DE3529344A1

DE3529344A1 - Feueralarm-system

Info

Publication number: DE3529344A1
Application number: DE19853529344
Authority: DE
Inventors: Hiromitsu Chiba Ishii; Yukio Atsugi Kanagawa Yamauchi
Original assignee: Hochiki Corp
Current assignee: Hochiki Corp
Priority date: 1984-08-17
Filing date: 1985-08-15
Publication date: 1986-02-20
Also published as: US4796205A; FI84526C; CH663853A5; AU4599985A; FI853087A0; JPH0452520B2; SE8503853D0; SE8503853L; NO853219L; CA1257356A; AU580083B2; FI853087L; GB2164774B; GB2164774A; FI84526B; GB8520571D0; SE466625B; NO167174B; NO167174C; JPS6149297A

Description

HOCHIKI KABUSHIKI KAISHA, 10-43 Kamiosaki 2-chome, Shinagawa-ku, Tokyo, Japan

Feueralarm -System

Die Erfindung bezieht sich auf ein Feueralarm-System, insbesondere auf ein Feueralarm-System, das so ausgelegt ist, daß es die Bedingungen für ein Feuer unterscheiden kann und zwar basierend auf analogen Signalen, welche nach Änderungen in den physikalischen Phänomena der Umgebung erhalten werden und welche in Bezug auf das Auftreten des Feuers bewirkt werden.

Es ist ein Feueralarm-System bekannt, welches für ein Feuer Charakteris tische,verschiedene physikalische Änderungen ermittelt, um die Bedingungen für ein Feuer zu unterscheiden. Ein solches bekanntes Feueralarm-System,welches zur Ermittlung einer Rauchdichte und einer Gaskonzentration ausgelegt ist, welche vom Feuer herrühren und sich verstärken, ermittelt die charakteristischen Beziehungen zwischen der

Rauchdichte und der Gaskonzentration und bestimmt, beruhend auf diesen Beziehungen, das Feuer. Der Stand der Technik wird z.B. durch die US- PS 4.316.184 vom 16. Februar 1982 und auch durch die US-PS 4.319.229 vom 9. März 1982 dokumentiert.

Die Unterscheidungsfähigkeit des herkömmlichen Systems hängt jedoch nur von der Neigung ab, die aus den Beziehungen zwischen den beiden für ein Feuer charakteristischen physikalischen Änderungen erhalten werden. Deshalb ist es schwierig, synthetisch und sicher die reale Gefahr für ein Feuer zu beurteilen. Im Falle, daß die Bedingungen für ein Feuer außerhalb der voreingestellten charakteristischen Kurve liegen, wird die Bestimmung des Feuers ungenau, bewirkt eine Verzögerung in der Feuererkennung oder einen falschen Alarm.

Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, die oben beschriebenen Probleme zu beseitigen. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Feueralarm-System vorzusehen, welches zur genauen und schnellen Bestimmung eines Feuers geeignet ist, ohne Rücksicht auf die Bedingungen für ein Feuer, und das insbesondere zur Minimierung eines falschen Alarmes geeignet ist, der erzeugt wird, wenn kein Feuer auftritt.

Zur Lösung dieser Aufgabe umfaßt das Feueralarm-System der vorliegenden Erfindung folgende Merkmale:

a) n~( zwei oder mehrere) Ermittlungssektionen zur Ermittlung von Änderungen in den physikalischen Phänomena in der Umgebung, welche in Beziehung auf das Auftreten eines Feuers bewirkt werden, und zur Ausgabe von analogen Daten entsprechend diesen Änderungen;

b) diese Ermittlungssektionen sind so ausgelegt, daß diese n-( zwei oder mehrere) Arten von Änderungen in den physikalischen Phänomena ermitteln und analoge Daten ausgeben;

c) eine Datenerfassungssektion zur Erfassung der Daten der vorausbestiminten Perioden;

d) eine SpeicherSektion zur Speicherung der Daten, welche von der Datenerfassungssektion in einer solchen Weise ausgegeben werden, daß diese Daten durch die n-Ermittlungssektionen un te i~ schieden werden können;

e) eine erste Berechnungssektion zum Herausziehen der n-Arten von Datei; aus der Speicher Sektion, um die Tendenzen der Änderungen zu berechnen;

f)eine zweite BerechnungsSektion zur Berechnung von vektoren, welche die gegenwärtigen oder zukünftigen Bedingungen der physikalischen Phänomena representieren, aus den Tendenzen der Änderungen, welche durch die erste Berechnungssektion berechnet worden sind, und aus den η-Arten von Daten, welche in der Speichersektion gespeichert sind und über eine Datenauszugssektion zugeführt sind;

g) und eine Vergleichssektion zum Vergleich der Vektoren, welche mittels der zweiten Berechnungssektion berechnet worden sind, und der im Hinblick auf die Feuererkennung voreingestellten Daten, um ein Ausgangssignal zu einer Alarmsektion zu erzeugen, wenn erstere nicht innerhalb eines voreingestellten Bereiches sind, welcher in Verbindung mit letzteren für die Erzeugung eines Alarmes definiert sind.

Mit dieser Anordnung kann die vorliegende Erfindung synthetisch die Tendenzen der für ein Feuer charakteristischen physikalischen Änderungen bestimmen, um so in geeigneter Weise die Bedingungen für ein Feuer zu erfassen, die Zuverlässigkeit für Alarmsignale zu erhöhen und das Auftreten eines falschen Alarmes zu minimieren, welcher erzeugt wird, wenn kein Feuer vorhanden ist.

Ferner kann gemäß der vorliegenden Erfindung eine Hüllfläche (abgeschlossene Fläche)( closed surface) in einem n-dimensionalen Raum entsprechend der Gefahrenstufe als ein Bezugswert für,

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.9.

die Feuerbestimmung angewendet werden. In diesem Falle wird die Konfiguration der abgeschlossenen Fläche in dem n- dimensionalen. Raum entsprechend der Art des Feuers eingestellt, z.B. einem Flammenfeuer, einem Schwelbrand od.dgl./ oder ein Feuergrad wird eingestellt, um die aktuellen Feuerbedingungen zu bestimmen. Im Ergebnis können geeignete Aktionen gemäß den erkannten Feuerbedingungen ausgeführt werden, wie z.B. die Kontrolle der Feuerverhütungseinrichtungen, die Betätigung der Feuerlöscheinrichtungen, die Leiteinrichtungen für die Fluchtwege und dgl.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele von Feueralarm-Systemen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein prinzipielles Blockdiagramm des Feueralarm-Systems,

Fig. 2 ein Diagramm einer konkreten Ausführungsform des Feueralarm-Systems,

Fig. 3 ein Blockdiagramm eines ersten Ausführungsbeispieles des Feueralarm-Systems,

Fig. 4 eine Tabelle der Speicherzustände der in den SpeicherSektion gemäß Fig. 3 erfaßten Daten,

Fig. 5 ein Auslegungsdiagramm, das die vorausschauende Bestimmung eines Feuers unter Verwendung eines Vektors in Beziehung auf die Temperatur und die Rauchdichte zeigt,

Fig. 6 ein Ausiegungsdiagramm, das die Beziehungen zwischen einer berechneten Anfangsstufe, einer Feuerstufe und einer Gefahrenstufe zeigt, ■

Fig. 7 ein Flußbild für einen Mikrocomputer für das

erste Ausführungsbeispiel des Feueralarm-Systems-,

Fig. 8 ein Blockdiagramm des zweiten Ausführungsbeispieles des Feueralarm- Systems und

Fig. 9 ein Flußdiagramm für einen Mikrocomputer für

das zweite Ausführungsbeispiel des Feueralarm-Systems.

Vor der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele des Feueralarm-Systemes wird zunächst das Prinzip der Erfindung anhand der Fig. 1 und 2 erklärt.

In den Fig. 1 und 2 sind Analogsensoren 1a,1b ....1n und Übertragungseinheiten 2a,2b,....2n dargestellt, welche gemeinsam η-Sätze von Ermittlungssektionen 3a,3b....3n bilden. Die Analogsensoren 1a,1b ...1n ermitteln n-( zwei oder mehrere) Arten von verschiedenen physikalischen Änderungen und geben analoge Signale entsprechend den ermittelten Beträgen aus. Die Übertragungseinheiten 2a-2n wandeln die analogen Ermittlungssignale der Analogsensoren 1a bis 1n in digitale Signale um und übertragen diese in digitaler Form zu einer zentralen Signalstation. Die analogen Sensoren 1a bis 1n sind im gleichen Alarmbereich installiert und benachbart zueinander angeordnet, um eine Feuerermittlung unter den gleichen Bedingungen durchzuführen.

Eine zur zentralen Signalstation gehörige Empfangs- und Kontrollsektion 4 umfaßt eine Empfangseinheit 5, eine Berechnungseinheit 6 und eine Kontrolleinheit 7. Die Empfangseinheit 5 schließt eine Datenerfassungssektion 8 ein, mit welcher die Ausgangsleitungen der Übertragungseinheiten 2a bis 2n der Ermittlungssektionen 3a bis 3n verbunden sind. Als digitale Übermittlungseinrichtung zwischen den übertragung seinheiten 2a bis 2n und der Empfangseinheit 5 kann jedes geeignete System, wisz.B. Polling -System, verwendet

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werden, in welchem die Übertragungseinheiten 2 a bis 2n der Reihe nach abgefragt werden durch die Empfangseinheit für eine übertragung der digitalen Daten. Auch kann ein System verwendet werden, bei welchem die Übertragungseinheiten 2a bis 2n die digitalen Daten mit Codeadressen nacheinander übertragen, oder ein System, bei welchem die Übertragungseinheiten 2a bis 2n mit der Empfangseinheit über spezielle Signalleitungen verbunden sind.

Die Berechnungseinheit 6 führt eine spezielle Berechnung durch, welche auf den Daten basiert, die nacheinander über die Empfangseinheit 5 von den jeweiligen Sensoren empfangen werden. Als Berechnungseinheit 6 kann ein Mikrocomputer verwendet werden. Die Berechnungseinheit 6 umfaßt eine Speichersektion 9, eine Datenauszugssektion 10, eine Änderungstendenzen- Berechnungssektion 11, eine Voraussage- Berechnungssektion 12 und eine Gefahrengrad-BeStimmungsSektion 13. Die Speichersektion 9 speichert die von der Datenerfassungssektion 8 ausgegebenen Daten in der Empfangseinheit 5, wobei die Daten mittels der n- Analogsensoren unterschieden werden. Die DatenauszugsSektion 10 zieht die in der Speichersektion 9 gespeicherten Daten ab und liefert diese zu der Änderungstendenzen-BerechnungsSektion 11. Die Änderungstendenzen-Berechnungssektion 11 berechnet die Tendenzen der n-Daten im Hinblick darauf, wie diese Daten sich in der Zukunft ändern werden. Die Voraussage- BerechnungsSektion 12 berechnet Vektoren in den n-dimensionalen Räumen, welche den gegenwärtigen oder zukünftigen Zustand der n- physikalischen Änderungen repräsentieren. Für diese Berechnung werden die Änderungstendenzen derjenigen Daten, die durch die Änderungstendenzen -Berechnungssektion 11 berechnet werden,und diejenigen Daten verwendet, die in der Speichersektion 9 gespeichert sind. Die Gefahrengrad- Bestimmungssektion 13 führt -eine Feuerbestimmung oder Gefahrenbestimmung durch, welche auf den Ergebnissen basiert, die mittels der Voraus-,

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■μ-

sage- Berechnungssektion 12 berechnet werden, und erzeugt ein Ausgangssignal, sobald die Gefahrengrad-Bestimmungssektion erkennt, daß die Umgebungsbedingungen in einem spezifischen Bereich liegen.

Das Ausgangssignal der Berechnungssektion 6 wird einer Steuereinheit 7 zugeführt. Diese steuert den Feueralarm und die Betätiyang der Feuerlöscheinrichtung.

Nachfolgend wird das Prinzip der Feuererkennung gemäß vorliegender Erfindung näher beschrieben.

Wenn η-Arten von gegenwärtigen physikalischen Änderungen, die für ein Feuer charakteristisch sind, welches durch die Analogsensoren 1a bis 1n ermittelt werden soll, als x1, x2... xn angenommen werden und dann ein n- dimensionaler Raum mit den physikalischen Änderungen x1 bis xn als Ordinate oder Abzisse betrachtet wird, kann der synthetische Vektor X in dem n- dimensionalen Raum wie folgt ausgedrückt werden:

X = x1i1 + x2i2 + ... xnin,

wobei ii ( i + 1,2 ...n) einen Einheitsvektor in der entsprechenden Koordinatenrichtung darstellt. Wenn ein Zeitelement t in den synthetischen Vektor X eingeschlossen ist, ändert sich der synthetische VektorXLn dem n- dimensionalen Raum gemäß der Entwicklung des Feuers und der durch den Endpunkt des synthetischen Vektors X gezogene Ortssektor zeigt eine Änderung in den Umgebungsbedingungen an.. Folglich können die Bedingungen der Umgebung bezüglich des Feuers durch den Vektor X. ( t) in den n-dimensionalen Raum ausgedrückt werden.

Wenn nun die Werte der physikalischen Änderungen x1 bis xn als positiv angenommen werden und x1 bis xn so gewählt werden, daß diese Werte der physikalischen Änderungen x1 bis xn

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größer werden, wenn das Feuer sich ausbreitet, wird die auf das Feuer zurückzuführende Gefahr größer, wenn der Vektor X entfernt vom Koordinatenursprung des n-dimensionalen Raumes ist.

Wenn z.B. die Temperatur T, eine Rauchdichte Cs und eine CO-Gaskonzentration Cg als physikalische Änderungen gewählt werden und wenn eine Änderung (T-TO) der Temperatur τ von einer Normaltemperatur als physikalische Änderung x1 angenommen wird und in ähnlicher Weise eine Änderung der Rauchdichte Cs und eine Änderung CO-Gaskonzentration Cg angenommen werden als physikalische Änderungen x2 und x3, ist der Vektor X der physikalischen Änderungen x1 bis χ3 entfernt vom Ursprung entsprechend der Entwicklung des Feuers.

In diesem Falle können die physikalischen Änderungen x1 bis xn in geeigneter Weise gewählt werden gemäß dem zu überwachenden Ort, den Materialien, mit deren Entzündung gerechnet wird, den Arten von Alarm, z.B. einem Alarm, um die Menschen rechtzeitig flüchten zu lassen, oder einem Alarm zum Beginn der Feuerlöschaktionen oder dgl. Wenn z.B. eine Sauerstoff-Konzentration anstelle der CO- Gaskonzentration Cg verwendet wird, kann die physikalische Änderung x3 CgO-Cg sein ( wobei CgO eine normale Sauerstoff-Konzentration ist).

Indem n-dimensionalen Raum, der durch die n-physikalischen Änderungen bestimmt wird, kann die zu ermittelnde Gefahrenstufe, d.h. ein Niveau, bei welchem Menschen noch existieren i können, als eine n-dimensionale abgeschlossene Fläche (Hüllfläche) festgesetzt werden. Die n- dimensionale abgeschlossene Hüllfläche, welche die Gefahrenstufe definiert, wird durch die folgende Formel ausgedrückt:

f (x1, x2, ....xn) = 0

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Im Falle, daß der Endpunkt des Vektors %, der durch die physikalischen Änderungen x1 bis xn bestimmt wird, durch die mittels der obige^ Formel abgeschlossene Fläche hindurch geht, kann angenommen werden, daß das Feuer die Gefahrenstufe erreicht hat.

Wenn die abgeschlossene Fläche f ( x1 ...xn) = 0 eine dreidimensionaie EIlLp sen ober fläche ist, kann die Formel wie folgt ausgedrückt werden:

( a1x1² + a2x2² + a3x3²) -1=0

Wenn die Konstanten al bis an in x1 bis xn eingeschlossen sind und als x1 bis xn standardisiert sind, kann die die Gefahrenstufe repräsentierende abgeschlossene Fläche als eine dreidimensionale sphärische Fläche mit dem Radius r betrachtet werden, welche wie folgt ausgedrückt werden kann:

( x1² + x2² +x3²) -r² = 0

Mit anderen Worten ,die Konstanten al bis an können geändert werden, um die Analogdaten 1a bis 1n für die Bewirkung einer optimalen Feuerermittlung abzuschätzen.

Nachdem die n-dimensionale abgeschlossene Fläche zur Bestimmung der Gefahrenstufe eingestellt ist, werden die physikalischen Änderungswerte x1 ( t) bis Xn (t), ermittelt zu einer Zeit t ,für die obigen Werte x1 bis xn eingesetzt. Sobald die Bedingung

f {(xi (t))j > 0

erfüllt ist, geht der Endpunkt des Vektors y durch die abgeschlossene Fläche hinaus, wie es durch die obige Formel angegeben ist, und liegt außerhalb der abgeschlossenen Fläche. Folglich kann bestimmt werden, daß die Bedingungen

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■/IS-

für ein Feuer die Gefahrenstufe überschreiten.

In dieser Hinsicht wird bemerkt, daß, obwohl nur eine zweidimensionale Elliptische-oder Kreis- Fläche oder eine dreidimensionale elliptische oder sphärische Fläche als Beispiel für die abgeschlossene Fläche f (x) in den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung überall in der Beschreibung erwähnt werden, die abgeschlossene Fläche f(x) jede andere Fläche sein kann, sofern diese nur durch eine Funktion der physikalischen Änderungen x1 bis xn ausgedrückt werden kann.

Das erste Ausführungsbeispiel wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 3 bis 7 beschrieben.

Obwohl die Ermittlungsausgangswerte xi(t) der Analogsensoren 1a bis 1n verwendet werden, wie z.B. in der vorangegangenen Beschreibung des Prinzips des Feueralarm-Systems, wird die Feuerbestimmung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel auf der Grundlage der Voraussage des Endpunktes des Vektors X nach einer vorher bestimmten Zeit ausgehend von der gegenwärtigen Zeit durchgeführt.

Die Teile oder Bauteile, die gleich oder ähnlich zu den Teilen oder Bauteilen des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Systems sind, werden durch gleiche oder ähnliche Bezeichnungen bezeichnet,und die Erklärungen dieser Teile oder Bauteile sind hier vereinfacht.

Die Analogsensoren sind mit den Bezugszahlen 1a, 1b ,..1n und die Übertragungseinheiten mit den Bezugszahlen 2a,2b,..2n bezeichnet. Jeder der Analogsensoren 1a bis 1n bildet in Kombination mit der entsprechenden Übertragungseinheit 2a bis 2n eine Ermittlungssektion 3a,3b...3n. Die Ermittlungssektionen 3a bis 3n ermitteln Änderungen in den physikalischen

Phänomena, wie z.B. Temperatur T, Rauchdichte Cs, eine CO- Gaskonzentration Cg und dgl. sowie physikalische Änderungen x1,x2,...xn.

Eine Empfangseinheit 5 umfaßt eine Datenerfassungsektion 8, die mit den Ausgangsleitungen der Übertragungseinheiten 2a bis 2n und einer Betriebsdurchschnittswerte-Berechnungssektion 14 verbunden sind. Die Betriebsdurchschnittwerte-Berechnungssektion 14 bewirkt nacheinander eine Betriebsdurchschnittswerte-Berechnung im Hinblick auf die Ausgangsdaten der Analogsensoren 1 bis 1n, welche durch die Datenerfassungssektion 8 erfaßt sind. Genauer gesagt, die Ausgangswerte des Analogsensors 1a werden nacheinander ausgedrückt als x1 , x1 ,...x1 ,x1^m ,... und der letzte Ausgangswert xa . Die gegenwärtigen Werte xa und der Kehrwert xa werden einer arithmetischen Mittelwertbildung unterworfen, um einen Durchschnittswert LDa zu erhalten. Dieser Durchschnittswert wird wie folgt ausgedrückt:

wobei i = 1, 2 ... η ist.

Der Schritt zur Ermittlung des Betriebsdurchschnittswertes wird ausgeführt, wann auch immer jeder der Analogsensoren 1a bis 1n seinen letzten Wert x1 , x2 ... xn^m erhalten hat. Die Exponenten 1, 2 ... m, m+1 ... stellen nicht die Größe,sondern die Reihenfolge dar.

Der Betriebsdurchschnittswert hat die Funktion einer Filterung. Genauer gesagt,kann der Betriebsdurchschnittswert den Einfluß von Geräuschen, wie auch Rauch von Zigaretten und dgl., welche außergewöhnliche Werte im Vergleich mit den anderen Werten der Analogsensoren erzeugen, eliminieren, indem diese und die anderen beiden Daten gemittelt werden. _%

BAD

Die Betriebsdurchschnittswerte LDi , LDi ... LDi^m werden nacheinander in die SpeicherSektion 9 eingegeben und in dieser gespeichert. Die Werte werden in der SpeicherSektion 9 mittels der Ermittlungssektion 3a,3b, ...3 η gespeichert, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Der älteste Wert wird nach Eingabe des letzten Wertes gelöscht. Jedoch, wenn die Kapazität der SpeicherSektion 9 groß genug ist, kann eine andere Dispositionsart angewendet werden.

Alternativ können zum Erhalt der Betriebsdurchschnittswerte LDi^m die Datenauszugssektion 10 und die Betriebsdu.rchschnittswerte-BerechnungsSektion 14 miteinander verbunden werden, wie es durch gebrochene Linien in Fig. 3 dargestellt ist. Somit wird der Betriebsdurchschnittswert aus dem letzten Ausgangswert xi der Analogsensoren 1a bis 1n, dem Ausgangswert xi^m zur gegenwärtigen Zeit und dem letzten Betriebsdurchschnittswert LDi¹¹¹ berechnet. Die Geräuschunterdrückung smittel sind nicht auf das oben beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern es können auch andere bekannte Mittel alternativ angewandt werden. Die Übertragungseinheiten 2a bis 2n können weggelassen werden, wenn die Analogsensoren 1a bis 1n eine Datenverarbeitungsfunktion aufweisen.

Eine Berechnungseinheit 6 umfaßt die Speichersektion 9, wie es oben beschrieben ist, eine Datenauszugssektion 10 und eine Stufenbestimmungssektion 15, eine Änderungstendenz-Berechnungssektion 11 und eine Voraussage- Berechnungssektion 12, welche in der Stufe hinter der Datenauszugssektion 10 angeordnet sind.

Die Stufenbestimmungssektion 15 umfaßt eine Hüllflächen-BerechnungsSektion 16 und eine Hüllflächen-Vergleichssektion 17. Die Stufenbestimmungssektion 15 berechnet einen Vektor X, welcher die gegenwärtigen Bedingungen der Umgebung

aus den letzten Betriebsdurchschnittswerten LDi repräsentiert und bestimmt, ob die Änderungstendenzen- Berechnungssektion 11 in der folgenden Stufe betätigt werden soll oder nicht. Die-Hüllflächen- Berechnungssektion 16 umfaßt eine Gleichung für die Hüllfläche f(x) = 0, welche darin eine vorherbestimmte, vorläufig eingestellte Eingangsberechnungsstufe ausdrückt. Die letzten η-Arten von Betriebsdurchschnittswerten LD1 , LD2 ....LDn^m werden eingesetzt, um den,den gegenwärtigen Zustand darstellenden Vektor zu berechnen. Wenn z.B. eine die Hüllfläche beschreibende Gleichung f(x) definiert ist als

f (X)₀ = {( a1(x1)² + a2(x2)² + . . . +an(xn) ² Λ -1

wird die Berechnung im Hinblick auf die letzten Betriebsdurchschnittswerte LD1 ....LDn^m wie folgt ausgeführt:

(LDI¹V + a2(LD2^m)² .. .a3 (LDn^m)² )J -1

Die Hüllflächen- Vergleichssektion 17 vergleicht die beiden Werte von f(x)_Q . Wenn f(x)₀ = 0 ist oder wenn der Endpunkt des durch die neusten Betriebsdurchschnittswerte LD1 gebildeten Vektors die Eingangsberechnungsstufe darstellt, wird ein Ausgangssignal erzeugt, um die Änderungstendenzen-Berechnungssektion 11 zu betätigen. Die Eingangsstufenberechnung wird entsprechend den Umgebungsbedingungen bestimmt, so daß das gesamte System nicht betätigt wird, wann auch immer die Werte von den Analogsensoren 1a bis 1n erfaßt werden, und di^ Betriebsdurchschnittswerte werden berechnet, aber die Voraussageberechnung wird nur durchgeführt, wenn die Betriebsdurchschnittswerte eine vorher bestimmte Stufe übersteigen. Folglich ist eine wirksame Betätigung des Systems sichergestellt.

Die Änderungstendenzen- BerechnungsSektion 11 umfaßt eine Vektorneigungs-Berechnungssektion 18 und eine Vektorneigungs-Vergleichssektion 19. Die Vektorneigungs-Berechnungssektion 18 berechnet zwei synthetische Vektoren auf der

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■/ί·

Grundlage der neuesten Betriebsdurchschnittswerte LD1 , LD2^m... LDn^m der Analogsensoren 1a bis 1n aus der Speichersektion 9 über die Datenauszugssektion 10 und berechnet die Neigung der Vektoren.

Wenn Einheitsvektoren der Werte der entsprechenden Analogsensoren 1a bis 1n angenommen werden als ±1,i2,..xn, kann der Vektor X wie folgt angegeben werden:

X = LD1^m i1 + LD2^m 12 ... + LDn^m in

Folglich kann die Neigung des Vektors (c>X/ot)_t0 berechnet werden , wenn der synthetische Vektor X(tO) zur gegenwärtigen Zeit tO und der synthetische Vektor 3f(tO -Afc) zu einer früheren Zeit während einer vorher bestimmten Periode t erhalten werden.

Die Neigung des Vektors kann wie folgt berechnet werden:

(^xAt) _t0 = X(to)-X(to-At)/t

Die oben gegebene Neigung ist verwendbar, wenn die Betriebsdurchschnittswerte LDi sich linear ändern. Wenn sich aber die Betriebsdurchschnittswerte LDi plötzlich wie eine quadratische Kurve ändern, kann die Neigung wie folgt berechnet werden:

)_tQ =X"(tO)-2X (tO-At) +X(t0-2_AtUt²

Die Vektorneigungs-Berechnungssektion 19 berechnet einen Referenzwert (<2jX/£>t) ,vorherbestimmt in Bezug auf die Vektorneigung und die oben angeführte Vektorneigung (b!X/bt) _Q. Wenn

ist wird ein Ausgangssignal direkt zur Steuereinheit 7 gegeben

und zu jeder weiteren Zeit wird ein Ausgangssignal zur Voraussage- Berechnungssektion 12 erzeugt.

Die Voraussage- BerechnungsSektion 12 umfaßt eine Vektorelement-Voraussage - Berechnungssektion 20 und eine Hüllflächen-Voraussage-Berechnungssektion 21. Die Vektorelement-Voraussage-Berechnungssektion 20 berechnet die Neigungen aus den Werten der Analogsensoren 1a bis 1n von den Betrieüsdurchschnittswerten LD1 bis LDn der entsprechenden Analogsensoren 1a bis 1n und führt eine Voraussageberechnung der Werte für die entsprechenden Analogsensoren 1a bis 1n nach einer voreingestellten Zeitperiode ta von der gegenwärtigen Zeit tO durch.

Um die zukünftige Lage des n-dimensionalen Vektors OC linear vorauszusagen, wird die Neigung (bX^Ot), des Vektors 3C(t) zur gegenwärtigen Zeit tO im Hinblick auf die Zeit t erhalten und der Vektor JC (t) wird entlang der Neigung verlängert, so daß der Endpunkt des Vektors X nach der vorher bestimmten Zeitperiode vorausgesagt werden kann.

Genauer gesagt kann der Vektor X (tO + ta) nach ta Sekunden von der gegenwärtigen Zeit tO wie folgt näherungsweise ermittelt werden:

.X"(tO + ta) = X(tO) + ta $?t)

to

Die Neigung (£>X/^t). kann erhalten wer.den durch die Differenz zwischen der Vektorlage }£(t0-At) zu einer zurückliegenden Zeit während einer vorher bestimmten Zeitperiode ta von der gegenwärtigen Zeit tO und der Vektorlage X(t), wie folgt:

t)_t0 = 3f(tO) -

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• ZA-

Wenn diese Formel durch die entsprechenden physikalischen Änderungen x1 bis xn ausgedrückt wird, werden die folgenden Gleichungen erhalten:

xi'(tO+ta) =x1(tO) + t

xn(tO+ta) = xn(tO) + ta (<ixn/St) _Q

Die Neigungen der Werte der entsprechenden Analogsensoren 1a bis 1n können wir folgt ausgedrückt werden:

(Τ,χΙ/ö t) _t0-xl (tO) -xl (tO-A t) /Δ t

Cdxn/a t) _t0 ^=xn(^t0) "^xn(tO-Δt) /Δ t

xi(tO + ta) = xi + t_QOZ;L/3t>fc_o

el

Wenn die Betriebsdurchschnittswerte LD1^m,LD2^m...LDn^m zur gegenwärtigen Zeit tO berechnet werden, können die physikalischen Änderungen eines jeden Sensors 1a bis 1 η nach der vorher bestimmten Zeitperiode ta wie folgt ausgedrückt werden.

LDn^m ₊!VUt(dxn/at)_t0

i ta=Md t.

Die Neigungen werden wir folgt angegeben :

_t0
(Z>x2/öt)_t0=LD2^m-LD2^m"¹/At

Die Hüllflächen- Voraussage- Berechnungssektion 21 sagt die Lage des Endpunktes des synthetischen Vektors X voraus unter Verwendung der Werte xi^m+M, x2^m+M ..xn^m+M nach der vorher bestimmten Zeitperiode ta, welche wie oben beschrieben berechnet worden sind. Genauer gesagt werden diese Werte in die vorher bestimmte Gleichung für die Hüllfläche f (x)_D eingesetzt, um diese Werte zu berechnen. Wenn die Gleichung wie folgt vorher berechnet ist:

f(x)_D = |(a1(x1)² + a2(x2)² + ... +an(xn)²)( -

wird die Hüllfläche f(^X _m+M)_D derselben nach Verstreichen der vorher bestimmten Zeit ta von der gegenwärtigen Zeit to wie folgt berechnet:

f(x_m+M)_D = {(a1(xi^m+V + a2(x2^m+V + ... ₊an (xn^m+V

Weil xi in obiger Gleichung ein Zeitelement enthält, wird die Lage der Endpunkte der synthetischen Vektoren 3C durch eine Synthese der zukünftigen Werte der entsprechenden Daten erhalten werden, in Bezug auf die vorher berechnete Hüllfläche f(x)_D - 0 dargestellt.

Die Gefahrengrad-Bestimmungssektion 13 bestimmt, ob der Endpunkt des synthetischen Vektors X innerhalb oder außerhalb der Hüllfläche f(x)_D =0 ist, wenn

.m+M. ·> _. _m+M_v 3 . m+M. 7 _{Λ η} ¹ )² +a2(x2 )² + ... +an(xn ) 7—1=0

ist, und erzeugt ein Ausgangssignal zur Steuersektion 7.

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3~5 29 3 U - 53·

Um die Lage des Endpunktes des synthetischen Vektors X zu einem quadratischen Punkt anzunähern, kann die folgende quadratische Näherungs-und Differential-Koeffizienten-Gleichung angewandt werden:

X(t0*ta)=X(t0)+taßX/öt)_t0+(ta²(dX/dt²)_t0/2)

Die Voraussage für den Vektor kann in einer ähnlichen Weise im Hinblick auf eine Näherung n-ter -Ordnung, wie z.B. dritter Ordnung oder höherer Ordnung, durchgeführt werden.

Die Fig. 5 zeigt ein Erläuterungsdiagramm, das konkret die Feuerbestimmung durch die Vektor- Voraussageberechnung zeigt, wie es oben im Hinblick auf die beiden physikalischen Änderungen wie Temperatur und Rauchdichte beschrieben worden ist. Wenn z.B. die Gefahrenstufe für die Temperatur zu 100⁰C und die Gefahrenstufe für die Rauchdichte zu 20%/m als Auslöschfristen festgesetzt werden, wird eine Gefahrenstufe z.B. in einem Sektor, der mit durchgezogenen Linien dargestellt ist, innerhalb einer absoluten Gefahrenstufe vorher eingestellt, welche durch eine strichpunktierte Linie dargestellt ist. Die Gefahrenstufe wird immer innerhalb der absoluten Gefahrenstufe festgesetzt.

Wenn der Vektor zur gegenwärtigen Zeit to in dem zweidimensionalen Raum der Temperatur und der Rauchdichte als^(tO) angenommen wird, wird der Vektor Jf (tO+ta) nach der Zeitperiode ta ausgehend von der gegenwärtigen Zeit vorausschauend berechnet. Wenn der berechnete Vektor X(tO + ta) durch die Gefahrenstufe hindurchgeht, wie es in Fig.5dargestellt ist, wird ein Feuer festgestellt und ein Alarmsignal erzeugt. Wenn der Vektor X (tO +ta) nicht die Gefahrenstufe erreicht, wird kein Alarmsignal erzeugt und eine weitere vorausschauende Berechnung wird auf der Grundlage der nachfolgend erfaßten

BAD

Daten für den Vektor durchgeführt.

Wie es in Fig. 6 dargestellt ist, kann alternativ eine Hüllfläche f(x)j,, =0 , welche eine Feuerstufe darstellt, zusätzlich vorgesehen werden zwischen einer Hüllfläche f(x) =0, welche die Eingangsberechnungsstufe darstellt,und einer Hüllfläche f (x),, = 0, welche die Gefahrenstufe darstellt. In diesem 1'¹CiIIe kann entweder die Gefahrenstufe oder die Feuerstufe ausgewählt werden und der Inhalt des Alarms kann variiert werden.

Das Verfahren zur Feuerbestimmung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wird nun unter Bezugnahme auf ein Flußbild für einen Mikrocomputer gemäß Fig. 7 beschrieben. Im Block a werden die digitalen Daten, die von den Übertragungseinheiten 2a bis 2n der entsprechenden Analogsensoren 1a bis 1n übertragen worden sind,durch die Analogsensoren empfangen, um eine Datenerfassung zu bewirken.Im Block b werden folgende Geräusche durch das Verfahren zur Betriebsdurchschnittswertebestimmung eleminiert, um Betriebsdurchschnittswerte LD1, LD2 ...LDm der für das Feuer charakteristischen Änderungen zu erhalten^und von den Sensoren abgeleitet: Geräusche, die in den digitalen Daten enthalten sind, welche gleichzeitig mit der Datenerfassung empfangen werden und welche auf die Sensoren selbst zurückzuführen sind, und

Geräusche, welche auf die Änderungen in der Umgebung zurückzuführen sind oder welche während der Datenübertragung bewirkt werden.

Im Block c werden die jüngsten Betriebsdurchschnittswerte LD1 bis LDn der entsprechenden Analogsensoren 1a bis 1n herausgezogen.

In Block d werden diese Werte in die Hüllflächen- Gleichung ·

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f(x)₀ eingesetzt, welche die Voraussageberechnung für die Eingangsstufe darstellt, um die Stufe zu berechnen. Im Block e wird bestimmt, ob die Hüllflächen-Formel f(LDi^ra, LD2^m ... LDn^m) ₀'. größer oder kleiner als 0 ist. Wenn der Wert kleiner als 0 ist,wird das nachfolgende Verfahren nicht durchgeführt und die Verfahrensstufe wird zum Block a zurückgeführt. Wenn der Wert 0 beträgt oder größer ist, wird das Verfahren zur Vorhersageberechnung im Block f weiter ausgeführt.

Im Block f werden die Betriebsdurchschnittswerte LD1 bis LDn^m der entsprechenden Analogsensoren 1a bis 1n zur gegenwärtigen Zeit to und die Betriebsdurchschnittswerte LD1 ■ bis LDn zurückliegend um die voreingestellte Zeit herausgezogen. Im Block g wird die Neigung _t0 des Vektors auf der Grundlage der Betriebsdurchschnittswerte berechnet.

Im Block h werden die Bezugsdaten (^&Of/ At) und die Neigung (bj£/ At) _Q berechnet. Sobald ("bX/^t)

_Q berechnet. Sobald (bX/^t) _t0 =

ist , wird der Verfahrensschritt zu Block m geführt, um einen Alarm zu erzeugen. Im gegenteiligen Fall wird das verfahren im Block i fortgesetzt.

Im Block i wird die Neigung (2>3f/At), _Q des Vektors herausgezogen. Im Block j wird die Lage des Vektors X nach der voreingestellten Zeit ta von der gegenwärtigen Zeit tO berechnet für die entsprechenden physikalischen Änderungen x1 bis xn aus der herausgezogenen Neigung des Vektors und dem Vektor X (tO) zur gegenwärtigen Zeit tO. Nachdem die Voraussageberechnung des Vektorelementes xi(tO + ta) nach einer Zeit ta von der gegenwärtigen Zeit tO im Block j vervollständigt worden ist, wird die Vektorvoraussageberechnung im Block k ausgeführt, wie z.B., ob der vorausberechnete Vektor 3f(tO + tr) durch die voreingestellte

■ 36-

Hüllfläche f(x)_ö= O in dem Raum n-ter Ordnung hindurchgeht, welcher die Gefahrenstufe darstellt.

Anschließend wird im Block 1 bestimmt, ob der Wert von f(x) = 0, der vom vorausgesagten Vektor nach der Zeit ta gegeben ist, welche im Block k erhalten worden ist, größer oder kleiner als 0 ist. Wenn der vorausgesagte Vektor durch die Hüllfläche f(x) = 0 hindurchgeht, welche die Gefanrenstufe darstellt, hat der im Block h berechnete Wert einen positiven Wert, der Null übersteigt . Wenn der vorausgesagte Vektor nicht die Hüllfläche erreicht, welche die Gefahrenstufe darstellt, hat der berechnete Wert einen negativen Wert kleiner Mull . Wenn der Wert in Block !größer als Null bestimmt wird, wird im Ergebnis festgestellt, daß der vorausgesagte Vektor nach der Zeit tr die Hüllfläche erreicht, welche die Gefahrenstufe darstellt, und es wird ein,ein Feuer anzeigendes Alarmsignal in Block m ausgegeben. Wenn andererseits in Block 1 der berechnete Wert als kleiner Null bestimmt wird, ist festgestellt, daß der vorausgesagte Vektor nicht die Hüllflache erreicht, welche die Gefahrenstufe darstellt, und der Verfahrensschritt wird zum Block a zurückgestellt »um ein ähnliches Voraussageberechnungsverfahren durch zuführen.

Anhand der Fig. 8 und 9 wird nun das zweite Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung näher beschrieben. Die Teile und Bauteile, die ähnlich oder gleich den Teilen und Bauteilen des ersten Ausführungsbeispieles sind, sind mit ähnlichen oder gleichen Bezugszahlen bezeichnet und die Erklärung dieser Teile und Bauteile wird vereinfacht.

Das zweite Ausführungsbeispiel ist so ausgebildet, daß

es berechnen kann, wann der den gegenwärtigen Zustand darstellende Vektor Jüf die Gefahrenstufe zur Bestimmung eines

-22-

Feuers erreicht.

Die Analogsensoren 1a bis 1n und die Übertragungseinheiten 2a bis 2n bilden wiederum die Ermittlüngssektionen 3a bis 3n. Eine Datenerfassungssektion 8 und eine Betriebsdurchschnittswerte-Berechnungssektion 14 bilden eine Empfangseinheit 5. Eine Speichersektion 9 umfaßt eine Speichersektion 25 für die erfaßten Daten und eine Speichersektion 26 für die Betriebsdurchschnittswerte. Die Speichersektion 25 für die

erfaßten Daten ist zwischen der Datenerfassungssektion 8 und der Betriebsdurchschnittswerte-Berechnungssektion 14 angeordnet.

Zwischen der DatenerfassungsSektion 8 und der Betriebsdurchschnittswerte-Berechnungssektion 14 ist ferner eine Vergleichssektion 15a für die Berechnung der Eingangsstufe parallel mit der Speichersektioir7für die erfaßten Daten vorgesehen. In der VergleichssekticWffür die Berechnung der Eingangsstufe werden η-Arten von Schwellwerten L1 bis Ln voreingestellt für die entsprechenden Analogsensoren 1a bis 1n der Ermittlungssektionen 3a bis 3n. Es wird ein Ausgangssignal erzeugt, sobald irgendeiner der erfaßten Werte x1 bis xn die entsprechenden Schwellwerte L1 bis Ln überschreitet. Die Betriebsdurchschnittswerte-Berechnungssektion 14 wird nicht betätigt, bevor dieses Ausgangssignal erzeugt ist. Folglich werden die Verfahrensschritte zur Berechnung der Betriebsdurchschnittswerte vermindert, um die Wirksamkeit des Systems zu verbessern. Die Berechnungsergebnisse der Betriebsdurchschnittswerte- Berechnungssektion 14 werden in der Betriebsdurchschnittswerte-Speichersektion 26 gespeichert.

In einer Stufe hinter der Betriebsdurchschnittswerte- Speichersektion 26 ist eine StufenbeStimmungsSektion 15 ähnlich derjenigen des ersten Ausführungsbeispieles vorgesehen. Die Stufenbestimmungssektion 15 schließt eine Hüllflächen-

•ze-

BerechnungsSektion 16 und eine Hüllflächen- Vergleichssektion 17 ein und berechnet einen Vektor Jjf, der die Bedingungen der Umgebung zur gegenwärtigen Zeit aus den jüngsten Betriebsdurchschnittswerten LDi darstellt, um so zu bestimmen, ob eine Änderungstendenzen- Berechnungssektion 27 in der nachfolgenden Stufe zu betätigen ist oder nicht. In diesem Ausführungsbeispiel wird jedoch eine Hüllfläche f(x), = 0, entsprechend einer, ein Feuer darstellenden Stufe, welche größer ist als die Schwellwerte L1 bis Ln, welche die Eingang sberechnanqsstufe darstellen, vorläufig in der Hüllflächen- Vergleichssektion 17 eingestellt. Folglich erzeugt die StufenbeStimmungssektion 15 in der Steuersektion 7 ein Signal, welches das Auftreten eines Feuers darstellt, wenn f(x), = 0 ist, d.h. , wenn der Endpunkt des Vektors X, der durch die jüngsten Betriebsdurchschnittswerte LD1 ... LDn gebildet wird, eingeschlossen ist innerhalb der Hüllfläche, welche die Feuerstufe darstellt, oder durch die Hüllfläche hindurchgeht. Zu einer anderen Zeit wird ein Betätigungssignal für die Änderungstendenzen-Berechnungssektion 27 erzeugt.

Die Änderungstendenzen-Berechnungssektion 27 umfaßt eine Regressionslinien- Berechnungssektion 28 zum Erhalt einer Regressionslinie aus den Betriebsdurchschnittswerten LDi LDi der entsprechenden Analogsensoren 1a bis 1n. Eine Neigungs-Vergleichssektion 29 zum Vergleich der Neigung ( dx1/dt,dx2/dt, dx3/dt ....) der erhaltenen Regressionslinie und eine vorläufig eingestellte Bezugsneigung (dx1^S/dt, dx2^S/dt, dx3^s/dt, dxi^S/dt(i=1,2...n) sind als typische Beispiele dargestellt. Die Neigung der Regressionslinie (dx1/dt,dx2/dt, ...dxn/dt) ist ebenfalls als typisches Beispiel dargestellt.

Die Neigungs- Vergleichssektion 29 erzeugt ein Ausgangssignal direkt zur Steuersektion zur Aufgabe eines Alarmes, sobald eine der Neigungen der Regressionslinien den Referenzwert ,

SAD ORIGlNAl

übersteigt. Wenn eine der Neigungen unterhalb des Referenzwertes ist, wird ein Ausgangssignal zu einer Voraussageberechnungssektion 30 erzeugt, um diese zu betätigen. Bei der Berechnung der Regressionslinie und deren Neigung kann eine bekannte statistische Methode angewandt werden.

Die Voraussageberechnungssektion 30 umfaßt eine Neigungsauszugssektion 31 und eine Zeitvoraussage-BerechnungsSektion 32. Die NeigungssauszugsSektion 31 zieht die Neigungen dxi/dt der Regressionslinien aus der Regressionslinien-Berechnungssektion 28 heraus und liefert diese zur Zeitvoraussage -Berechnungssektion 32.

In der Zeitvoraussage- BerechnungsSektion 3 2 ist eine Gleichung, welche durch Modifizierung der Hüllfläche f(x)_D = 0 der Gefahrenstufe mit Bezug auf die Zeit erhalten wird, vorläufig eingestellt und die Zeitvoraussage- Berechnungssektion 32 berechnet eine Zeit, welche der VektorXTtO) zur gegenwärtigen Zeit tO benötigt, um die Gefahrenstufe zu erreichen. Der Fall, in welchem drei Analogsensoren 1a,1b,1c, zusammengesetzt angewendet werden und die die Gefahrenstufe darstellende Hüllfläche f(x)_n ⁼ 0 als eine sphärische Oberfläche angenommen wird, wird nun angesprochen. Die Betriebswerte der Analogsensoren 1a,1b,1c zur gegenwärtigen Zeit tO werden als LD1 , LD2 , LD3 angenommen. Die Zeit zur Erreichung der Gefahrenstufe wird als tr angenommen. Jede Ausgangsstufe x1 , x2^m ' x3 eines jeden Sensors 1a,1b,1c beträgt nach Ablauf der Zeit tr:

x1^m+R=LD1^m+tr ( dx1/dt)
x2^m+R=LD2^m+tr ( dx2/dt)
x3^m+R=LD3^m+tr ( dx3/dt)

Die oben angegebenen Werte dx1/dt, dx2/dt, dx3/dt sind als , Neigungen ausgedrückt, welche durch die Regressionslinien

der Sensoren la,ab,1c berechnet werden.

Die Hüllfläche f(x)_Dwird wie folgt ausgedrückt, wenn die Oberfläche als sphärisch angenommen wird:

f(x)_D=(x1^m+V + (x2^m+V + ( x3^m+V -r² = 0

Ferner bezeichnet hier der Wert r den Radius der sphärischen Oberfläche.

Folglich kann die Zeit tr leicht erhalten werden durch Berechnung der folgenden quadratischen Gleichung:

f'(x)_D-JLDl^m ₊tr(dxl/dtf₊[LD2^m ₊tr(dx2/dt))²^LD3^m ₊ cr(dx3/dt))²-r²=tr²{(dxl/dt)²+(dx2/dt)² + (dx3/dt)²J₊2tr{LDl^m(dxl/dt)₊LD2^m(dx2/dt) ₊ LD3^m(dx3/dt)}₊{(LDl^m)² ₊(LD2^m)² ₊(LD3^m)²]-r² = 0

Es wird berechnet, daß der Endpunkt des Vektors 3£ die Hüllfläche der Gefahrenstufe nach der Zeit tr durchdringt.

Eine Gefahrenzeit tD wird vorbereitend zu einer Gefahrenzeit-Bestimmungssektion 33 abgegeben. Sobald die Zeit tr gleich oder kürzer ist als die Gefahrenzeit tD, wird ein Ausgangssignal zur Steuereinheit 7 erzeugt.

Jedoch kann die Zeitvoraussage - Berechnungssektion 32 des zweiten Ausführungsbeispieles durch die Hüllflächen- Voraussage- Berechnungssektion 21 des ersten Ausführungsbeispieles ersetzt werden zur Durchführung der auf der Stufe der Daten basierenden Bestimmung. Die Regressions- Linear-1inien-NäherungsbeStimmung kann alternativ auch eine Regressions- Kurvenlinien-Näherungsbestimmung sein. In Fig.

BAD ORiGiNAL

ist eine ZeitangabeSektion 34 zur Angabe der Zeit tr dargestellt. Z.B. kann die Zeit tr angegeben werden mit 5Minuten, 4 Minuten, 3 Minuten, 2 Minuten und 1 Minute. Im Falle, daß die auf der beim ersten Ausführungsbeispiel dargestellten Stufe basierende Beurteilung angewandt wird, ist es, wenn der vorausgesagte Vektor X (tr) die Hüllfläche in 5 Minuten erreicht, leicht möglich, anzuzeigen, daß die verbleibende Zeit 5 Minuten beträgt, um die Gefahrenstufe zu erreichen. Folglich,darauf wird der vorausgesagte Vektor "X (tr) unter der Annahme tr = 4 Minuten erhalten, und wenn der Vektor die Hüllfläche erreicht, wird angezeigt, daß die verbleibende Zeit 4 Minuten beträgt. Ähnlich wird eine Anzeige von 3 Minuten, 2 Minuten oder 1 Minute bewirkt.

Der Verfahrensprozess zur Feuerbestimmung wird nun beschrieben unter Bezugnahme auf das Flußbild des Mikrocomputers, wie es in Fig. 9 dargestellt ist. In diesem Flußbild werden im Block a die digitalen Daten, die von dem Analogsensoren 1a bis 1n über die Übertragungseinheiten 2a bis 2n übertragen worden sind, empfangen, wobei die entsprechenden Analogsensoren 1a bis 1n für die Bewirkung einer Datenerfassung unterschieden werden. Im Block b werden die Daten x1 bis xn mit den Schwellwerten L1 bis Ln verglichen, welche für die entsprechenden Analogsensoren 1a bis 1n bestimmt sind. Wenn x1 bis xn L1 bis Ln ist, wird der Schritt zurück zum Block a ausgeführt. Wenn irgendeiner der Werte x1 bis xn gleich oder größer als L1 bis Ln ist, wird das Verfahren im Block c fortgesetzt, um die Voraussageberechnung zu beginnen.

In Block c werden die Betriebsdurchschnittswerte LD1 bis LDn für die entsprechenden Werte x1 bis xn berechnet. In Block d werden die jüngsten . Betriebsdurchschnittswerte LD1^m bis LDn , welche den Vektor X bilden, der die Bedingungen der Umgebung zur gegenwärtigen Zeit darstellt, in die Hüllflächen-Gleichung f(x), eingesetzt, welche die Feuerstufe darstellt *

um folgende Berechnung auszuführen:

f(LD!*, LD2^m ...LDn^m)_k

Im Block ο wird bestimmt, ob fix.)-, = 0 ist. Wenn f (x)_k = 0 istfwird die Feuerbestimmung ausgeführt und der Verfahrensschritt schreitet zu Block 1 fort, um einen Alarm über die Steuereinheit 7 auszugeben, welcher das Auftreten eines Feuers angibt. Wenn f(x)_k <£ 0 ist, schreitet das Verfahren fort zu Block f.

Im Block f werden alle oder einige zehn gezählte Werte der jüngsten Werte der Betriebsdurchschnittswerte Ld1^m bis LDn^m der entsprechenden Analogsensoren 1a bis 1n herausgezogen, welche in der Speichersektipn 9 gespeichert sind. Im Block g wird die Regressions- Liniearlinie jedes Sensors 1a bis 1n aus den herausgezogenen Betriebsdurchschnittswerten LD1^m bis LDn erhalten und es werden die Neigungen dx1/dt berechnet. Im Block h werden diese Neigungen dxi/dt mit den Referenzneigungen dxi^s/dt verglichen. Wenn eine der

C!

Neigungen dxi/dt die Referenzneigungen dxi /dt übersteigt, schreitet der Verfahrensschritt fort zu Block 1, um einen Alarm über die Steuereinheit 7 auszugeben, der das Auftreten eines Feuers anzeigt. Wenn keine der Neigungen die Referenzneigungen übersteigt, geht der Verfahrensschritt fort im Block i. Im Block i werden die jüngsten Betriebsdurchschnittswerte LDi und die Neigungen dxi/dt herausgezogen. Im Block j wird die Zeit tr aus diesen Daten berechnet. Im Block k wird die Zeit tr mit der vorläufig bestimmten Gefahrenzeit tD verglichen. Wenn tr s tD ist, wird bestimmt, daß die Umgebungsbedingungen gefährlich sind und der Verfahrensschritt schreitet fort zu Block 1, um einen Alarm auszugeben. Wenn tr<tD ist,wird der Verfahrensschritt zurückgestellt zu Block a, um den nächsten Verfahrensschritt durchzuführen.

- 33.

Weiterhin wird in den oben beschriebenen beiden Ausführungsbeispielen beim ersten Ausführungsbeispiel eine Differenzwertmethode und beim zweiten Ausführungsbeispiel eine funktionelle Näherungsmethode angewendet. Es kann jedoch leicht verstanden werden, daß die funktionelle Näherungsmethode auch beim ersten Ausführungsbeispiel angewendet werden kann und daß die Differenzwertmethode auch beim zweiten Ausführungsbeispiel Verwendung finden kann. Die ErmittlungsSektion 3 und die BerechnungsSektion 6 können durch Verwendung eines One - Chip Computer vereint werden. Die übertragungsschaltung ist in dieser Situation nicht notwendig.

Bezug_s zeichenliste

1 a,b,...η analog sensor

2 a_fb,...n transmitting unit

3 detecting section

4 receiving & controlling section

5 receiving unit (section)

6 computing unit (section)

7 controlling unit (section)

8 data sampling section

9 storing section

10 data extracting section

11 change tendency computing section

12 prediction computing section

13 danger degree determining section

14 running average data computing section

15 level determining section

16 closed surface computing section

17 closed surface comparing section

18 vector slope computing section

19 vector slope comparing section

20 vector element prediction computing s.

21 closed surface prediction computing s.

25 sampling data storing section

26 running average data storing section

27 change tendency computing section

28 regression line computing section

29 slope computing section

30 prediction computing section

31 slope extracting section

32 time prediction computing section

33 danger time determinung section

34 time indicating section closed surface

Analogsensor Übertragungseinheit Ermittlungssektion Empfangs-u.SteuerSektion Empfangseinheit(-Sektion) Berchnungseinheit (-Sektion) Steuereinheit (-Sektion) Datenerfassungssektion Speichersektion Datenauszugssektion

Xnderungstendenzen-BerechnungsSektion Voraussage-Berchnungssektion Gefahrengrad-Bestimmungssekt

Betriebsdurchschnittswerte-BerechnungsSektion Stufenbestimmungssektion Hüllflächen-Berechnungssekt. Hüllflächen-Vergleichssekt. Vektorneigungs-Berechnungss. Vektorneigungs-Vergleichss.

Vektorelement - Voraussage-BerechnungsSektion

Hüllflächen-Voraussage-Berechnungssektion

Speichersektion für die erfaßten Daten

Speichersektion für die Betriebsdurchschnittswerte

Änderungstendenzen-Berechnungssektion

Regressionslinien-BerechnungsSektion

Neigungsberechnungssektion Voraussage-Berechnungssekt.

Neigungs-Auszugssektion Zeitvorhersage-Berechnungss.

Gefahrenzeit-Bestimmungssekt Zeitanzeige-Sektion Hüllfläche

( abgeschlossene Fläche )

ORIGlNAt

Claims

Patentansprüche

1. Feueralarm-System/ gekennzeichnet durch,

a) n-{zwei oder mehrere)-Ermittlungssektionen ( 3a,3b, ...3n) zur Ermittlung von Änderungen in den physikalischen Phänomena in der Umgebung, welche in Bezug auf das Auftreten eines Feuers bewirkt werden, und zur Ausgabe von den Änderungen entsprechenden analogen Daten,

b) die Ermittlungssektion ( 3a,3b ... 3n) sind angeordnet,

um n-( zwei oder mehrere) - Arten von Änderungen in den physikalischen Phänomena zu ermitteln und um analoge Daten auszugeben,

c) eine Datenerfassungssektion (8) zur Erfassung der Daten der ErmittlungsSektionen ( 3a,3b ...3n) zu vorherbestimmten Zeitperioden ,

d) eine Speichersektion (9) zum Speichern der Datenausgänge der Datenerfassungssektion derart, daß diese durch die Ermittlungssektionen (3a,3b, ...3n) unterschieden werden können,

e) eine erste Berechnungssektion (11) zum Herausziehen der η-Arten von Daten aus der SpeicherSektion (9) und zur Berechnung der Änderungstendenζen,

f) eine zweite Berechnungssektion (12) zur Berechnung der Vektoren, welche die gegenwärtigen oder zukünftigen Bedingungen der physikalischen Phänomena darstellen, aus den Änderungstendensen, welche von der ersten Berechnungssektion (11) und den η-Arten von Daten berechnet werden, welche in der SpeicherSektion (9) gespeichert sind,

g) eine Datenaus zugssektion/zum Herausziehen der Daten aus der SpeicherSektion (9) und zur Lieferung dieser Daten zur zweiten Berechnungssektion (12),

h) eine Vergleichssektion (17,19) zum Vergleich der mittels der zweiten Berechnungssektion (12) berechneten Vektoren mit vorher eingegebenen, auf die Feuererkennung bezogenen Daten, und zur Erzeugung eines Ausgangssignales, sobald die Beziehung zwischen diesen Daten nicht innerhalb eines voreingestellten Bereiches liegt, und

i) eine Alarmsektion zur Ausgabe eines Alarmes als Antwort auf die Ausgangswerte der Vergleichssektion (17,19).

2. Feueralarm-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Berechnungssektion (12) die Endpunkte der Vektoren, welche die Bedingungen der physikalischen Phänomena darstellen, nach einer vorgeingestellten Zeitperiode berechnen und daß die Vergleichssektion (17,18) die Endpunkte der Vektoren mit vorgegebenen Hüllflächen vergleicht, die auf für die n- Arten von physikalischen Phänomena voreingestellten Stufen basieren, und einen Ausgangswert erzeugt, sobald die Endpunkte der Vektoren die vorher eingestellte Hüllfläche überschreiten .

3. Feueralarm-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Berechnungssektion (12) eine Zeitspanne berechnet, in welcher die Endpunkte der berechneten Sektoren anwachsen und in der voreingestellten Hüllfläche eingeschlossen sind oder diese überschreiten, welche Hüllfläche auf für die entsprechenden n- physikalischen Phänomena voreingestellten

BAD ORIGINAL

Stufen basieren, und daß die Vergleichssektion (17,19) die von der zweiten Berechnungssektion (12) berechnete Zeit mit einer voreingestellten Gefahrenszeit vergleicht und ein Ausgangssignal erzeugt, sobald die von der zweiten BerechnungsSektion (12) berechnete Zeit gleich oder kürzer ist als die Gefahrenzeit.

4. Feueralarm-System nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ferner eine Stufenbestimmungssektionvzwischen der Datenerfassungssektion oder der Speichersektion (9) und der ersten Berechnungssektion (11) zur Aufgabe eines Signales vorgesehen ist, um die erste Berechnungssektion/zu betätigen, sobald wenigstens einer der n- Sorten von Ausgangsdaten der Datenerfassungssektion (8) eine voreingestellte Stufe übersteigt.

5. Feueralarm-System nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Berechnungssektion (11) die Änderungstendenzen der physikalischen Phänomena durch einen Näherungs-Funktionsmethode oder die Differenzwertmethode berechnet.

6. Feueralarm- System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der SpeicherSektion (9) und der ersten Berechnungs sektion (11) eine Stufenbestimmungssektion (15) zur Ausgabe eines Signales zur Betätigung der ersten Berechnungssektion (11) vorgesehen ist, sobald die Endpunkte der Vektoren, welche die Bedingungen der physikalischen Phänomena darstellen und auf der Grundlage der Ausgangswerte der Datenerfassungssektion (8) berechnet worden sind, die auf der Grundlage von voreingestellten Stufen für die entsprechenden η-physikalischen Phänomena voreingestellten Hüllflächen überschreiten.

7. Feueralarm- System nach einem der Ansprüche 2, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite BerechnungsSektion.

(12) eine Vektorelement- BerechnungsSektion (20) zur Voraussage - Berechnung der nach der voreingestellten Zeitperiode geänderte'n Werte der physikalischen Phänomena aufweist, wobei die Berechnung auf der Grundlage der Änderungstendenzen erfolgt, welche von der ersten Berechnungssektion

(11) berechnet werden.

8. Feueralarm- System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Berechnungssektion (11) eine Vektorneigungs-Berechnungssektion (18) zur Berechnung der Änderungstendenzen in den physikalischen Phänomena in Vektorbegriffen und eine Neigungs- Vergleichssektion (19) zum Vergleich der mittels der Neigungs- BerechnungsSektion (18) berechneten Neigungen mit voreingestellten Vektorneigungen umfaßt und daß ein Ausgangswert erzeugt wird, sobald die berechneten Neigungen die voreingestellten Neigungen übersteigen, um so die Alärmsektion zu betätigen.

9. Feueralarm-System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Berechnungssektion (11) eine Regressions-Linearlinien-Berechnungssektion (28) zur Berechnung der Änderungstendenzen in den physikalischen Phänomena durch Annäherung mit Regressions-Linearlinien und eine Regressions-Linearlinien-Neigungsvergleichssektion (29) zur Vergleich der Neigungen der Regressions- Linearlinien, welche durch die Regressions-Linearlinien-Berechnungssektion (28) berechnet worden sind, mit voreingestellten Neigungen aufweist und daß ein Ausgangswert erzeugt wird, um die Alarmsektion zu betätigen, sobald die berechneten Neigungen die voreingestellten Neigungen übersteigen.

10. Feueralarm-System nach einem der Ansprüche 3,7,8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß diese weiterhin eine Stufenbestimmung ssektion (15) zwischen der Speichersektion (9) und der ersten Berechnungssektion (11) zur Ausgabe eines

Signals zur Betätigung der ersten BerechnungsSektion (11) aufweist, sobald die Endpunkte der Vektoren, welche die Bedingungen der physikalischen Phänomena darstellen und welche auf der Grundlage der Ausgangsdaten der Datenerfassungssektion (8) berechnet worden sind, die Hüllflächen überschreiten, welche auf der Grundlage der für die entsprechenden n- physikalischen Phänomena voreingestellten Stufen vorherbestimmt sind.

11. Feueralarm-System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin eine Datenverarbeitungssektion zwischen der Datenerfassungssektion und der SpeicherSektion (9) vorgesehen ist, um die Vielzahl der Ausgangsdaten der Datenerfassung ssek tion der Betriebsdurchschnittswertebestimmung zu unterwerfen und um die erhaltenen Betriebsdurchschnittswerte auszugeben.