且以类似的方式继续进行以扫描系统的所有集群的所有端点。

对于系统的每个端点，端点优先级处理针对相应的TTI阈值(KT)和火灾距离阈值(KD)测试TTI(在步骤530确定)和火灾距离(在步骤520确定)，对多个优先级级别中的每一个执行该测试。图20示出了四个优先级级别的配置，但是实施例可以类似地配置更多或更少的优先级级别。在步骤950和951中，将TTI和距离与分别表示为KT5和KD5的最高优先级阈值(即，优先级1)进行比较。如果满足任一阈值准则，则将端点优先级设置为1(在步骤961)。如果两个阈值准则都不满足，则在相应的步骤952和953中测试下一个较低的优先级，并且如果满足这些准则的任一个，则将优先级设置为2(在步骤962)。如果两个准则都不满足，则在相应的步骤954和955测试下一个较低的优先级，并且如果满足这些准则中的任一个，则将优先级设置为3(在步骤963)。如果不满足这些准则，则设置最低优先级(在步骤964)。

在为一个端点设置优先级之后，该处理继续循环通过所有集群的所有端点，在步骤965增加集群/端点，在步骤966检查是否已经测试了最后一个端点，如果是，在步骤967再次开始该处理，使得测试优先级的处理是动态和连续操作的处理，就像一般COFD应用程序的所有步骤510一样。

图21A示出了在步骤280接收的输入，用于确定端点限制，即，给定集群水压可并发运行的端点水枪的最大数量。如上所述，步骤280的处理接收来自压力传感器282、344和345的水压读数。步骤280的处理还接收(通常由系统操作员通过用户接口600)图(graph)或方程式，该图或方程式指示运行的水枪的数量与供水网络的水压之间的关系。图21B中示出了这样的图的示例。该图绘制了激活水枪数量增加时测量到的水压。在所示的示例中，运行水枪所需的最小水压为3巴(bar)，可运行的最大并发水枪数量为5个水枪。示出了压力与水枪用量之间的近似线性关系的方程式。通常，这样的图是通过在安装期间测试系统来创建的。该图的目的是指出由于激活附加水枪而引起的典型水压下降。如果由于某种原因，运行期间的水压低于给定数量的激活水枪的预期，则COFD应用程序(在步骤280)减少对激活水枪数量的限制(在任何给定时隙)，以确保维持最小水压。水压下降到图所指示的水平以下可意味着，例如，手动消防动作正在并行执行，这也需要水。该下降也可意味着端点的水枪阀没有被正确关闭并且在继续运行。在步骤280中，COFD应用程序还可测试水枪水压传感器282(在图2中描述)以检测实际压力和预期压力之间的差异，以便确定端点故障。端点故障应用于限制的计算。故障通常还会触发对系统操作员的通知。

图22A示出了在步骤550接收的输入，用于确定端点的流量调度，即，如上所述，将端点的水流量分配到时隙。步骤550(从步骤280)接收来自多个压力传感器344和345的供水压力读数，如上文关于图1至图2所述。(也可以合并步骤280中获取的压力数据)。在步骤550执行的处理还接收(来自步骤540的)运行模式的确定，以及端点优先级和根据端点优先级设置的“相对占空比”取值。如下文关于图22B进一步描述的，可以修改相对占空比以确保满足并发水枪运行的限制。

图22B是由COFD应用程序为实现过程510的步骤550而执行的步骤的流程图。步骤280提供对可并发运行的集群的端点的数量的限制。在给定当前火灾风险的情况下，步骤540提供期望的占空比。在步骤981中，计算期望的总流量。在步骤982中，然后通过将期望的总流量除以确定的总流量限制(这等效于将期望的并发水枪数量除以并发水枪的最大限制)来计算“K因子”。如果k因子小于1(如在步骤984确定的那样)，则意味着期望的总流量小于限制，那么可以根据期望的占空比来完成水枪的调度(步骤985)。如果k因子大于1，则对于每个端点，必须将所期望的占空比除以k因子，以产生可在时隙中调度的校正(“标准化”)占空比(步骤987)。在上述任意一种情况中，可以如上面关于图14所描述的那样来执行调度。

图23是用户接口600的屏幕的示例。如上所述，可以向不同用户提供用户接口。授权用户，例如，系统操作员，可以访问用户接口的屏幕，该用户接口的屏幕允许输入指令以控制COFD应用程序的各个方面，包括输入设置数据，例如上述参照图21B描述的压力限制图。其他用户可以接收监测信息，该信息可以包括战术态势显示(TSD)，其显示与火灾有关的受COFD系统保护的社区。该图利用地图620示出了这种TSD，包括上述描述的关于社区和火灾状态的符号。火灾状态可包括烟雾指标和新的火花点燃位置的指标。还可以指示观察员无人机的位置，以及消防设备，例如，消防车和消防轰炸机的位置和目标。通常，地图和符号以不同的颜色表示，以区分不同的符号。用户通常可以选择要查看的符号。

显示器还可示出附加状态信息，例如，社区的不同集群的火灾威胁级别的列表621和所识别的端点故障的列表622。端点故障也可以通过在地图上高亮显示624来指示。

一般而言，用户接口旨在提供火灾态势感知，使得所有消防单位能够共享相同的火灾状态参考。可以通过用户接口提供火灾状态指标，包括地图或航空照片上的火灾、烟雾和火花威胁足迹以及火灾进展。消防单位也可以使用该接口来协调行动以及他们的位置。

该接口还可允许授权用户手动更新火灾位置和火灾大小的数据。操作员也可有权限覆盖自动动作，例如，水枪调度和水枪激活。

除了指示水枪故障或阀门故障之外，用户接口还可以提供关于主要(primary)、辅助(secondary)(即，集群)，和端点传感器处的水压的数据(主要监测反映位于社区水塔或蓄水库的管道上的压力表)。当压力低于预设阈值时，COFD应用程序可以向适当用户的用户接口发出警报。

对于灭火添加剂系统，还可以提供用于操作员控制和故障通知的屏幕。可以测量添加剂系统的压力，如果低于预设水平，则可以生成警报。对于任何显示出故障的传感器(或电池电量低)，也可以发出警报。

COFD应用程序还可以跟踪总用水量，并且向用户接口提供关于当前用水量和总用水量的统计信息。

在用户接口上可用的消防资源管理的其他方面可包括用于UAV操作员的通路和控制的地图。COFD应用程序还可以应用消防的预测模型来为消防车的优化分配提供建议。其目标是在最佳位置增加消防力量，也最大限度地降低消防员面临的风险。

需要注意的是，用户接口还包括标准接口控制，如切换到其他显示、变焦、摄像头控制等，其他的控制功能可包括灌溉强度选项。

除非另有定义，否则在此使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。在冲突的情况中，以包括定义在内的本说明书为准。

如在此使用的，术语“包含”、“包括”、“具有”及其语法变体应被视为指定所述特征、整数、步骤或组件，但不排除添加一个或多个其它的特征、整数、步骤、组件或其组。除非上下文另有明确规定，否则如本文所用，不定冠词“一”和“一个”表示“至少一个”或“一个或多个”。

如本文所用，当数值前面有术语“大约”时，术语“大约”意在表示+/-10％。如本文所用，“A和/或B”形式的短语意味着从(A)、(B)或(A和B)组成的组中选择。如本文所用，“A、B和C中的至少一个”形式的短语是指从(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)或(A和B和C)组成的组中选择。

可以理解，为了清楚起见，在单独实施例的上下文中描述的本发明的某些特征也可以在单个实施例中组合地提供。相反，为了简洁起见，在单个实施例的上下文中描述的本发明的各种特征也可以单独地提供或以任何适当的子组合或在适用于本发明的任何其他描述的实施例中提供。在各种实施例的上下文中描述的某些特征不应被认为是那些实施例的基本特征，除非该实施例在没有这些元件的情况下是不可操作的。

在此描述的方法的实施例和/或设备的实施例可能涉及手动、自动或其组合执行或完成选定的任务。本文中描述的一些方法和/或设备通过使用包括硬件、软件、固件或其组合的组件来实现。在一些实施例中，一些组件是通用组件，例如通用计算机、数字处理器或示波器。在一些实施例中，一些组件是专用或定制组件，例如，电路、集成电路或软件。

例如，在一些实施例中，一个实施例中的一些被实现为由数据处理器执行的多个软件指令，例如，数据处理器是通用计算机或定制计算机的一部分。在一些实施例中，数据处理器或计算机包括用于存储指令和/或数据的易失性存储器和/或用于存储指令和/或数据的非易失性存储器，例如，磁性硬盘和/或可移动介质。在一些实施例中，所述实施方式包括网络连接。在一些实施例中，实施方式包括用户接口，用户接口通常包括输入设备(例如，允许输入命令和/或参数)和输出设备(例如，允许报告运行参数和结果参数)中的一个或多个。

应理解的是，上述过程的全部或部分可由以数字电子电路、或以计算机硬件、固件、软件或其组合实现的系统控制。计算系统可以具有一个或多个处理器和一个或多个网络接口模块。处理器可以被配置为多处理系统或分布式处理系统。网络接口模块可通过网络以控制数据包的发送和接收。安全模块控制对所有数据和模块的访问。系统和过程的全部或部分可以实现为计算机程序产品，其有形地体现在诸如机器可读存储设备的信息载体或传播信号中，用于由诸如可编程处理器、计算机的数据处理设备执行或控制其操作，或部署以在一个站点的多台计算机上执行或分布在多个站点上执行。内存存储器还可以包括多个分布式存储单元，该存储单元包括一种或多种类型的存储介质。

可以重新安排与系统和过程相关联的方法步骤和/或可以省略一个或多个此类步骤，以实现与本文所述的相同或类似的结果。应当理解的是，上面描述的实施例是作为示例引用的，并且本发明不限于上面已经具体示出和描述的内容。相反，本发明的范围包括本领域技术人员在阅读前述描述时会想到的且在现有技术中未公开的变化和修改。

Claims (17)

1.一种基于计算机的用于社区室外火灾防护的方法，包括：

A)接收当前火灾的指标，并响应地确定多个端点中的每个端点的当前火灾风险的级别，其中，每个端点包括水枪和相关联的电动水阀，其中，为每个水枪的运行指定预定的最小水压，其中，每个电动水阀连接到共享水源；

B)根据每个端点的当前火灾风险，确定用于运行每个端点的相对占空比；

C)接收所述共享水源的水压测量值，并且响应于所述水压测量值和为每个端点运行指定的所述预定的最小水压，确定能运行的并发端点的最大数量；

D)根据能运行的并发端点的所述最大数量和每个端点的所述相对占空比，将每个端点的运行分配到时隙；以及

E)根据多个端点中的每个端点的时隙分配响应地运行所述端点的所述电动水阀。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述共享水源是第一集群的集群水源，其中，所述第一集群是从共享的主配水系统接收水的多个集群中的一个集群，并且所述方法还包括：确定所述主配水系统水压的限制并响应地合并所述多个集群以将所述多个集群的每个端点的运行分配到时隙。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述将每个端点的运行分配到时隙还包括：根据运行的周期之间的最大时间限制来分配所述运行。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括：接收当前火灾的新指标，响应地确定新的相对占空比，并且响应地将每个端点的运行重新分配到运行的时隙。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括：接收新的水压测量值，响应地确定新的相对占空比，并且响应地将每个端点的运行重新分配到运行的时隙。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述接收当前火灾的指标包括：接收关于所述当前火灾相对于所述多个端点的地理坐标的位置的数据，并且其中，所述确定每个端点的当前火灾风险包括：根据距所述当前火灾的距离确定风险。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述接收当前火灾的指标包括：接收关于燃料、地形和一种或多种类型的气象数据的数据，所述气象数据包括：温度、湿度、风速和方向，并且其中，所述确定每个端点的当前火灾风险包括：通过将所述指标应用于火灾预测模型来确定风险。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法的步骤由远程处理器执行。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法的步骤由与每个端点相关联的专用处理器执行。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，每个端点还包括添加剂的源，并且其中，所述方法还包括：操作所述添加剂的源以将所述添加剂添加到端点的水流中。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括：向一个或多个监测设备提供所述多个端点的运行数据，所述监测设备包括智能手机、计算机平板、蜂窝电话、台式计算机或笔记本电脑中的至少一个。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，提供所述运行数据包括：提供耗水量的实时汇总测量值。

13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括：向一个或多个控制设备提供控制接口，以及从所述控制接口接收以改变所述多个端点中的一个或多个的当前火灾风险的指令。

14.根据权利要求1所述的方法，其中，所述相对占空比与所述当前火灾风险成正比。

15.根据权利要求1所述的方法，其中，所述端点的当前火灾风险是数值，所述数值的范围是从指示端点着火的最小风险的第一值到指示所述端点着火的高风险的范围的最高值。

16.根据权利要求1所述的方法，其中，时隙的周期大约是水枪的360度旋转的时间。

17.一种用于社区室外火灾防护的系统，包括：一个或多个处理器，具有相关联的非瞬态的存储器，其中，所述存储器包括指令，当所述指令由所述一个或多个处理器执行时，执行如下步骤，包括：

A)接收当前火灾的指标，并响应地确定多个端点中的每个端点的当前火灾风险的级别，其中，每个端点包括水枪和相关联的电动水阀，其中，为每个水枪的运行指定预定的最小水压，其中，每个电动水阀连接到共享水源；

B)根据每个端点的当前火灾风险，确定用于运行每个端点的相对占空比；

C)接收所述共享水源的水压测量值，并且响应于所述水压测量值和为每个端点运行指定的所述预定的最小水压，确定能运行的并发端点的最大数量；

D)根据能运行的并发端点的所述最大数量和每个端点的所述相对占空比，将每个端点的运行分配到时隙；以及

E)根据多个端点中的每一个端点的时隙分配响应地运行所述端点的所述电动水阀。