CN117963664A - 一种用于电梯的基于复合算法多重参数的火灾预测系统 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及火灾测控技术领域，公开了一种用于电梯的基于复合算法多重参数的火灾预测方法，包括以下步骤：S1、传感器数据采集：安装温度传感器、烟雾传感器、气体传感器在电梯周围环境中，实时采集环境数据；S2、数据预处理：对采集到的传感器数据进行预处理；S3、特征提取：从预处理后的传感器数据中提取温度的变化趋势。通过传感器检测模块中温度监测单元、烟雾监测单元、气体监测单元的配合，使得系统可以在第一时间检测到异常情况，并通过温度、烟雾、气体三方面进行多重分析，继而提升监测效果，并通过复合算法，可以及时分析火情，将火情信息通过报警单元、警报单元、排气设备单元、消防设备单元进行反馈。
Description
技术领域
本发明涉及火灾测控技术领域，具体为一种用于电梯的基于复合算法多重参数的火灾预测系统。
背景技术
电梯是一种垂直交通工具，通常用于在建筑物内部的不同楼层之间进行乘坐和运输。
传统的电梯内部仅设置有监控设备，缺少应急处置设备，导致在火灾等紧急情况下，无法做到有效警示及处置措施，因此，本领域发明人员提出一种用于电梯的基于复合算法多重参数的火灾预测系统，以解决上述问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于电梯的基于复合算法多重参数的火灾预测方法及系统，解决了传统电梯在火灾等紧急情况下，无法做到有效警示及处置措施的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种用于电梯的基于复合算法多重参数的火灾预测方法，包括以下步骤：
S1、传感器数据采集：安装温度传感器、烟雾传感器、气体传感器在电梯周围环境中，实时采集环境数据；
S2、数据预处理：对采集到的传感器数据进行预处理；
S3、特征提取：从预处理后的传感器数据中提取温度的变化趋势、烟雾浓度的变化、气体种类和浓度特征信息；
S4、火灾预测模型构建：利用复合算法，构建火灾预测模型；
S5、模型训练和优化：使用历史数据对构建的火灾预测模型进行训练，并通过交叉验证等方法对模型进行优化，以提高其预测性能；
S6、火灾预测与响应：利用构建好的模型对实时采集的传感器数据进行分析，实时预测电梯周围环境是否存在火灾风险，一旦预测到火灾风险，系统立即触发相应的应急措施。
优选的，所述S4中的复合算法公式如下：
z＝\sigma(w\cdotx+b)；
式中：x：输入向量，即通过传感器数据采集到的电梯内外的温度、烟雾浓度、气体浓度，w：权重向量，即各种传感器数据对于火灾监测的重要程度，不同的权重值可以反映不同传感器数据的影响力，b：偏置，即系统的“警戒阈值”，当输入信号加权求和超过了这个阈值，就会触发火灾报警，z：神经元的输出，\sigma：激活函数，它用来引入非线性特性。
优选的，所述火灾预测与响应具体包括以下步骤：
S6-1：当系统监测达到阈值时，系统将触发火灾警报装置，通过警报提示人员远离；
S6-2：系统触发排烟设备和消防喷头，一方面及时排出烟雾和有害气体，另一方面通过消防喷头及时灭火；
S6-3：系统触发报警装置，及时对接消防机构避免在无人知晓或排烟设备和消防喷头损坏的情况下，造成严重后果。
优选的，一种用于电梯的基于复合算法多重参数的火灾预测系统，包括中央分析处理模块、传感器检测模块、应急处置模块，所述中央分析处理模块包括数据预处理单元、数据特征提取单元、数据特征分析单元、信息发送单元，所述传感器检测模块包括温度监测单元、烟雾监测单元、气体监测单元，所述应急处置模块包括信息接收单元、报警单元、警报单元、排气设备单元、消防设备单元。
优选的，所述温度监测单元的输出端与数据预处理单元的输入端相连，所述烟雾监测单元的输出端与数据预处理单元的输入端相连，所述气体监测单元的输出端与数据预处理单元的输入端相连。
优选的，所述数据预处理单元的输出端与数据特征提取单元的输入端相连，所述数据特征提取单元的输出端与数据特征分析单元的输入端相连，所述数据特征分析单元的输出端与信息发送单元的输入端相连，所述信息发送单元的输出端与信息接收单元的输入端相连。
优选的，所述信息接收单元的输出端与报警单元的输入端相连，所述信息接收单元的输出端与警报单元的输入端相连，所述信息接收单元的输出端与排气设备单元的输入端相连，所述信息接收单元的输出端与消防设备单元的输入端相连。
优选的，所述数据预处理单元用于对传感器采集到的原始数据进行清洗、去噪、滤波预处理操作继而确保数据的准确性和可靠性，所述数据特征提取单元用于对预处理后的数据中提取出温度变化趋势、烟雾浓度变化、气体成分变化为后续的分析和预测提供基础，所述数据特征分析单元用于对提取的特征数据进行算法分析，所述信息发送单元用于将分析处理后的结果发送给应急处置模块触发相应的应急响应措施。
优选的，所述温度监测单元用于实时监测电梯内部的温度变化，所述烟雾监测单元用于监测电梯内部的烟雾浓度，所述气体监测单元用于监测电梯内部二氧化碳、一氧化碳成分的变化。
优选的，所述信息接收单元用于接收来自中央分析处理模块中信息发送单元发送的预警信息和预测结果并反馈到报警单元、警报单元、排气设备单元、消防设备单元，所述报警单元用于触发报警装置发出警报信号以提醒人员注意，所述警报单元用于向消防机构发送警报信息以及时处理火情，所述排气设备单元用于排出有害烟雾继而减少烟雾对乘客的影响，所述消防设备单元用于控制电梯内的消防设备以扑灭初期火灾或避免火势蔓延。
本发明提供了一种用于电梯的基于复合算法多重参数的火灾预测系统。
具备以下有益效果：
1、本发明通过传感器检测模块中温度监测单元、烟雾监测单元、气体监测单元的配合，使得系统可以在第一时间检测到异常情况，并通过温度、烟雾、气体三方面进行多重分析，继而提升监测效果。
2、本发明通过复合算法，可以及时分析火情并将火情信息通过报警单元、警报单元、排气设备单元、消防设备单元进行反馈。
3、本发明通过报警单元触发报警装置发出警报信号以提醒人员注意，同时通过警报单元向消防机构发送警报信息以及时处理火情，然后利用排气设备单元排出有害烟雾继而减少烟雾对乘客的影响，最后通过消防设备单元控制电梯内的消防设备以扑灭初期火灾或避免火势蔓延。
附图说明
图1为一种用于电梯的基于复合算法多重参数的火灾预测方法的流程图；
图2为一种用于电梯的基于复合算法多重参数的火灾预测系统的框架图。
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。
实施例一：
请参阅附图1，本发明实施例提供一种用于电梯的基于复合算法多重参数的火灾预测方法，包括以下步骤：
S1、传感器数据采集：安装温度传感器、烟雾传感器、气体传感器在电梯周围环境中，实时采集环境数据；
S2、数据预处理：对采集到的传感器数据进行预处理；
S3、特征提取：从预处理后的传感器数据中提取温度的变化趋势、烟雾浓度的变化、气体种类和浓度特征信息；
S4、火灾预测模型构建：利用复合算法，构建火灾预测模型；
S5、模型训练和优化：使用历史数据对构建的火灾预测模型进行训练，并通过交叉验证等方法对模型进行优化，以提高其预测性能；
S6、火灾预测与响应：利用构建好的模型对实时采集的传感器数据进行分析，实时预测电梯周围环境是否存在火灾风险，一旦预测到火灾风险，系统立即触发相应的应急措施；
S6-1：当系统监测达到阈值时，系统将触发火灾警报装置，通过警报提示人员远离；
S6-2：系统触发排烟设备和消防喷头，一方面及时排出烟雾和有害气体，另一方面通过消防喷头及时灭火；
S6-3：系统触发报警装置，及时对接消防机构避免在无人知晓或排烟设备和消防喷头损坏的情况下，造成严重后果。
请参阅附图1，所述S4中的复合算法公式如下：
z＝\sigma(w\cdotx+b)；
式中：x：输入向量，即通过传感器数据采集到的电梯内外的温度、烟雾浓度、气体浓度，w：权重向量，即各种传感器数据对于火灾监测的重要程度，不同的权重值可以反映不同传感器数据的影响力，b：偏置，即系统的“警戒阈值”，当输入信号加权求和超过了这个阈值，就会触发火灾报警，z：神经元的输出，\sigma：激活函数，它用来引入非线性特性。
实施例二：
请参阅附图2，一种用于电梯的基于复合算法多重参数的火灾预测系统，包括中央分析处理模块、传感器检测模块、应急处置模块，所述中央分析处理模块包括数据预处理单元、数据特征提取单元、数据特征分析单元、信息发送单元，所述数据预处理单元用于对传感器采集到的原始数据进行清洗、去噪、滤波预处理操作继而确保数据的准确性和可靠性，所述数据特征提取单元用于对预处理后的数据中提取出温度变化趋势、烟雾浓度变化、气体成分变化为后续的分析和预测提供基础，所述数据特征分析单元用于对提取的特征数据进行算法分析，所述信息发送单元用于将分析处理后的结果发送给应急处置模块触发相应的应急响应措施；
所述传感器检测模块包括温度监测单元、烟雾监测单元、气体监测单元，所述温度监测单元用于实时监测电梯内部的温度变化，所述烟雾监测单元用于监测电梯内部的烟雾浓度，所述气体监测单元用于监测电梯内部二氧化碳、一氧化碳成分的变化；
所述应急处置模块包括信息接收单元、报警单元、警报单元、排气设备单元、消防设备单元，所述信息接收单元用于接收来自中央分析处理模块中信息发送单元发送的预警信息和预测结果并反馈到报警单元、警报单元、排气设备单元、消防设备单元，所述报警单元用于触发报警装置发出警报信号以提醒人员注意，所述警报单元用于向消防机构发送警报信息以及时处理火情，所述排气设备单元用于排出有害烟雾继而减少烟雾对乘客的影响，所述消防设备单元用于控制电梯内的消防设备以扑灭初期火灾或避免火势蔓延。
请参阅附图2，所述温度监测单元的输出端与数据预处理单元的输入端相连，所述烟雾监测单元的输出端与数据预处理单元的输入端相连，所述气体监测单元的输出端与数据预处理单元的输入端相连，通过以上起到将温度监测单元、烟雾监测单元、气体监测单元监测到的数据传输给数据预处理单元的作用；
所述数据预处理单元的输出端与数据特征提取单元的输入端相连，所述数据特征提取单元的输出端与数据特征分析单元的输入端相连，所述数据特征分析单元的输出端与信息发送单元的输入端相连，所述信息发送单元的输出端与信息接收单元的输入端相连，通过以上起到先对监测原始数据进行清洗、去噪、滤波预处理操作继而确保数据的准确性和可靠性，然后再从数据中提取出温度变化趋势、烟雾浓度变化、气体成分变化为后续的分析和预测提供基础，再对提取的特征数据进行算法分析，最后将数据通过信息发送单元发给信息接收单元；
所述信息接收单元的输出端与报警单元的输入端相连，所述信息接收单元的输出端与警报单元的输入端相连，所述信息接收单元的输出端与排气设备单元的输入端相连，所述信息接收单元的输出端与消防设备单元的输入端相连，信息接收单元接收到数据之后先通过报警单元触发报警装置发出警报信号以提醒人员注意，再利用警报单元向消防机构发送警报信息以及时处理火情，然后利用排气设备单元排出有害烟雾继而减少烟雾对乘客的影响，最后通过消防设备单元控制电梯内的消防设备以扑灭初期火灾或避免火势蔓延。
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 (10)
1.一种用于电梯的基于复合算法多重参数的火灾预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、传感器数据采集：安装温度传感器、烟雾传感器、气体传感器在电梯周围环境中，实时采集环境数据；
S2、数据预处理：对采集到的传感器数据进行预处理；
S3、特征提取：从预处理后的传感器数据中提取温度的变化趋势、烟雾浓度的变化、气体种类和浓度特征信息；
S4、火灾预测模型构建：利用复合算法，构建火灾预测模型；
S5、模型训练和优化：使用历史数据对构建的火灾预测模型进行训练，并通过交叉验证等方法对模型进行优化，以提高其预测性能；
S6、火灾预测与响应：利用构建好的模型对实时采集的传感器数据进行分析，实时预测电梯周围环境是否存在火灾风险，一旦预测到火灾风险，系统立即触发相应的应急措施。
2.根据权利要求1所述的一种用于电梯的基于复合算法多重参数的火灾预测方法，其特征在于，所述S4中的复合算法公式如下：
z＝\si gma(w\cdotx+b)；
式中：x：输入向量，即通过传感器数据采集到的电梯内外的温度、烟雾浓度、气体浓度，w：权重向量，即各种传感器数据对于火灾监测的重要程度，不同的权重值可以反映不同传感器数据的影响力，b：偏置，即系统的“警戒阈值”，当输入信号加权求和超过了这个阈值，就会触发火灾报警，z：神经元的输出，\si gma：激活函数，它用来引入非线性特性。
3.根据权利要求1所述的一种用于电梯的基于复合算法多重参数的火灾预测方法，其特征在于，所述火灾预测与响应具体包括以下步骤：
S6-1：当系统监测达到阈值时，系统将触发火灾警报装置，通过警报提示人员远离；
S6-2：系统触发排烟设备和消防喷头，一方面及时排出烟雾和有害气体，另一方面通过消防喷头及时灭火；
S6-3：系统触发报警装置，及时对接消防机构避免在无人知晓或排烟设备和消防喷头损坏的情况下，造成严重后果。
4.一种用于电梯的基于复合算法多重参数的火灾预测系统，包括中央分析处理模块、传感器检测模块、应急处置模块，其特征在于，所述中央分析处理模块包括数据预处理单元、数据特征提取单元、数据特征分析单元、信息发送单元，所述传感器检测模块包括温度监测单元、烟雾监测单元、气体监测单元，所述应急处置模块包括信息接收单元、报警单元、警报单元、排气设备单元、消防设备单元。
5.根据权利要求4所述的一种用于电梯的基于复合算法多重参数的火灾预测系统，其特征在于，所述温度监测单元的输出端与数据预处理单元的输入端相连，所述烟雾监测单元的输出端与数据预处理单元的输入端相连，所述气体监测单元的输出端与数据预处理单元的输入端相连。
6.根据权利要求4所述的一种用于电梯的基于复合算法多重参数的火灾预测系统，其特征在于，所述数据预处理单元的输出端与数据特征提取单元的输入端相连，所述数据特征提取单元的输出端与数据特征分析单元的输入端相连，所述数据特征分析单元的输出端与信息发送单元的输入端相连，所述信息发送单元的输出端与信息接收单元的输入端相连。
7.根据权利要求4所述的一种用于电梯的基于复合算法多重参数的火灾预测系统，其特征在于，所述信息接收单元的输出端与报警单元的输入端相连，所述信息接收单元的输出端与警报单元的输入端相连，所述信息接收单元的输出端与排气设备单元的输入端相连，所述信息接收单元的输出端与消防设备单元的输入端相连。
8.根据权利要求4所述的一种用于电梯的基于复合算法多重参数的火灾预测系统，其特征在于，所述数据预处理单元用于对传感器采集到的原始数据进行清洗、去噪、滤波预处理操作继而确保数据的准确性和可靠性，所述数据特征提取单元用于对预处理后的数据中提取出温度变化趋势、烟雾浓度变化、气体成分变化为后续的分析和预测提供基础，所述数据特征分析单元用于对提取的特征数据进行算法分析，所述信息发送单元用于将分析处理后的结果发送给应急处置模块触发相应的应急响应措施。
9.根据权利要求4所述的一种用于电梯的基于复合算法多重参数的火灾预测系统，其特征在于，所述温度监测单元用于实时监测电梯内部的温度变化，所述烟雾监测单元用于监测电梯内部的烟雾浓度，所述气体监测单元用于监测电梯内部二氧化碳、一氧化碳成分的变化。
10.根据权利要求4所述的一种用于电梯的基于复合算法多重参数的火灾预测系统，其特征在于，所述信息接收单元用于接收来自中央分析处理模块中信息发送单元发送的预警信息和预测结果并反馈到报警单元、警报单元、排气设备单元、消防设备单元，所述报警单元用于触发报警装置发出警报信号以提醒人员注意，所述警报单元用于向消防机构发送警报信息以及时处理火情，所述排气设备单元用于排出有害烟雾继而减少烟雾对乘客的影响，所述消防设备单元用于控制电梯内的消防设备以扑灭初期火灾或避免火势蔓延。
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