CN118008110B - 一种气密钢质防火门及其智能监控方法 - Google Patents

一种气密钢质防火门及其智能监控方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及防火门技术领域，且公开了一种气密钢质防火门及其智能监控方法，解决了目前市场上的气密钢质防火门的问题，其包括外门框架，外门框架的内侧设置有气密钢制防火门体，气密钢制防火门体的表面开设有观察窗；通过持续的往复运动，可以带动耐热板沿着外门框架的表面进行持续的往复运动，可以减缓火焰蔓延至气密钢制防火门体表面的情况，延长了逃生人员的逃生时间；同时通过旋转的传动盘会带动传动扇旋转，减少烟气通过气密钢制防火门体扩散到安全区域，同时可以为人员提供更清晰的逃生路线，减少因吸入有毒烟雾而造成的伤害，而传动扇反转后，可以将吸入的浓烟等进入排风箱后沿着排烟管向上排放。

Description

一种气密钢质防火门及其智能监控方法
技术领域
本发明属于防火门技术领域，具体为一种气密钢质防火门及其智能监控方法。
背景技术
气密钢质防火门是一种特殊的防火门，它不仅具有防火功能，还具有气密性，这种门采用钢质材料制作门框、门扇骨架和门扇面板，并在门扇内填充对人体无毒无害的防火隔热材料，气密钢质防火门的主要作用是防止火灾蔓延和烟雾扩散，以及在需要时保持建筑内部的气密。
在现有技术中，授权公开号“CN113338780A”公开了一种“一种可控制密封件膨胀的钢质防火门”；包括一号侧边夹持门，所述一号侧边夹持门的一侧设置有二号侧边夹持门，所述一号侧边夹持门与二号侧边夹持门之间的外缘处设置有密封结构。该可控制密封件膨胀的钢质防火门，通过密封结构的设置，在遇到火灾时通过警报系统，在人员位于安全出口门外时，控制膨胀气泵朝向的内部膨胀气腔的内部输送气体，从而使膨胀密封圈膨胀，使得一号侧边夹持门与门框之间的缝隙被密封，从而实现密封，以防止起火处的烟雾飘出，同时可防止可增加一号侧边夹持门与二号侧边夹持门的稳定性，为一号侧边夹持门与二号侧边夹持门提供支撑，可起到防止一号侧边夹持门与二号侧边夹持门之间倾倒的作用。
上述这种“一种可控制密封件膨胀的钢质防火门”其仍旧存在一些缺点，例如：现有的防火门在使用的过程中，火灾发生后，会产生较多的浓烟，浓烟会堆积在楼道内，防火门的一侧会产生较多烟气，烟气易通过防火门扩散到安全区域，同时浓烟会遮挡防火门的位置，同时火势若蔓延到防火门的表面，会对防火门的气密性造成影响，降低了逃生人员安全逃离的时间；
为此这里提出了一种气密钢质防火门及其智能监控系统，以解决上述产生的问题。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种气密钢质防火门及其智能监控方法，有效的解决了目前发生火灾后，烟气易通过防火门扩散到安全区域，同时浓烟会遮挡防火门的位置的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种气密钢质防火门，包括外门框架，所述外门框架的内侧设置有气密钢制防火门体，所述气密钢制防火门体的表面开设有观察窗，所述气密钢制防火门体的表面固定连接有稳固架，所述稳固架的一侧固定连接有握杆，所述气密钢制防火门体的表面设置有监控机构，所述监控机构包括摄像头模块、烟雾检测模块、热源感应模块、信号传输模块和报警模块，所述外门框架的顶部设置有灭火机构，所述灭火机构包括侧固定架、顶盒体和顶盖板，所述外门框架的一侧固定连接有侧固定架，所述侧固定架的内侧固定连接有顶盒体。
优选的：所述气密钢制防火门体的一侧设置有阻燃机构，所述阻燃机构包括侧固定板、滑动槽和电机体，所述气密钢制防火门体的一侧固定连接有侧固定板，所述侧固定板的一侧固定连接有电机体，所述电机体的一侧设置有降温板，所述降温板的一侧固定连接有防护箱，所述电机体的输出轴设置有螺杆，所述螺杆的表面螺纹连接有螺纹槽，所述螺纹槽的一侧设置有连接板，所述连接板的一侧固定连接有侧连接架，所述侧连接架的一侧固定连接有耐热板。
优选的：所述顶盒体的顶部固定连接有顶盖板，所述顶盖板的底部设置有火药剂体，所述火药剂体的底部设置有分隔薄膜，所述分隔薄膜的底部设置有灭火剂体。
优选的：所述气密钢制防火门体的表面设置有风力机构，所述风力机构包括连通孔、一号底齿盘和一号侧齿盘，所述侧固定板的一侧开设有连通孔，所述螺杆的表面活动连接有一号底齿盘，所述一号底齿盘的一侧活动连接有一号侧齿盘，所述一号侧齿盘的一侧固定连接有传动杆，所述传动杆的一端固定连接有二号侧齿盘，所述二号侧齿盘的一侧活动连接有三号侧齿盘。
优选的：所述灭火剂体的底部设置有底封膜，且所述底封膜的外侧活动连接在顶盒体的底部。
优选的：所述顶盖板的表面开设有连通槽，所述连通槽的内侧设置有引线，所述引线的底端活动连接在火药剂体的表面。
优选的：所述侧固定板的一侧开设有滑动槽，所述滑动槽的内侧与滑动块的一侧滑动连接。
优选的：所述三号侧齿盘的内侧活动连接有传动盘，所述传动盘的一侧固定连接有传动扇，所述传动盘的另一侧活动连接有连接轴盘，所述连接轴盘的一侧与气密钢制防火门体的一侧活动连接。
优选的：所述气密钢制防火门体的一侧固定连接有排风箱，所述排风箱的顶部固定连接有排烟管。
一种气密钢质防火门及其智能监控系统，包括如下步骤：
S1、首先利用监控机构设置在气密钢制防火门体的一侧进行工作，利用摄像头模块可以对气密钢制防火门体的一侧进行实时监测，在监测的过程中可以利用烟雾检测模块对气密钢制防火门体一侧环境中的烟雾进行监测，若浓烟蔓延至气密钢制防火门体的表面后，利用烟雾检测模块检测到烟雾浓度超标后，可以通过信号传输模块将检测的信号传输至报警模块，通过报警模块发出警报，同时利用热源感应模块可以对摄像头模块检测的画面进行热源监测，若监测到气密钢制防火门体一侧的环境中有温度较高的燃着物时，会将信号通过信号传输模块传输至报警模块内，并通过报警模块发出警报；
S2、通过电机体启动后，利用电机体驱动螺杆旋转，通过驱动螺杆旋转后，通过螺纹槽与螺杆的螺纹连接，在螺杆旋转后可以带动连接板进行垂直运动，连接板在垂直运动后会带动侧连接架一侧的耐热板沿着外门框架的表面进行贴合运动，运动过程中，利用滑动块与滑动槽的滑动连接，可以提高耐热板运动的稳定性，而通过改变电机体的驱动力方向，可以使得侧连接架沿着外门框架的一侧进行垂直往复运动；
S3、同时电机体在驱动螺杆旋转的过程中，螺杆的旋转会带动一号底齿盘旋转，利用一号侧齿盘、传动杆、二号侧齿盘和三号侧齿盘传动连接，利用旋转的三号侧齿盘会带动传动盘运动，传动盘的一侧通过连接轴盘活动设置在气密钢制防火门体的表面，通过旋转的传动盘会带动传动扇旋转，利用旋转的传动扇会产生风力吹出，而螺杆反转时，传动扇的旋转方向会相反，导致风流的方向也相反，此时传动扇会将空气吸向排风箱内，而吸入的浓烟等进入排风箱后会沿着排烟管向上排放；
S4、火焰与顶盖板顶部的引线接触后，会点燃引线，引线在点燃后会沿着连通槽内侧燃烧至顶盖板的底部，此时引线会点燃火药剂体，火药剂体在点燃后会产生爆炸并产生冲击波，将分隔薄膜与底封膜冲破，并将灭火剂体沿着冲破后的底封膜向下洒出。作为保险，如果引线（708）因久置无法点燃，通过控制器内置的智能灭火算法根据火焰大小和位置计算出最佳的点燃时间和位置，确保火药剂体（704）的爆炸产生最大效果，智能灭火系统通过灵活的控制算法精确释放灭火剂，快速有效地扑灭火灾。
进一步，通过控制器内置的智能灭火算法根据火焰大小和位置计算出最佳的点燃时间和位置，确保火药剂体（704）的爆炸产生最大效果，智能灭火系统通过灵活的控制算法精确释放灭火剂，快速有效地扑灭火灾的具体过程为：
步骤1，收集与火灾相关的数据，包括火焰大小、位置、环境温度、烟雾浓度，将数据整理成特征矩阵X和目标值向量y；
步骤2，对数据进行特征选择、特征提取和特征变换处理，以提高模型的性能和稳定性；将数据集划分为训练集和测试集，用于训练和评估模型性能；
步骤3，选择XGBoost回归算法作为建模工具，对XGBoost回归模型进行改进，以更好地预测火药剂体的爆炸效果，改进的思路包括引入门体表面火焰大小、火焰位置、环境温度和烟雾浓度特征作为模型的输入，以及通过优化损失函数，考虑模型的复杂度和预测准确性；以下是改进后的XGBoost回归模型的公式推导过程：
改进的损失函数：
；
其中，表示预测值与真实值y i 之间的损失函数，λ是正则化参数，J(θ)表示模型的复杂度，用于正则化项；θ表示模型参数；下面是改进后的XGBoost回归模型的具体迭代过程：
初始化模型:将初始预测值设置为常数，通常为目标值的均值，即f 0(x)=mean(y)；
对于每一轮m= 1,2,...,M迭代:
计算负梯度:对于每个样本i=1,2,...,n，计算损失函数对于当前模型的负梯度，对于回归问题，负梯度为；表示第m-1轮迭代中模型对样本x i 的预测值；
构建树模型:在每一轮迭代中，构建一棵回归树，用于拟合负梯度，树的结构由树的深度、叶子节点个数等参数决定；
计算叶子节点权重:对于每个叶子节点j，计算该节点的权重w j ，通常采用如下公式计算:
；
其中，I j 表示属于叶子节点j的样本索引集合，h im 表示样本i在叶子节点j的值；
更新模型:对于每个样本i，更新模型的预测值:
；
其中，J表示叶子节点的个数，R j 表示叶子节点j的区域，Ⅱ(·)是指示函数，表示条件为真时取值为1,否则为0；表示样本x i 是否属于叶子节点j的区域；γ:学习率，用于控制每一步迭代的步长；
计算新的损失值:根据新的模型预测值，计算新的损失函数值，通常使用平方损失作为损失函数，但也可以根据具体问题选择其他损失函数；
输出最终模型:经过M轮迭代后，输出最终的回归树模型f M (x)；
步骤4，使用训练集对XGBoost模型进行训练，通过最小化损失函数来优化模型参数，使用测试集对训练好的模型进行评估，评估指标可以包括均方误差（MSE）、平均绝对误差（MAE）；
步骤5，根据火灾预测结果，智能灭火系统自动控制灭火装置的开启和灭火剂的释放，如果火灾风险较高，系统会立即启动灭火装置，释放灭火剂进行扑灭；如果火灾风险较低，系统会进行监控和预警，等待进一步指令或人工干预；
假设火灾风险评估结果的数值范围为0到100，其中0表示无风险，100表示极高风险，系统设置的阈值为50，超过阈值则认为火灾风险较高；
火焰大小：
大于1cm：对应火灾风险评估结果100；
火焰位置：
离门体较远：对应火灾风险评估结果0；
靠近门体边缘：对应火灾风险评估结果30；
靠近门体中心：对应火灾风险评估结果60；
火焰覆盖门体：对应火灾风险评估结果100；
环境温度：
小于20摄氏度：对应火灾风险评估结果0；
在20摄氏度到40摄氏度之间：对应火灾风险评估结果30；
在40摄氏度到60摄氏度之间：对应火灾风险评估结果60；
大于60摄氏度：对应火灾风险评估结果100；
烟雾浓度：
低于20mg/m³：对应火灾风险评估结果0；
在20mg/m³到50mg/m³之间：对应火灾风险评估结果40；
在50mg/m³到100mg/m³之间：对应火灾风险评估结果70；
大于100mg/m³：对应火灾风险评估结果100；
模拟系统连续进行火灾风险评估，并根据评估结果进行控制：
第一次评估：
当火灾风险评估结果较高时，系统立即启动灭火装置，释放灭火剂进行扑灭；
第二次评估：
当火灾风险评估结果较低时，系统继续监控，但不进行灭火操作，等待进一步指令或人工干预；
第三次评估：
当火灾风险评估结果很低时，系统继续监控，不进行灭火操作；
步骤6，智能灭火系统实时监测火灾情况和灭火效果，将反馈信息传输给控制中心，根据反馈信息，控制中心可以对系统进行调整，包括调整灭火剂的释放量、调整监测参数，以提高系统的灭火效率和准确性。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1）、在该气密钢质防火门及其智能监控系统工作中，利用摄像头模块可以对气密钢制防火门体的一侧进行实时监测，在监测的过程中可以利用烟雾检测模块对气密钢制防火门体一侧环境中的烟雾进行监测，同时利用烟雾检测模块检测到烟雾浓度超标后，可以通过信号传输模块将检测的信号传输至报警模块，并通过报警模块发出警报，同时利用热源感应模块可以对摄像头模块检测的画面进行热源监测，若监测到气密钢制防火门体一侧的环境中有温度较高的燃着物时，会将信号通过信号传输模块传输至报警模块内，并通过报警模块发出警报，可以第一时间提醒周围人员，提高了火情发生后的逃生时间；
2）、在该气密钢质防火门及其智能监控系统工作中，通过电机体驱动螺杆旋转，运动过程中，利用滑动块与滑动槽的滑动连接，可以提高耐热板运动的稳定性，而通过改变电机体的驱动力方向，可以使得侧连接架沿着外门框架的一侧进行垂直往复运动，通过持续的往复运动，可以带动耐热板沿着外门框架的表面进行持续的往复运动，可以减缓火焰蔓延至气密钢制防火门体表面的情况，延长了逃生人员的逃生时间；
3）、在该气密钢质防火门及其智能监控系统工作中，通过旋转的传动盘会带动传动扇旋转，产生的风力沿着排风箱吹出后，可以防止烟气通过气密钢制防火门体扩散到安全区域，同时可以为人员提供更清晰的逃生路线，减少因吸入有毒烟雾而造成的伤害，而螺杆反转时，传动扇的旋转方向会相反，导致风流的方向也相反，此时传动扇会将空气吸向排风箱内，而吸入的浓烟等进入排风箱后会沿着排烟管向上排放，减少气密钢制防火门体一侧浓烟的浓度；
4）、在该气密钢质防火门及其智能监控系统工作中，火势蔓延后会点燃引线，引线在点燃后会沿着连通槽内侧燃烧至顶盖板的底部，会产生爆炸并产生冲击波，将分隔薄膜与底封膜冲破，并将灭火剂体沿着冲破后的底封膜向下洒出，爆炸产生的冲击波与洒出的灭火剂体会将气密钢制防火门体一侧的火焰进行扑灭，可以延缓火势的蔓延，可以为逃生人员争取逃生的时间；
5）通过引入智能算法，改进的XGBoost回归模型，系统能够实时监测火焰大小、位置、环境温度和烟雾浓度等信息，从而准确评估火灾风险水平。基于XGBoost模型的预测结果，智能灭火系统能够自动控制灭火装置的开启和灭火剂的释放，从而迅速应对火灾，降低灾害损失；改进的XGBoost算法能够根据实时监测到的火灾特征动态调整灭火策略，使系统在不同火灾场景下都能够快速、有效地响应，提高火灾风险评估的准确性和灵敏度，使得系统的预测结果更加可靠和准确，降低误报率和漏报率。
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为本发明的整体外观结构示意图；
图2为本发明的气密钢制防火门体示意图；
图3为本发明的阻燃机构分离示意图；
图4为本发明的阻燃机构结构示意图；
图5为本发明的风力机构结构示意图；
图6为本发明的灭火机构结构示意图；
图7为本发明的监控机构部件示意图；
图中：1、外门框架；2、气密钢制防火门体；3、观察窗；4、稳固架；5、握杆；6、监控机构；601、摄像头模块；602、烟雾检测模块；603、热源感应模块；604、信号传输模块；605、报警模块；7、灭火机构；701、侧固定架；702、顶盒体；703、顶盖板；704、火药剂体；705、分隔薄膜；706、灭火剂体；707、底封膜；708、引线；709、连通槽；8、阻燃机构；801、侧固定板；802、滑动槽；803、电机体；804、降温板；805、防护箱；806、螺杆；807、连接板；808、螺纹槽；809、侧连接架；8010、耐热板；8011、滑动块；9、风力机构；901、连通孔；902、一号底齿盘；903、一号侧齿盘；904、传动杆；905、二号侧齿盘；906、三号侧齿盘；907、连接轴盘；908、传动盘；909、传动扇；9010、排风箱；9011、排烟管。
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1
本实施例，由图1-图7给出，本发明提供如下技术方案：
一种气密钢质防火门，包括外门框架1，外门框架1的内侧设置有气密钢制防火门体2，气密钢制防火门体2的表面开设有观察窗3，气密钢制防火门体2的表面固定连接有稳固架4，稳固架4的一侧固定连接有握杆5，气密钢制防火门体2的表面设置有监控机构6，监控机构6包括摄像头模块601、烟雾检测模块602、热源感应模块603、信号传输模块604和报警模块605，外门框架1的顶部设置有灭火机构7，灭火机构7包括侧固定架701、顶盒体702和顶盖板703，外门框架1的一侧固定连接有侧固定架701，侧固定架701的内侧固定连接有顶盒体702。
在本实施例中，气密钢制防火门体2的一侧设置有阻燃机构8，阻燃机构8包括侧固定板801、滑动槽802和电机体803，气密钢制防火门体2的一侧固定连接有侧固定板801，侧固定板801的一侧固定连接有电机体803，电机体803的一侧设置有降温板804，降温板804的一侧固定连接有防护箱805，电机体803的输出轴设置有螺杆806，螺杆806的表面螺纹连接有螺纹槽808，螺纹槽808的一侧设置有连接板807，连接板807的一侧固定连接有侧连接架809，侧连接架809的一侧固定连接有耐热板8010。
需要说明的是，通过持续的往复运动，可以带动耐热板8010沿着外门框架1的表面进行持续的往复运动，可以减缓火焰蔓延至气密钢制防火门体2表面的情况。
在本实施例中，顶盒体702的顶部固定连接有顶盖板703，顶盖板703的底部设置有火药剂体704，火药剂体704的底部设置有分隔薄膜705，分隔薄膜705的底部设置有灭火剂体706。
需要说明的是，爆炸产生的冲击波与洒出的灭火剂体706会将气密钢制防火门体2一侧的火焰进行扑灭。
在本实施例中，气密钢制防火门体2的表面设置有风力机构9，风力机构9包括连通孔901、一号底齿盘902和一号侧齿盘903，侧固定板801的一侧开设有连通孔901，螺杆806的表面活动连接有一号底齿盘902，一号底齿盘902的一侧活动连接有一号侧齿盘903，一号侧齿盘903的一侧固定连接有传动杆904，传动杆904的一端固定连接有二号侧齿盘905，二号侧齿盘905的一侧活动连接有三号侧齿盘906。
需要说明的是，通过旋转的传动盘908会带动传动扇909旋转，利用旋转的传动扇909会产生风力，产生的风力沿着排风箱9010吹出后，可以防止烟气通过气密钢制防火门体2扩散到安全区域。
在本实施例中，灭火剂体706的底部设置有底封膜707，且底封膜707的外侧活动连接在顶盒体702的底部。
需要说明的是，利用底封膜707可以将灭火剂体706设置在顶盒体702的内侧。
在本实施例中，顶盖板703的表面开设有连通槽709，连通槽709的内侧设置有引线708，引线708的底端活动连接在火药剂体704的表面。
需要说明的是，引线708会点燃火药剂体704，火药剂体704在点燃后会产生爆炸并产生冲击波，将分隔薄膜705与底封膜707冲破。
在本实施例中，侧固定板801的一侧开设有滑动槽802，滑动槽802的内侧与滑动块8011的一侧滑动连接。
需要说明的是，利用滑动块8011与滑动槽802的滑动连接，可以提高耐热板8010运动的稳定性。
在本实施例中，三号侧齿盘906的内侧活动连接有传动盘908，传动盘908的一侧固定连接有传动扇909，传动盘908的另一侧活动连接有连接轴盘907，连接轴盘907的一侧与气密钢制防火门体2的一侧活动连接。
需要说明的是，传动盘908的一侧通过连接轴盘907活动设置在气密钢制防火门体2的表面。
在本实施例中，气密钢制防火门体2的一侧固定连接有排风箱9010，排风箱9010的顶部固定连接有排烟管9011。
需要说明的是，传动扇909会将空气吸向排风箱9010内，而吸入的浓烟等进入排风箱9010后会沿着排烟管9011向上排放，减少气密钢制防火门体2一侧浓烟的浓度。
实施例2
本实施例2提供了一种气密钢质防火门及其智能监控系统，用于更好地对上述实施例1提供的气密钢质防火门的工作过程或原理作进一步的说明，其具体如下：
一种气密钢质防火门及其智能监控系统，包括如下步骤:
S1、首先利用监控机构6设置在气密钢制防火门体2的一侧进行工作，利用摄像头模块601可以对气密钢制防火门体2的一侧进行实时监测，在监测的过程中可以利用烟雾检测模块602对气密钢制防火门体2一侧环境中的烟雾进行监测，若周围发生火灾后，浓烟蔓延至气密钢制防火门体2的表面后，利用烟雾检测模块602检测到烟雾浓度超标后，可以通过信号传输模块604将检测的信号传输至报警模块605，并通过报警模块605发出警报，同时利用热源感应模块603可以对摄像头模块601检测的画面进行热源监测，若监测到气密钢制防火门体2一侧的环境中有温度较高的燃着物时，会将信号通过信号传输模块604传输至报警模块605内，并通过报警模块605发出警报，可以第一时间提醒周围人员，提高了火情发生后的逃生时间；
S2、同时在火情发生后，通过电机体803启动后，利用电机体803驱动螺杆806旋转，而电机体803的一侧通过防护箱805进行防护，且防护箱805的内侧通过降温板804进行包裹，而降温板804的材质为气凝胶毡，气凝胶毡是一种新型绝热材料，具有很低的导热系数和良好的隔热性能，可以减少温度对电机体803造成的影响，通过驱动螺杆806旋转后，通过螺纹槽808与螺杆806的螺纹连接，在螺杆806旋转后可以带动连接板807进行垂直运动，连接板807在垂直运动后会带动侧连接架809一侧的耐热板8010沿着外门框架1的表面进行贴合运动，运动过程中，利用滑动块8011与滑动槽802的滑动连接，可以提高耐热板8010运动的稳定性，而通过改变电机体803的驱动力方向，可以使得侧连接架809沿着外门框架1的一侧进行垂直往复运动，通过持续的往复运动，可以带动耐热板8010沿着外门框架1的表面进行持续的往复运动，可以减缓火焰蔓延至气密钢制防火门体2表面的情况，延长了逃生人员的逃生时间；
S3、同时电机体803在驱动螺杆806旋转的过程中，螺杆806的旋转会带动一号底齿盘902旋转，利用旋转的一号底齿盘902会带动一号侧齿盘903运动，利用旋转的一号侧齿盘903会带动传动杆904转动，利用转动的传动杆904会带动二号侧齿盘905旋转，利用旋转的二号侧齿盘905会带动三号侧齿盘906转动，而利用旋转的三号侧齿盘906会带动传动盘908运动，传动盘908的一侧通过连接轴盘907活动设置在气密钢制防火门体2的表面，通过旋转的传动盘908会带动传动扇909旋转，利用旋转的传动扇909会产生风力，产生的风力沿着排风箱9010吹出后，可以防止烟气通过气密钢制防火门体2扩散到安全区域，同时可以为人员提供更清晰的逃生路线，减少因吸入有毒烟雾而造成的伤害，而螺杆806反转时，传动扇909的旋转方向会相反，导致风流的方向也相反，此时传动扇909会将空气吸向排风箱9010内，而吸入的浓烟等进入排风箱9010后会沿着排烟管9011向上排放，减少气密钢制防火门体2一侧浓烟的浓度；
S4、若火势蔓延至气密钢制防火门体2的表面后，火焰与顶盖板703顶部的引线708接触后，会点燃引线708，引线708在点燃后会沿着连通槽709内侧燃烧至顶盖板703的底部，此时引线708会点燃火药剂体704，火药剂体704在点燃后会产生爆炸并产生冲击波，将分隔薄膜705与底封膜707冲破，并将灭火剂体706沿着冲破后的底封膜707向下洒出，爆炸产生的冲击波与洒出的灭火剂体706会将气密钢制防火门体2一侧的火焰进行扑灭，可以延缓火势的蔓延，可以为逃生人员争取逃生的时间；作为保险，如果引线（708）因久置无法点燃，通过控制器内置的智能灭火算法根据火焰大小和位置计算出最佳的点燃时间和位置，确保火药剂体704的爆炸产生最大效果，智能灭火系统（包括采集火焰大小、位置、环境温度、烟雾浓度的传感器及相连接的控制器，并通过控制器控制点火器点燃火药剂体704）通过灵活的控制算法精确释放灭火剂，快速有效地扑灭火灾，具体过程为：
步骤1，收集与火灾相关的数据，包括火焰大小、位置、环境温度、烟雾浓度，将数据整理成特征矩阵X和目标值向量y；
使用摄像头设备采集火焰的大小、位置和形态，这些数据可以实时监测火焰的状态，为智能算法提供输入特征；安装温度传感器或温度计等设备采集门体周围环境的温度信息。这些数据可以用于智能算法判断火灾可能性，以及调整灭火剂释放的时机和量。使用烟雾传感器或烟雾探测器等设备实时监测门体周围环境中烟雾的浓度。这些数据可以帮助智能算法判断火灾程度，以及触发相应的报警和灭火措施。在实验室或模拟场景中进行火灾爆炸效果测试，采集火药剂体爆炸后的效果数据，包括爆炸力、扑灭范围等信息。这些数据可以作为训练集和测试集，用于建立和验证XGBoost回归模型；
步骤2，对数据进行特征选择、特征提取和特征变换处理，以提高模型的性能和稳定性；将数据集划分为训练集和测试集，用于训练和评估模型性能；
步骤3，选择XGBoost回归算法作为建模工具，因其在回归问题上表现出色，并且能够处理复杂的非线性关系，结合XGBoost回归模型进行改进，以更好地预测火药剂体的爆炸效果，改进的思路包括引入门体表面火焰大小、火焰位置、环境温度和烟雾浓度等特征作为模型的输入，以及通过优化损失函数，考虑模型的复杂度和预测准确性，以下是改进后的XGBoost回归模型的公式推导过程：
改进的损失函数：
；
其中，表示预测值与真实值y i 之间的损失函数，λ是正则化参数，J(θ)表示模型的复杂度，用于正则化项；θ表示模型参数；下面是改进后的XGBoost回归模型的具体迭代过程：
1.初始化模型:将初始预测值设置为常数，通常为目标值的均值，即f 0(x)=mean(y)；
2.对于每一轮m= 1,2,...,M迭代:
计算负梯度:对于每个样本i=1,2,...,n，计算损失函数对于当前模型的负梯度，对于回归问题，负梯度为；表示第m-1轮迭代中模型对样本x i 的预测值；
构建树模型:在每一轮迭代中，构建一棵回归树，用于拟合负梯度，树的结构由树的深度、叶子节点个数等参数决定；
计算叶子节点权重:对于每个叶子节点j，计算该节点的权重w j ，通常采用如下公式计算:
；
其中，I j 表示属于叶子节点j的样本索引集合，h im 表示样本i在叶子节点j的值；
更新模型:对于每个样本i，更新模型的预测值:
；
其中，J表示叶子节点的个数，R j 表示叶子节点j的区域，Ⅱ(·)是指示函数，表示条件为真时取值为1,否则为0；表示样本x i 是否属于叶子节点j的区域；γ:学习率，用于控制每一步迭代的步长；
计算新的损失值:根据新的模型预测值，计算新的损失函数值，通常使用平方损失作为损失函数，但也可以根据具体问题选择其他损失函数；
输出最终模型:经过M轮迭代后，输出最终的回归树模型f M (x)；
步骤4，使用训练集对XGBoost模型进行训练，通过最小化损失函数来优化模型参数，使用测试集对训练好的模型进行评估，评估指标可以包括均方误差（MSE）、平均绝对误差（MAE）；
步骤5，根据火灾预测结果，智能灭火系统自动控制灭火装置的开启和灭火剂的释放，如果火灾风险较高，系统会立即启动灭火装置，释放灭火剂进行扑灭；如果火灾风险较低，系统会进行监控和预警，等待进一步指令或人工干预；
假设火灾风险评估结果的数值范围为0到100，其中0表示无风险，100表示极高风险，系统设置的阈值为50，超过阈值则认为火灾风险较高；
火焰大小：大于1cm：对应火灾风险评估结果100；
火焰位置：
离门体较远：对应火灾风险评估结果0；
靠近门体边缘：对应火灾风险评估结果30；
靠近门体中心：对应火灾风险评估结果60；
火焰覆盖门体：对应火灾风险评估结果100；
环境温度：
小于20摄氏度：对应火灾风险评估结果0；
在20摄氏度到40摄氏度之间：对应火灾风险评估结果30；
在40摄氏度到60摄氏度之间：对应火灾风险评估结果60；
大于60摄氏度：对应火灾风险评估结果100；
烟雾浓度：
低于20mg/m³：对应火灾风险评估结果0；
在20mg/m³到50mg/m³之间：对应火灾风险评估结果40；
在50mg/m³到100mg/m³之间：对应火灾风险评估结果70；
大于100mg/m³：对应火灾风险评估结果100；
上述任何一种情况发生都可能触发智能灭火系统，模拟系统连续进行火灾风险评估，并根据评估结果进行控制：
第一次评估：
火灾风险评估结果：75（火灾风险较高）
系统立即启动灭火装置，释放灭火剂进行扑灭；
第二次评估：
火灾风险评估结果：40（火灾风险较低）
系统继续监控，但不进行灭火操作，等待进一步指令或人工干预；
第三次评估：
火灾风险评估结果：20（火灾风险很低）
系统继续监控，不进行灭火操作；
步骤6，实时反馈和调整：智能灭火系统实时监测火灾情况和灭火效果，将反馈信息传输给控制中心。根据反馈信息，控制中心可以对系统进行调整，包括调整灭火剂的释放量、调整监测参数，以提高系统的灭火效率和准确性。
需要进行说明的是：本发明中的监控机构6、灭火机构7、阻燃机构8以及风力机构9均为现有技术，可以根据实际需求选择相对应的型号，上述零件内部构造以及运行原理亦属于本领域技术人员的公知常识，对此不作过多阐述。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种气密钢质防火门，包括外门框架(1)，其特征在于：所述外门框架(1)的内侧设置有气密钢制防火门体(2)，所述气密钢制防火门体(2)的表面开设有观察窗(3)，所述气密钢制防火门体(2)的表面固定连接有稳固架(4)，所述稳固架(4)的一侧固定连接有握杆(5)，所述气密钢制防火门体(2)的表面设置有监控机构(6)，所述监控机构(6)包括摄像头模块(601)、烟雾检测模块(602)、热源感应模块(603)、信号传输模块(604)和报警模块(605)，所述外门框架(1)的顶部设置有灭火机构(7)，所述灭火机构(7)包括侧固定架(701)、顶盒体(702)和顶盖板(703)，所述外门框架(1)的一侧固定连接有侧固定架(701)，所述侧固定架(701)的内侧固定连接有顶盒体(702)；
所述气密钢制防火门体(2)的一侧设置有阻燃机构(8)，所述阻燃机构(8)包括侧固定板(801)、滑动槽(802)和电机体(803)，所述气密钢制防火门体(2)的一侧固定连接有侧固定板(801)，所述侧固定板(801)的一侧固定连接有电机体(803)，所述电机体(803)的一侧设置有降温板(804)，所述降温板(804)的一侧固定连接有防护箱(805)，所述电机体(803)的输出轴设置有螺杆(806)，所述螺杆(806)的表面螺纹连接有螺纹槽(808)，所述螺纹槽(808)的一侧设置有连接板(807)，所述连接板(807)的一侧固定连接有侧连接架(809)，所述侧连接架(809)的一侧固定连接有耐热板(8010)；
所述顶盒体(702)的顶部固定连接有顶盖板(703)，所述顶盖板(703)的底部设置有火药剂体(704)，所述火药剂体(704)的底部设置有分隔薄膜(705)，所述分隔薄膜(705)的底部设置有灭火剂体(706)；
所述灭火剂体(706)的底部设置有底封膜(707)，且所述底封膜(707)的外侧活动连接在顶盒体(702)的底部；
所述顶盖板(703)的表面开设有连通槽(709)，所述连通槽(709)的内侧设置有引线(708)，所述引线(708)的底端活动连接在火药剂体(704)的表面；
所述侧固定板(801)的一侧开设有滑动槽(802)，所述滑动槽(802)的内侧与滑动块(8011)的一侧滑动连接，利用滑动块(8011)与滑动槽(802)的滑动连接，能够提高耐热板(8010)运动的稳定性。
2.根据权利要求1所述的一种气密钢质防火门，其特征在于：所述气密钢制防火门体(2)的表面设置有风力机构(9)，所述风力机构(9)包括连通孔(901)、一号底齿盘(902)和一号侧齿盘(903)，所述侧固定板(801)的一侧开设有连通孔(901)，所述螺杆(806)的表面活动连接有一号底齿盘(902)，所述一号底齿盘(902)的一侧活动连接有一号侧齿盘(903)，所述一号侧齿盘(903)的一侧固定连接有传动杆(904)，所述传动杆(904)的一端固定连接有二号侧齿盘(905)，所述二号侧齿盘(905)的一侧活动连接有三号侧齿盘(906)。
3.根据权利要求2所述的一种气密钢质防火门，其特征在于：所述三号侧齿盘(906)的内侧活动连接有传动盘(908)，所述传动盘(908)的一侧固定连接有传动扇(909)，所述传动盘(908)的另一侧活动连接有连接轴盘(907)，所述连接轴盘(907)的一侧与气密钢制防火门体(2)的一侧活动连接。
4.根据权利要求3所述的一种气密钢质防火门，其特征在于：所述气密钢制防火门体(2)的一侧固定连接有排风箱(9010)，所述排风箱(9010)的顶部固定连接有排烟管(9011)。
5.一种气密钢质防火门的智能监控方法，应用于权利要求4所述的一种气密钢质防火门中，其特征在于，包括如下步骤：
S1、首先利用监控机构(6)设置在气密钢制防火门体(2)的一侧进行工作，利用摄像头模块(601)对气密钢制防火门体(2)的一侧进行实时监测，在监测的过程中利用烟雾检测模块(602)对气密钢制防火门体(2)一侧环境中的烟雾进行监测，若浓烟蔓延至气密钢制防火门体(2)的表面后，利用烟雾检测模块(602)检测到烟雾浓度超标后，通过信号传输模块(604)将检测的信号传输至报警模块(605)，通过报警模块(605)发出警报，同时利用热源感应模块(603)对摄像头模块(601)检测的画面进行热源监测，若监测到气密钢制防火门体(2)一侧的环境中有温度较高的燃着物时，会将信号通过信号传输模块(604)传输至报警模块(605)内，并通过报警模块(605)发出警报；
S2、通过电机体(803)启动后，利用电机体(803)驱动螺杆(806)旋转，通过驱动螺杆(806)旋转后，通过螺纹槽(808)与螺杆(806)的螺纹连接，在螺杆(806)旋转后带动连接板(807)进行垂直运动，连接板(807)在垂直运动后会带动侧连接架(809)一侧的耐热板(8010)沿着外门框架(1)的表面进行贴合运动，运动过程中，利用滑动块(8011)与滑动槽(802)的滑动连接，提高耐热板(8010)运动的稳定性，而通过改变电机体(803)的驱动力方向，使得侧连接架(809)沿着外门框架(1)的一侧进行垂直往复运动；
S3、同时电机体(803)在驱动螺杆(806)旋转的过程中，螺杆(806)的旋转会带动一号底齿盘(902)旋转，利用一号侧齿盘(903)、传动杆(904)、二号侧齿盘(905)和三号侧齿盘(906)传动连接，利用旋转的三号侧齿盘(906)会带动传动盘(908)运动，传动盘(908)的一侧通过连接轴盘(907)活动设置在气密钢制防火门体(2)的表面，通过旋转的传动盘(908)会带动传动扇(909)旋转，利用旋转的传动扇(909)会产生风力吹出，而螺杆(806)反转时，传动扇(909)的旋转方向会相反，导致风流的方向也相反，此时传动扇(909)会将空气吸向排风箱(9010)内，而吸入的浓烟等进入排风箱(9010)后会沿着排烟管(9011)向上排放；
S4、火焰与顶盖板(703)顶部的引线(708)接触后，会点燃引线(708)，引线(708)在点燃后会沿着连通槽(709)内侧燃烧至顶盖板(703)的底部，此时引线(708)会点燃火药剂体(704)，火药剂体(704)在点燃后会产生爆炸并产生冲击波，将分隔薄膜(705)与底封膜(707)冲破，并将灭火剂体(706)沿着冲破后的底封膜(707)向下洒出；作为保险，如果引线(708)因久置无法点燃，通过控制器内置的智能灭火算法根据火焰大小和位置计算出最佳的点燃时间和位置，确保火药剂体(704)的爆炸产生最大效果，智能灭火系统通过灵活的控制算法精确释放灭火剂，快速有效地扑灭火灾。
6.根据权利要求5所述的一种气密钢质防火门的智能监控方法，其特征在于，通过控制器内置的智能灭火算法根据火焰大小和位置计算出最佳的点燃时间和位置，确保火药剂体(704)的爆炸产生最大效果，智能灭火系统通过灵活的控制算法精确释放灭火剂，快速有效地扑灭火灾的具体过程为：
步骤1，收集与火灾相关的数据，包括火焰大小、位置、环境温度、烟雾浓度，将数据整理成特征矩阵X和目标值向量y；
步骤2，对数据进行特征选择、特征提取和特征变换处理，以提高模型的性能和稳定性；将数据集划分为训练集和测试集，用于训练和评估模型性能；
步骤3，选择XGBoost回归算法作为建模工具，对XGBoost回归模型进行改进，以更好地预测火药剂体的爆炸效果，改进的思路包括引入门体表面火焰大小、火焰位置、环境温度和烟雾浓度特征作为模型的输入，以及通过优化损失函数，考虑模型的复杂度和预测准确性；以下是改进后的XGBoost回归模型的公式推导过程：
改进的损失函数L(θ)：
其中，表示预测值与真实值yi之间的损失函数，λ是正则化参数，J(θ)表示模型的复杂度，用于正则化项；θ表示模型参数；下面是改进后的XGBoost回归模型的具体迭代过程：
初始化模型:将初始预测值设置为常数，通常为目标值的均值，即f0(x)＝mean(y)；
对于每一轮m＝1,2,...,M迭代:
计算负梯度:对于每个样本i＝1,2,...,n，计算损失函数对于当前模型的负梯度，对于回归问题，负梯度为fm-1(xi)表示第m-1轮迭代中模型对样本xi的预测值；
构建树模型:在每一轮迭代中，构建一棵回归树，用于拟合负梯度，树的结构由树的深度、叶子节点个数等参数决定；
计算叶子节点权重:对于每个叶子节点j，计算该节点的权重wj，通常采用如下公式计算:
其中，Ij表示属于叶子节点j的样本索引集合，him表示样本i在叶子节点j的值；
更新模型:对于每个样本i，更新模型的预测值:
其中，J表示叶子节点的个数，Rj表示叶子节点j的区域，Ⅱ(·)是指示函数，表示条件为真时取值为1,否则为0；表示样本xi是否属于叶子节点j的区域；γ:学习率，用于控制每一步迭代的步长；
计算新的损失值:根据新的模型预测值，计算新的损失函数值，使用平方损失作为损失函数，或者根据具体问题选择其他损失函数；
输出最终模型:经过M轮迭代后，输出最终的回归树模型fM(x)；
步骤4，使用训练集对XGBoost模型进行训练，通过最小化损失函数来优化模型参数，使用测试集对训练好的模型进行评估，评估指标包括均方误差(MSE)、平均绝对误差(MAE)；
步骤5，根据火灾预测结果，智能灭火系统自动控制灭火装置的开启和灭火剂的释放，如果火灾风险较高，系统会立即启动灭火装置，释放灭火剂进行扑灭；如果火灾风险较低，系统会进行监控和预警，等待进一步指令或人工干预；
假设火灾风险评估结果的数值范围为0到100，其中0表示无风险，100表示极高风险，系统设置的阈值为50，超过阈值则认为火灾风险较高；
火焰大小：
大于1cm：对应火灾风险评估结果100；
火焰位置：
离门体较远：对应火灾风险评估结果0；
靠近门体边缘：对应火灾风险评估结果30；
靠近门体中心：对应火灾风险评估结果60；
火焰覆盖门体：对应火灾风险评估结果100；
环境温度：
小于20摄氏度：对应火灾风险评估结果0；
在20摄氏度到40摄氏度之间：对应火灾风险评估结果30；
在40摄氏度到60摄氏度之间：对应火灾风险评估结果60；
大于60摄氏度：对应火灾风险评估结果100；
烟雾浓度：
低于20mg/m3：对应火灾风险评估结果0；
在20mg/m3到50mg/m3之间：对应火灾风险评估结果40；
在50mg/m3到100mg/m3之间：对应火灾风险评估结果70；
大于100mg/m3：对应火灾风险评估结果100；
模拟系统连续进行火灾风险评估，并根据评估结果进行控制：
第一次评估：
当火灾风险评估结果较高时，系统立即启动灭火装置，释放灭火剂进行扑灭；
第二次评估：
当火灾风险评估结果较低时，系统继续监控，但不进行灭火操作，等待进一步指令或人工干预；
第三次评估：
当火灾风险评估结果很低时，系统继续监控，不进行灭火操作；
步骤6，智能灭火系统实时监测火灾情况和灭火效果，将反馈信息传输给控制中心，根据反馈信息，控制中心对系统进行调整，包括调整灭火剂的释放量、调整监测参数，以提高系统的灭火效率和准确性。
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