EP0660282B1 - Brandmeldesystem zur Früherkennung von Bränden - Google Patents

Brandmeldesystem zur Früherkennung von Bränden Download PDF

Info

Publication number
EP0660282B1
EP0660282B1 EP94119614A EP94119614A EP0660282B1 EP 0660282 B1 EP0660282 B1 EP 0660282B1 EP 94119614 A EP94119614 A EP 94119614A EP 94119614 A EP94119614 A EP 94119614A EP 0660282 B1 EP0660282 B1 EP 0660282B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
signal
fire
alarm
alarm system
detector
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP94119614A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0660282A1 (de
Inventor
Marc Pierre Dr. Thuillard
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens Building Technologies AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Building Technologies AG filed Critical Siemens Building Technologies AG
Publication of EP0660282A1 publication Critical patent/EP0660282A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0660282B1 publication Critical patent/EP0660282B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion

Definitions

  • the present invention relates to a fire detection system for the early detection of Fires, with at least one linear smoke or a scattered light or a Flame detector and with an evaluation circuit and fuzzy logic Signal processing stage for those generated in the at least one detector Signals, the signal processing stage means for time analysis of the Contains signals.
  • Linear smoke detectors such as the type detector offered by Cerberus AG A2400, contain a transmitter that emits a modulated infrared beam, and a receiver that collects and evaluates the incoming infrared radiation.
  • the detector has a long monitoring distance of at least 3, for example Meters; Smoke entering the beam weakens the infrared radiation.
  • Flame detectors such as the infrared detector offered by Cerberus AG of Type S2406, contain two pyroelectric sensitive to specific wavelengths Sensors and can fire a relatively long distance, for example Detect over 20 meters.
  • Linear smoke detectors are sensitive to various disturbances, which are rough two classes can be divided.
  • One category is environmental disturbance such as fluctuations in the refractive index of the air at elevated temperature or condensation or water droplets on the optics of the detector with increased Humidity, or electromagnetic interference from radio telephones and the like.
  • the other category of interference is interference, for example Interruptions of the light beam by a person, an object or a Machine, or movements of the walls supporting the detectors.
  • this object is achieved in that the at least one Detector each has only one type of sensor, and that from the signal of this sensor, at least two signal parameters are derived, which are linguistic Form variable of fuzzy logic.
  • a first preferred embodiment of the system according to the invention is characterized in that the signal parameters by the signal gradient and the signal noise is formed.
  • a second preferred embodiment of the arrangement according to the invention is characterized in that the signal parameters by the signal asymmetry and the signal jumps are formed.
  • linear Smoke detector from a transmitter emitting a modulated infrared beam and from one that collects the incoming infrared radiation and in an electronic one Circuit evaluating receiver. It can senders and receivers be arranged opposite each other or next to each other, wherein in the latter case reflectors on the opposite side of the transmitter and receiver are provided.
  • the main components of the receiver include an optical system 1, a photodiode 2 and a signal processing stage 3 with an estimation stage 4 and a fuzzy controller 5.
  • signal processing stage 3 contains an evaluation circuit, in which essentially the amplified signal of the photodiode 2 with a adjustable alarm threshold is compared, and a tracking circuit for compensation of slow changes in the reception signal due to dust deposits or aging of the components.
  • the evaluation circuit and the tracking circuit are known from the A2400 linear smoke detector from Cerberus AG and are not described here. Smoke entering the infrared beam weakens the infrared radiation and causes a corresponding weakening of the received signal. As soon as it drops below a certain value, the receiver triggers an alarm signal.
  • the alarm is triggered only depending on the result of the comparison of the received signal with the alarm threshold is, in the system according to the invention the alarm signal with suitable Fuzzy algorithms are examined and the alarm either confirmed or as a false alarm recognized.
  • a time analysis of the received signal is carried out with a Calculation of several signal parameters and a link between the signal parameters and their division into different event categories using fuzzy logic.
  • the output signal of the photodiode 2 reaches the estimation stage 4, where on the one hand a smoothing of the received signal and on the other hand an estimate of various signal parameters derived from the received signal or signal properties.
  • the raw value of the received signal normalized by the respective signal change ⁇ l through a reference value lo is divided. The ratio is used to smooth the received signal Raw value to signal is examined and a constant is added to the signal or subtracted from this.
  • the signal parameters or signal properties are as shown about noise, gradient, jumps and asymmetry. These parameters are as part of a time analysis of the smoothed signal using signal filters and Intercorrelation functions calculated.
  • the noise is compared successive raw values determined, the gradient as a flowing mean of several measuring points, the asymmetry based on a comparison between Raw value on the one hand and smoothed signal and noise on the other hand, and one for the signal jumps representative jump indicator by comparing the over different long intervals of smoothed signal.
  • the gradient is estimated so that the gradient is very small Steepness or small with a jump and with an increase over a longer time is big. Functionally, this corresponds to a band pass.
  • the fuzzy controller 5 contains three stages ST1 to ST3.
  • the first stage ST1 is fuzzy, which is the conversion of the different numbers of sharp parameters obtained in unsharp amounts, the so-called fuzzy sets.
  • the second stage ST2 are on the fuzzy sets apply the rules established when designing the fuzzy controller, and in the third stage ST3 the defuzzification takes place, that is the calculation the sharp output sizes.
  • the basics of fuzzy logic referred to the now extensive literature on this topic, for example to the book "Fuzzy Set Theory and its Applications" by H.J. Carpenter, Kluwer Academic Publishers, 1991.
  • Fuzzyfication in the first stage ST1 of the fuzzy controller 5 takes place by means of of the fuzzy sets shown in FIGS. 2a to 2d.
  • 2a shows the fuzzy sets For the signal parameter noise, Fig. 2b those for the gradient, Fig. 2c for the jumps and Fig. 2d the fuzzy sets for the asymmetry.
  • the upper limit for the respectively plotted on the ordinate Membership function or for the degree of membership is one, it is in any case normal fuzzy sets.
  • the individual signal parameters are the linguistic variables of fuzzy logic and these linguistic variables can different values assume which names for those in the figures 2a to 2d are fuzzy sets shown.
  • the linguistic variable noise can be one of take three values (small, medium, large); the linguistic variable gradient (Fig. 2b) also one of three values (small, medium, large); the linguistic variable Jumps (Fig. 2c) one of four values (very small, small, medium, large); and the linguistic variable asymmetry (Fig. 2d) one of only two values (small, large).
  • FIG. 3 shows a knowledge base built up from data obtained in practice with the values or linguistic variables of the individual signal parameters and with typical links between these values for certain common fire events and disorders.
  • the fuzzy controller 5 In the case of typical faults, the majority of which also occur in the second Stage ST2 of the fuzzy controller 5 (FIG. 1) are entered, it is for splash water on the optics, for complete or partial coverage of the infrared beam by a person crossing it or an object to condense it the optics with high humidity and strong cooling to an electromagnetic Disturbance (EMI) to shears, such as those in places with high local heat generation, such as in or around factories or in thermal power plants, occur and around test filters. As is well known, the latter are used to to target an alarm as part of maintenance or revision work trigger.
  • the information test filter then means that either a test filter is used, or the beam was partially covered within a very short time.
  • stage ST2 (Fig. 1) is now by the smoothed received signal examined using the knowledge base shown in Fig. 3, whether it is actually a fire or just a malfunction.
  • the fuzzy rules used are formulated in such a way that: If (one of the four conditions mentioned and signal ⁇ alarm threshold) then Fire.
  • the system described is suitable not only for false alarm suppression, but also also for fault diagnosis.
  • Today's linear smoke detectors are already designed that certain disturbances, especially an interruption of the infrared beam or a transmitter failure, an open circuit to the Cable termination terminals of the receiver cause a line break is simulated. If it is determined during troubleshooting that There is no voltage at the terminals mentioned, then the possible causes (receiver cover not installed, light beam interrupted, Transmitter failure, receiver fault) checked in sequence.
  • the fault diagnosis can be essentially more disturbances are expanded and it can also be done much easier, by establishing fuzzy rules for the faults, which is a direct one Display of the probable cause of the fault (s) allowed. This will make the Troubleshooting is much easier and cheaper and you also get the possibility of eliminating the cause of frequently occurring faults.
  • Another way of using the fuzzy logic Information is to automatically adjust the detector sensitivity, by, for example, a higher alarm threshold when streaks occur is chosen, or initiate other measures, for example at If condensation occurs, switch on the heating of the relevant front cover.
  • fuzzy controller changes only a little. Only certain other fuzzy sets have to be defined and others Establish fuzzy rules. However, since the possible causes of faults for all three detector types are very similar, the necessary adjustments are within the framework of the Can the expert.

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Fire Alarms (AREA)
  • Fire-Detection Mechanisms (AREA)
  • Alarm Systems (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brandmeldesystem zur Früherkennung von Bränden, mit mindestens einem linearen Rauch- oder einem Streulicht- oder einem Flammenmelder und mit einer eine Auswerteschaltung und eine Fuzzy-Logik enthaltenden Signalverarbeitungsstufe für die in dem mindestens einen Melder erzeugten Signale, wobei die Signalverarbeitungsstufe Mittel zur Zeitanalyse der Signale enthält.
Bei einem in der EP-A-0 419 668 beschriebenen Brandmeldesystem wird das Signal von einem oder mehreren nicht näher spezifizierten BrandMeldern integriert, und es werden zusätzlich zu den Melderinformationen noch Umgebungsinformationen wie beispielsweise Temperatur, Tageszeit oder Gebäudehöhe ermittelt und gesammelt. Alle diese Informationen werden dann mit einer Fuzzy-Logik verknüpft. Bei dieser bekannten Anordnung wird also neben dem Brandmelder noch eine Mehrzahl weiterer Sensoren verwendet, um aus den verschiedenartigen Sensorsignalen zu eindeutigen Informationen zu kommen.
Da diese weiteren Sensoren die Anordnung ganz wesentlich verteuern, wird man jedoch ihre Anzahl gering zu halten versuchen, was aber dem angestrebten Zweck einer hohe Genauigkeit und Treffsicherheit der Melderinformation zuwiderläuft. Wenn man andererseits den Fall betrachtet, dass nur ein Typ von Sensor, nämlich der Brandmelder, zur Verfügung steht, dann besteht die Analyse des Signals einzig aus dessen Integration und aus einer Tag/Nacht-Diskriminierung, wodurch die Wahrscheinlichkeit von durch Störungen ausgelösten Fehlalarmen praktisch nicht verringert wird.
Lineare Rauchmelder, wie der von der Cerberus AG angebotene Melder des Typs A2400, enthalten einen Sender, der einen modulierten Infrarotstrahl emittiert, und einen Empfänger, der die eintreffende Infrarotstrahlung sammelt und auswertet.
Der Melder hat eine lange Überwachungsstrecke von beispielsweise mindestens 3 Metern; in den Strahl eintretender Rauch schwächt die Infrarotstrahlung ab.
Flammenmelder, wie der von der Cerberus AG angebotene Infrarot-Melder des Typs S2406, enthalten zwei auf spezifische Wellenlängen empfindliche pyroelektrische Sensoren und können ein Feuer in relativ grosser Entfernung von beispielsweise über 20 Metern detektieren.
Lineare Rauchmelder sind auf verschiedene Störgrössen empfindlich, die grob in zwei Klassen eingeteilt werden können. Die eine Kategorie sind Umweltstörungen, wie beispielsweise Fluktuationen des Brechungsindex der Luft bei erhöhter Temperatur oder Betauung oder Wassertröpfchen auf der Optik des Melders bei erhöhter Luftfeuchtigkeit, oder elektromagnetische Störungen durch Funkttelefone und dergleichen. Die andere Kategorie von Störungen sind Interferenzen, beispielsweise Unterbrechungen des Lichtstrahls durch einen Menschen, ein Objekt oder eine Maschine, oder Bewegungen der die Melder tragenden Wände.
Wenn der Lichtstrahl beispielsweise von einem Kran, einem Menschen oder durch Wasserbedeckung des Melders teilweise unterbrochen wird, dann wird das Meldersignal als Brand interpretiert. Auch starke elektromagnetische Störungen und, bei Anlagen mit starker Luftstrommischung, Schlieren werden oft als Brand interpretiert. Diese Störungen können mit bekannten Anordnungen, auch mit solchen der in der EP-A-0 419 668 beschriebenen Art, nicht unterdrückt werden.
Flammenmelder, die nicht aktiv einen Strahl aussenden, und diesen nach Empfang analysieren, sondern die die auftreffende Strahlung untersuchen, wobei diese auch durch eine indirekte Einstrahlung gebildet sein kann, sind gegenüber den meisten der im Zusammenhang mit den linearen Rauchmeldern genannten Störgrössen ziemlich unempfindlich und reagieren höchstens auf Störstrahlung.
Durch die Erfindung soll nun ein Brandmeldesystem der eingangs genannten Art angegeben werden, bei dem Störungen als solche erkannt und damit Fehlalarme möglichst weitgehend unterdrückt und bei dem ausserdem Störungsursachen möglichst automatisch diagnostiziert werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der mindestens eine Melder jeweils nur eine einzige Art von Sensor aufweist, und dass aus dem Signal dieses Sensors mindestens zwei Signalparameter abgeleitet werden, welche linguistische Variable der Fuzzy-Logik bilden.
Beim erfindungsgemässen Brandmeldesystem wird also nur eine einzige Art von Sensor verwendet, der ein Sensorsignal liefert. Indem dieses Signal auf verschiedene Parameter analysiert wird, die in der Regel nicht alle auf alle Störgrössen gleich reagieren, erhält man ein einfaches und preisgünstiges Mittel für die Unterscheidung zwischen Stör- und Ernstfällen.
Eine erste bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Systems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Signalparameter durch den Signalgradienten und das Signalrauschen gebildet sind.
Eine zweite bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Signalparameter durch die Signalasymmetrie und die Signalsprünge gebildet sind.
Praktische Untersuchungen haben gezeigt, dass die verschiedenen Signalparameter, also der Signalgradient, das Signalrauschen, die Signalasymmetrie und die Signalsprünge auf die verschiedenen Störungen einerseits und auf die verschiedenen Brandarten andererseits ganz spezifisch reagieren, so dass aus der Verknüpfung der Werte der einzelnen Parameter sichere und zuverlässige Aussagen über die Ursache des Meldersignals gewonnen werden können. Die gewonnenen Informationen können nicht nur zur Unterdrückung von Fehlalarmen verwendet werden, sondern auch zur Diagnoseerstellung beim Auftreten von Problemen oder zur automatischen Anpassung der Melderempfindlichkeit.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnungen näher erläutert; es zeigt:
  • Fig. 1 ein Blockschaltbild des Empfängers eines linearen Rauchmelders,
  • Fig. 2a - 2d Diagramme der Fuzzy-Sets für die Signalparameter; und
  • Fig. 3 eine Zusammenstellung typischer Brandereignisse und Störungen.
    • Wie schon in der Beschreibungseinleitung erwähnt wurde, bestehen lineare Rauchmelder aus einem einen modulierten Infrarotstrahl aussendenden Sender und aus einem die eintreffende Infrarotstrahlung sammelnden und in einer elektronischen Schaltung auswertenden Empfänger. Dabei können Sender und Empfänger einander gegenüberliegend oder nebeneinander angeordnet sein, wobei im letzteren Fall an der Sender und Empfänger gegenüberliegenden Seite Reflektoren vorgesehen sind.
    Der Empfänger enthält als Hauptbestandteile eine Optik 1, eine Photodiode 2 und eine Signalverarbeitungsstufe 3 mit einer Estimationsstufe 4 und einem Fuzzy-Controller 5. Ausserdem enthält die Signalverarbeitungsstufe 3 eine Auswerteschaltung, in der im wesentlichen das verstärkte Signal der Photodiode 2 mit einer einstellbaren Alarmschwelle verglichen wird, und eine Nachführschaltung zur Kompensation von langsamen Änderungen des Empfangssignals infolge von Staubablagerung oder Alterung der Komponenten. Die Auswerteschaltung und die Nachführschaltung sind vom linearen Rauchmelder A2400 der Cerberus AG her bekannt und werden hier nicht näher beschrieben. In den Infrarotstrahl eintretender Rauch schwächt die Infrarotstrahlung ab und verursacht eine entsprechende Abschwächung des Empfangssignals. Sobald dieses unter einen gewissen Wert absinkt, löst der Empfänger ein Alarmsignal aus.
    Während bei bekannten linearen Rauchmeldern die Alarmauslösung ausschliesslich vom Ergebnis des Vergleichs des Empfangssignals mit der Alarmschwelle abhängig ist, wird beim erfindungsgemässen System das Alarmsignal mit geeigneten Fuzzy-Algorithmen untersucht und der Alarm entweder bestätigt oder als Fehlalarm erkannt. Zu diesem Zweck erfolgt eine Zeitanalyse des Empfangssignals mit einer Berechnung von mehreren Signalparametern sowie eine Verknüpfung der Signalparameter und deren Einteilung in verschiedene Ereigniskategorien mittels Fuzzy-Logik.
    Gemäss Fig. 1 gelangt das Ausgangssignal der Photodiode 2 in die Estimationsstufe 4, wo einerseits eine Glättung des Empfangssignals und andererseits eine Abschätzung von verschiedenen vom Empfangssignal abgeleiteten Signalparametern oder Signaleigenschaften erfolgt. Vor der Glättung wird der Rohwert des Empfangssignals normiert, indem die jeweilige Signaländerung Δl durch einen Referenzwert lo dividiert wird. Zur Glättung des Empfangssignals wird das Verhältnis Rohwert zu Signal untersucht und es wird eine Konstante zum Signal addiert oder von diesem subtrahiert.
    Bei den Signalparametern oder Signaleigenschaften handelt es sich darstellungsgemäss um Rauschen, Gradient, Sprünge und Asymmetrie. Diese Parameter werden im Rahmen einer Zeitanalyse des geglätteten Signals mittels Signalfiltern und Interkorrelationsfunktionen berechnet. Das Rauschen wird durch einen Vergleich aufeinanderfolgender Rohwerte ermittelt, der Gradient als fliessender Mittelwert von mehreren Messpunkten, die Asymmetrie anhand eines Vergleichs zwischen Rohwert einerseits und geglättetem Signal und Rauschen andererseits, und ein für die Signalsprünge repräsentativer Sprungindikator durch Vergleich des über verschieden lange Intervalle geglätteten Signals.
    Die Abschätzung des Gradienten erfolgt so, dass der Gradient bei sehr kleiner Steilheit oder bei einem Sprung klein und bei einem Anstieg über längere Zeit gross ist. Das entspricht funktionsmässig einem Bandpass.
    Die Ausgangssignale der Estimationsstufe 4, das sind das geglättete Signal und die Signalparameter, gelangen nun in die Auswerteschaltung (nicht dargestellt), wo das geglättete Signal mit der Alarmschwelle verglichen und gegebenenfalls ein latentes Alarmsignal erzeugt wird, beziehungsweise in den Fuzzy-Controller 5, wo eine Verifikation dieses latenten Alarmsignals anhand einer Verknüpfung der Werte der Signalparameter mit Fuzzy-Logik erfolgt.
    Der Fuzzy-Controller 5 enthält darstellungsgemäss drei Stufen ST1 bis ST3. In der ersten Stufe ST1 erfolgt die Fuzzyfizierung, das ist die Umwandlung der aus den verschiedenen Signalparametern gewonnenen scharfen Zahlen in unscharfe Mengen, die sogenannten Fuzzy-Sets. In der zweiten Stufe ST2 werden auf die Fuzzy-Sets die beim Entwurf des Fuzzy-Controllers aufgestellten Regeln angewendet, und in der dritten Stufe ST3 erfolgt die Defuzzyfizierung, das ist die Berechnung der scharfen Ausgangsgrössen. Bezüglich der Grundlagen der Fuzzy-Logik wird auf die mittlerweile umfangreiche Literatur zu diesem Thema verwiesen, beispielsweise auf das Buch "Fuzzy Set Theory and its Applications" von H.J. Zimmermann, Kluwer Academic Publishers, 1991.
    Die Fuzzyfizierung in der ersten Stufe ST1 des Fuzzy-Controllers 5 erfolgt mittels der in den Fig. 2a bis 2d dargestellten Fuzzy-Sets. Fig. 2a zeigt die Fuzzy-Sets für den Signalparameter Rauschen, Fig. 2b diejenigen für den Gradienten, Fig. 2c für die Sprünge und Fig. 2d die Fuzzy-Sets für die Asymmetrie. Da bei allen dargestellten Fuzzy-Sets die Obergrenze für die jeweils auf der Ordinate aufgetragene Zugehörigkeitsfunktion oder für den Zugehörigkeitsgrad gleich Eins ist, handelt es sich in jedem Fall um normale Fuzzy-Sets. Die einzelnen Signalparameter sind die linguistischen Variablen der Fuzzy-Logik und diese linguistischen Variablen können unterschiedlich viele Werte annehmen, welche Namen für die in den Figuren 2a bis 2d dargestellten Fuzzy-Sets sind.
    Darstellungsgemäss kann die linguistische Variable Rauschen (Fig. 2a) einen von drei Werten (klein, mittel, gross) annehmen; die linguistische Variable Gradient (Fig. 2b) ebenfalls einen von drei Werten (klein, mittel, gross); die linguistische Variable Sprünge (Fig. 2c) einen von vier Werten (sehr klein, klein, mittel, gross); und die linguistische Variable Asymmetrie (Fig. 2d) einen von nur zwei Werten (klein, gross).
    Fig. 3 zeigt eine aus in der Praxis gewonnenen Daten aufgebaute Wissensbasis mit den Werten oder linguistischen Variablen der einzelnen Signalparameter und mit typischen Verknüpfungen dieser Werte für gewisse häufige Brandereignisse und Störungen. Bei den typischen Störungen, die zum Grossteil auch in der zweiten Stufe ST2 des Fuzzy-Controllers 5 (Fig. 1) eingetragenen sind, handelt es sich um Spritzwasser auf der Optik, um vollständige oder teilweise Abdeckung des Infrarotstrahls durch eine diesen kreuzende Person oder einen Gegenstand, um Betauung der Optik bei hoher Luftfeuchtigkeit und starker Abkühlung, um eine elektromagnetische Störung (EMI), um Scheren, wie sie an Orten mit hoher lokaler Wärmeentwicklung, wie beispielsweise in oder um Fabriken oder in thermischen Kraftwerken, auftreten, und um Testfilter. Die letzteren werden bekanntlich dazu verwendet, um im Rahmen von Wartungs- oder Revisionsarbeiten gezielt einen Alarm auszulösen. Die Information Testfilter bedeutet dann, dass entweder ein Testfilter eingesetzt ist, oder der Strahl innerhalb sehr kurzer Zeit teilweise abgedeckt wurde.
    In Fig. 3 sind vier Brandereignisse mit den die kennzeichnenden Signalparametern angegeben:
    • Brand mit Schlieren bei grossem Rauschen
    • schneller Brand bei kleinem Rauschen und grossem Gradienten
    • Brand ohne Schlieren bei keinem Rauschen und grossem Gradienten
    • sehr langsamer Brand bei kleinem Rauschen und kleinem Gradienten und sehr kleinem Sprung.
    In der Stufe ST2 (Fig. 1) wird nun bei Unterschreiten der Alarmschwelle durch das geglättete Empfangssignal mit Hilfe der in Fig. 3 dargestellten Wissensbasis untersucht, ob es sich tatsächlich um einen Brand oder nur um eine Störung handelt. Dabei sind die zur Anwendung kommenden Fuzzy-Regeln so formuliert, dass gilt: Wenn (eine der genannten vier Bedingungen und Signal < Alarmschwelle) dann Brand.
    Das beschriebene System eignet sich nicht nur zur Fehlalarmunterdrückung, sondern auch zur Störungsdiagnose. Schon heutige lineare Rauchmelder sind so ausgebildet, dass gewisse Störungen, insbesondere eine Unterbrechung des Infrarotstrahls oder ein Ausfall des Senders, eine Unterbrechung des Stromkreises zu den Leitungsabschlussklemmen des Empfängers bewirken, wodurch eine Leitungsunterbrechung simuliert wird. Wenn bei der Störungsbehebung festgestellt wird, dass an den genannten Klemmen keine Spannung vorhanden ist, dann werden die möglichen Ursachen (Empfängerdeckel nicht montiert, Lichtstrahl unterbrochen, Senderausfall, Empfängerstörung) der Reihe nach überprüft.
    Beim erfindungsgemässen Melder kann die Störungsdiagnose auf wesentlich mehr Störungen ausgedehnt werden und sie kann auch wesentlich einfacher erfolgen, indem auch für die Störungen Fuzzy-Regeln aufgestellt werden, was eine direkte Anzeige der wahrscheinlichen Störungsursache(n) erlaubt. Dadurch wird die Störungsbehebung ganz wesentlich vereinfacht und verbilligt und man erhält ausserdem die Möglichkeit, die Ursache häufig auftretender Störungen zu beseitigen.
    Eine weitere Möglichkeit der Verwendung der mittels der Fuzzy-Logik gewonnenen Informationen besteht darin, die Melderempfindlichkeit automatisch anzupassen, indem beispielsweise beim Auftreten von Schlieren eine höhere Alarmschwelle gewählt wird, oder aber andere Massnahmen einzuleiten, beispielsweise beim Auftreten von Betauung eine Heizung der betreffenden Frontabdeckung einzuschalten.
    Wenn anstelle eines linearen Rauchmelders ein optischer Streulichtmelder oder ein Flammenmelder verwendet wird, ändert sich am Aufbau des Fuzzy-Controllers nur wenig. Es sind lediglich gewisse andere Fuzzy-Sets zu definieren und andere Fuzzy-Regeln aufzustellen. Da aber bei allen drei Meldertypen die möglichen Störungsursachen sehr ähnlich sind, liegen die nötigen Anpassungen im Rahmen des Könnens des Fachmanns.

    Claims (13)

    1. Brandmeldesystem zur Früherkennung von Bränden, mit mindestens einem linearen Rauch- oder einem Streulicht- oder einem Flammenmelder und mit einer eine Auswerteschaltung und eine Fuzzy-Logik (5) enthaltenden Signalverarbeitungsstufe (3) für die in dem mindestens einen Melder erzeugten Signale, wobei die Signalverarbeitungsstufe (3) Mittel (4) zur Zeitanalyse der Signale enthält, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Melder jeweils nur eine einzige Art von Sensor (1, 2) aufweist, und dass aus dem Signal dieses Sensors (1, 2) mindestens zwei Signalparametern abgeleitet werden, welche linguistische Variable der Fuzzy-Logik (5) bilden.
    2. Brandmeldesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalparameter durch den Signalgradienten und das Signalrauschen gebildet sind.
    3. Brandmeldesystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschätzung des Signalgradienten funktionsmässig einem Bandpass entspricht, indem der Gradient bei einer kleinen Steilheit oder bei einem Sprung des Signals klein und bei einem Anstieg über eine längere Zeit gross ist.
    4. Brandmeldesystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalparameter durch die Signalasymmetrie und die Signalsprünge gebildet sind.
    5. Brandmeldesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fuzzy-Logik (5) eine Wissensbasis mit Daten für typische Brand- und Fehlalarmereignisse und mit diesen Ereignissen zugeordneten Werten der Signalparameter oder von Verknüpfungen von diesen enthält.
    6. Brandmeldesystem nach Anspruch 5, dessen Auswerteschaltung einen Komparator zum Vergleich der Signale mit einer Alarmschwelle enthält, welcher bei Unterschreiten dieser Schwelle ein Alarmsignal erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass in der Fuzzy-Logik (5) eine Überprüfung des Alarmsignals erfolgt und dass dieses nur dann bestätigt wird, wenn auch die entsprechenden Signalparameter auf einen Brand hinweisen.
    7. Brandmeldesystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wissensbasis der Fuzzy-Logik (5) als Bedingungen für ein Brandereignis einen oder mehrere der folgenden Signalparameterwerte enthält:
      grosses Signalrauschen
      kleines Signalrauschen und grosser Signalgradient
      kleines Signalrauschen und mittlerer Signalgradient
      kleines Signalrauschen und kleiner Signalgradient und sehr kleiner Signalsprung.
    8. Brandmeldesystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die bei der Überprüfung des Alarmsignals verwendete Fuzzy-Regel lautet: Wenn "eine der in Anspruch 7 genannten Bedingungen und Signal < Alarmschwelle" dann "Brand".
    9. Brandmeldesystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der Wissensbasis der Fuzzy-Logik (5) Daten für typische Störereignisse und von diesen Ereignissen zugeordneten Werten der Signalparameter und von Verknüpfungen von diesen gespeichert sind.
    10. Brandmeldesystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Alarmsignal anhand des Ergebnisses der Überprüfung der Kategorie Brand oder der Kategorie Störung zugeteilt wird.
    11. Brandmeldesystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass jede der genannten Kategorien in mehrere Abstufungen unterteilt ist.
    12. Brandmeldesystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass Anzeigen für die verschiedenen Kategorien vorgesehen sind.
    13. Brandmeldesystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen einer Störung deren Ursache angezeigt wird.
    EP94119614A 1993-12-20 1994-12-12 Brandmeldesystem zur Früherkennung von Bränden Expired - Lifetime EP0660282B1 (de)

    Applications Claiming Priority (3)

    Application Number Priority Date Filing Date Title
    CH3793/93 1993-12-20
    CH03793/93A CH686914A5 (de) 1993-12-20 1993-12-20 Brandmeldesystem zur Frueherkennung von Braenden.
    CH379393 1993-12-20

    Publications (2)

    Publication Number Publication Date
    EP0660282A1 EP0660282A1 (de) 1995-06-28
    EP0660282B1 true EP0660282B1 (de) 2000-08-09

    Family

    ID=4263585

    Family Applications (1)

    Application Number Title Priority Date Filing Date
    EP94119614A Expired - Lifetime EP0660282B1 (de) 1993-12-20 1994-12-12 Brandmeldesystem zur Früherkennung von Bränden

    Country Status (8)

    Country Link
    EP (1) EP0660282B1 (de)
    JP (1) JPH07200961A (de)
    CN (1) CN1038622C (de)
    AT (1) ATE195386T1 (de)
    CH (1) CH686914A5 (de)
    DE (1) DE59409474D1 (de)
    FI (1) FI111666B (de)
    NO (1) NO324427B1 (de)

    Families Citing this family (9)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    JP3184429B2 (ja) * 1995-06-30 2001-07-09 ホーチキ株式会社 防災監視システムの端末感知装置
    DE10011411C2 (de) 2000-03-09 2003-08-14 Bosch Gmbh Robert Bildgebender Brandmelder
    US6879253B1 (en) * 2000-03-15 2005-04-12 Siemens Building Technologies Ag Method for the processing of a signal from an alarm and alarms with means for carrying out said method
    DE10020380A1 (de) 2000-04-26 2001-10-31 Bodenseewerk Geraetetech Verfahren und Vorrichtung zur Früherkennung einer möglichen Überhitzung eines Gegenstandes
    DE10046992C1 (de) * 2000-09-22 2002-06-06 Bosch Gmbh Robert Streulichtrauchmelder
    US8659415B2 (en) * 2011-07-15 2014-02-25 General Electric Company Alarm management
    CN103956018B (zh) * 2014-05-15 2016-05-11 杜玉龙 一种改进的建筑消防设施报警信号分析处理方法
    CN107067683B (zh) * 2017-04-14 2018-01-09 湖南省湘电试研技术有限公司 一种输电线路山火聚类定量预报方法及系统
    CN110111548A (zh) * 2019-04-14 2019-08-09 杭州拓深科技有限公司 一种消防报警设备的补偿优化方法

    Family Cites Families (3)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    US5267180A (en) * 1989-01-25 1993-11-30 Nohmi Bosai Kabushiki Kaisha Fire alarm system having prestored fire likelihood ratio functions for respective fire related phenomena
    EP1284580A1 (de) * 2001-08-16 2003-02-19 Swisscom Mobile AG System und Verfahren zur Ortsaktualisierung in einem GSM-Mobilfunknetz
    JP4597989B2 (ja) * 2003-08-27 2010-12-15 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 短毛切断装置及び長毛切断装置を備えたシェービング装置

    Also Published As

    Publication number Publication date
    FI111666B (fi) 2003-08-29
    ATE195386T1 (de) 2000-08-15
    FI945934A (fi) 1995-06-21
    FI945934A0 (fi) 1994-12-16
    NO944821L (no) 1995-06-21
    JPH07200961A (ja) 1995-08-04
    EP0660282A1 (de) 1995-06-28
    CN1127394A (zh) 1996-07-24
    NO944821D0 (no) 1994-12-13
    DE59409474D1 (de) 2000-09-14
    CH686914A5 (de) 1996-07-31
    NO324427B1 (no) 2007-10-15
    CN1038622C (zh) 1998-06-03

    Similar Documents

    Publication Publication Date Title
    EP1022700B1 (de) Streulichtbrandmelder
    EP0654770B1 (de) Anordnung zur Früherkennung von Bränden
    DE69434352T2 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Datenverarbeitung in einem Rauchmeldesystem
    DE69737459T2 (de) Feuer- und rauchdetektion sowie steuerungssystem
    EP2407949B1 (de) Ringförmige Hilfslichtquelle
    DE69609216T2 (de) Umgebungsbedingungs-Erfassungsvorrichtung und Verfahren zum Betrieb eines Alarmsystems
    EP1103937B1 (de) Brandmelder
    EP2603907B1 (de) Auswerten von streulichtsignalen bei einem optischen gefahrenmelder sowie ausgeben einer staub- / dampf-warnung oder eines brandalarms
    DE69710019T2 (de) Anwesenheitssensor mit mehreren Funktionen
    DE10011411C2 (de) Bildgebender Brandmelder
    DE69821671T2 (de) Brandmeldeanlagen
    DE19622806A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen eines Feuers mit verschiedenen Arten von Feuersensoren
    EP0107042A1 (de) Infrarot-Detektor zur Feststellung eines Eindringlings in einen Raum
    EP0530723A1 (de) Optischer Rauchmelder mit aktiver Überwachung
    EP0248298B1 (de) Gefahrenmeldeanlage
    EP0939387A1 (de) Einrichtung zur Raumüberwachung
    EP0121048B1 (de) Schaltungsanordnung zur Störpegel-Überwachung von Meldern, die in einer Gefahrenmeldeanlage angeordnet sind
    EP0660282B1 (de) Brandmeldesystem zur Früherkennung von Bränden
    EP0718814B1 (de) Verfahren und Anordnung zum Detektieren einer Flamme
    EP0338218A1 (de) Verfahren zur Brandfrüherkennung
    EP0646901B1 (de) Verfahren zur Verarbeitung der Signale eines passiven Infrarot-Detektors und Infrarot-Detektor zur Durchführung des Verfahrens
    EP2402793B1 (de) Verfahren zum gepulsten Betreiben einer Lichtschranke und Lichtschranke
    DE19949637A1 (de) Verfahren und Vorrichtungen zur Geräuscherkennung und -trennung sowie Lärmüberwachung und -prognose
    DE68925937T2 (de) Erkennung und Verarbeitung von Wellenformen
    DE2937686A1 (de) Kombinationsdetektor

    Legal Events

    Date Code Title Description
    PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

    Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

    AK Designated contracting states

    Kind code of ref document: A1

    Designated state(s): AT BE DE DK ES FR GB GR IE IT LU NL PT SE

    17P Request for examination filed

    Effective date: 19951220

    17Q First examination report despatched

    Effective date: 19981217

    RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

    Owner name: SIEMENS BUILDING TECHNOLOGIES AG

    GRAG Despatch of communication of intention to grant

    Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA

    GRAG Despatch of communication of intention to grant

    Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA

    GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

    Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

    GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

    Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

    GRAA (expected) grant

    Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

    AK Designated contracting states

    Kind code of ref document: B1

    Designated state(s): AT BE DE DK ES FR GB GR IE IT LU NL PT SE

    PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: GR

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

    Effective date: 20000809

    Ref country code: ES

    Free format text: THE PATENT HAS BEEN ANNULLED BY A DECISION OF A NATIONAL AUTHORITY

    Effective date: 20000809

    REF Corresponds to:

    Ref document number: 195386

    Country of ref document: AT

    Date of ref document: 20000815

    Kind code of ref document: T

    GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

    Effective date: 20000814

    REG Reference to a national code

    Ref country code: IE

    Ref legal event code: FG4D

    Free format text: GERMAN

    REF Corresponds to:

    Ref document number: 59409474

    Country of ref document: DE

    Date of ref document: 20000914

    ITF It: translation for a ep patent filed
    PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: PT

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

    Effective date: 20001109

    Ref country code: DK

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

    Effective date: 20001109

    ET Fr: translation filed
    RAP2 Party data changed (patent owner data changed or rights of a patent transferred)

    Owner name: SIEMENS BUILDING TECHNOLOGIES AG

    NLT2 Nl: modifications (of names), taken from the european patent patent bulletin

    Owner name: SIEMENS BUILDING TECHNOLOGIES AG

    PLBE No opposition filed within time limit

    Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

    STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

    Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

    26N No opposition filed
    REG Reference to a national code

    Ref country code: GB

    Ref legal event code: IF02

    PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: LU

    Payment date: 20071214

    Year of fee payment: 14

    REG Reference to a national code

    Ref country code: FR

    Ref legal event code: TP

    Ref country code: FR

    Ref legal event code: CD

    REG Reference to a national code

    Ref country code: GB

    Ref legal event code: 732E

    Free format text: REGISTERED BETWEEN 20090514 AND 20090520

    BECA Be: change of holder's address

    Owner name: SIEMENS A.G.WITTELSBACHERPLATZ 2, DE-80333 MUENCHE

    Effective date: 20100423

    BECH Be: change of holder

    Owner name: SIEMENS A.G.

    Effective date: 20100423

    PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: LU

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

    Effective date: 20081212

    PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: AT

    Payment date: 20101110

    Year of fee payment: 17

    PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: GB

    Payment date: 20101209

    Year of fee payment: 17

    REG Reference to a national code

    Ref country code: NL

    Ref legal event code: SD

    Effective date: 20110318

    PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: IT

    Payment date: 20101229

    Year of fee payment: 17

    PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: NL

    Payment date: 20111220

    Year of fee payment: 18

    Ref country code: FR

    Payment date: 20111227

    Year of fee payment: 18

    Ref country code: IE

    Payment date: 20111228

    Year of fee payment: 18

    Ref country code: SE

    Payment date: 20111213

    Year of fee payment: 18

    PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: DE

    Payment date: 20120220

    Year of fee payment: 18

    PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: BE

    Payment date: 20120117

    Year of fee payment: 18

    BERE Be: lapsed

    Owner name: SIEMENS A.G.

    Effective date: 20121231

    REG Reference to a national code

    Ref country code: NL

    Ref legal event code: V1

    Effective date: 20130701

    PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: SE

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

    Effective date: 20121213

    REG Reference to a national code

    Ref country code: AT

    Ref legal event code: MM01

    Ref document number: 195386

    Country of ref document: AT

    Kind code of ref document: T

    Effective date: 20121212

    GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

    Effective date: 20121212

    REG Reference to a national code

    Ref country code: IE

    Ref legal event code: MM4A

    REG Reference to a national code

    Ref country code: FR

    Ref legal event code: ST

    Effective date: 20130830

    PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: BE

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

    Effective date: 20121231

    REG Reference to a national code

    Ref country code: DE

    Ref legal event code: R119

    Ref document number: 59409474

    Country of ref document: DE

    Effective date: 20130702

    PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: AT

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

    Effective date: 20121212

    Ref country code: IE

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

    Effective date: 20121212

    Ref country code: NL

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

    Effective date: 20130701

    Ref country code: DE

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

    Effective date: 20130702

    PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: GB

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

    Effective date: 20121212

    Ref country code: FR

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

    Effective date: 20130102

    PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: IT

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

    Effective date: 20121212