UA150395U - Адаптивний спосіб виявлення пожежі - Google Patents

Abstract

Адаптивний спосіб виявлення пожежі включає встановлення порогів виявлення пожежі. Вимірюють поточні значення довільного небезпечного фактора пожежі, визначають поточні значення адаптивного порогу, обчислюють різницю між поточними значеннями небезпечного фактора пожежі та поточними значеннями порогу, визначають асиметричну одиничну функцію від обчисленої поточної різниці, усереднюють поточну асиметричну одиничну функцію за змінною поточною вагою, яка визначається величиною оберненої поточної потужності небезпечного фактора пожежі, з урахуванням початкового порогу, визначають математичне очікування для поточної асиметричної одиничної функції та оцінюють поточну ймовірність виявлення пожежі.

Description

На сучасному етапі в економічно розвинених країнах загострюється питання, щодо зменшення людських трат від пожеж. Наприклад, за даними Маїйопаї Ріге Ргоїесіїоп Азвзосіаїйоп, щорічно в США в наслідок пожеж гинуть близько 4-х тис. осіб. Крім цього біля 20 25 тис. осіб травмуються чи отримують отруєння (1Ї. Зниження людських втрат від пожеж можливе за рахунок надійного виявлення загорянь на ранніх стадіях. Тому надійне виявлення ранніх загорянь є однією і актуальних проблем забезпечення сталого розвитку в світі. Особливе це стосується пожеж у приміщеннях, кількість яких є найбільшою за інші види пожеж Відомо, що на сучасному етапі виявлення пожеж у приміщеннях відбувається за допомогою автоматичних протипожежних систем що базуються на використанні датчиків первинної інформації про пожежу (пожежних сповіщувачів). При цьому ефективність таких систем залежить від достовірності та своєчасності виявлення загорянь пожежними сповіщувачами, Тому в напрямі достовірного виявлення загорянь пожежними сповіщувачами в останній час ведуться інтенсивні дослідження в Японії, США, Німеччині, Україні та інших розвинених країнах.

Корисна модель належить до технологій виявлення пожежі, а саме до способів виявлення загорянь автоматичними пожежними сповіщувачами у приміщеннях, що мають фонові фактори повітряного середовища, аналогічні факторам пожежі.

Відомий спосіб виявлення пожежі |2)Ї, що включає вимірювання (за допомогою одного або кількох пожежних сповіщувачів) рівнів оксиду вуглецю, вуглекислого газу та диму в повітряному середовищі, обчислення за часом темпів збільшення кожною з рівнів та генерування сигналу про пожежу, якщо один або більше показників темпу приросту рівній вимірюваних факторів пожежі у повітряному середовищі перевищують заздалегідь визначені порогові показники приросту.

Недоліком такого способу є те, що сигнал про пожежу генерується лише у випадку перевищення одного або більшого числа показників темпу приросту рівнів вимірюваних факторів у повітряному середовищі заздалегідь визначених порогів щодо відповідних показників приросту. Використання у способі заздалегідь визначених порогів може призводити до формування хибного сигналу про пожежу. При цьому хибні сигнали про пожежу будуть визначатися відповідними ймовірностями хибного виявлення як при наявності, так і відсутності реальною загоряння та пожежі у приміщенні. Однак у відомому способі ймовірності хибного

Зо виявлення пожежі не визначаються та не враховуються. Це обумовлює низьку достовірність способу виявлення пожежі (2), особливо у випадку застосування способу в умовах невизначеності та мінливості факторів повітряного середовища.

Найближчим аналогом є адаптивний спосіб виявлення пожежі, який реалізований в адаптивному пожежному сповіщувачі (31. В умовах коли швидкість збільшення концентрації вуглекислого газу перевищує норми, генерується сигнал про пожежу. При цьому поріг встановлюється на один з трьох можливих фіксованих рівнів залежно від стану повітряного середовища в зоні розміщення сповіщувача, що визначається па основі обчислення даних щодо вимірюваної концентрації вуглекислого газу. Отримані дані включають середню концентрацію вуглекислого газу, середню швидкість зміни концентрації вуглекислого газу, монотонність збільшення або зменшення концентрації вуглекислого газу та діапазон зміни концентрацій, що визначаються на кожному циклі роботи. Встановлення вибіркового порогу на один з трьох можливих фіксованих рівнів дозволяє адаптувати процес виявлення пожежі до швидкості коливань рівня вуглекислого газу в зоні сповіщувача на кожному циклі роботи, які обумовлені іншими джерелами, крім пожежі, наприклад наявністю або відсутністю людей у закритому приміщенні. Рішення щодо того, який із трьох порогів слід використовувати для наступного циклу роботи, приймається шляхом посилання на логічну комбінацію обчислених змінних на попередньому циклі.

Даний спосіб долає недолік способу виявлення пожежі на основі фіксованого пороту |21, адаптуючи трійний поріг до поточної в зоні сповіщувача концентрації вуглекислого газу.

Відповідно до цього способу, циклічно змінюється поріг, щодо трьох визначених порогів, у відповідь на поточні зміни фонової концентрації вуглекислого газу. Згідно з цим способом, фіксований поріг протягом циклу залишається на одному з трьох заданих рівнів, до тих пір, поки виявлена фонова концентрація вуглекислого газу не буде вказувати на необхідність подальшого збільшення порогу до заданого високого рівня або зниження порогу до заданого низького рівня.

Недоліком адаптивного спосіб ІЗ) те, що адаптація порогу здійснюється лише за циклами та залишається фіксованим протягом кожного циклу. При цьому вибір величин порогів обмежується трьома заданими фіксованими значеннями, що вибираються без урахування поточних ймовірностей хибного виявлення пожежі, які залежать від поточних умов в зоні бо розміщення сповіщувача та довільно змінюються в неперервному часі. Це знижує достовірність та своєчасність виявлення пожежі в невизначених умовах, що неперервно змінюються за часом за рахунок небажаних факторів середовища в зоні розміщення сповіщувача. Крім цього такий спосіб не передбачає визначення поточної ймовірності правильного виявлення загоряння та пожежі. Це не дозволяє забезпечувати визначення ймовірності виявлення пожежі та відповідне раннє виявлення загорянь.

В основу корисної моделі поставлено задачу створення адаптивного способу виявлення пожежі, який у невизначених умовах, що змінюються неперервно у часі в небезпечних до пожежі зонах, де розміщуються сповіщувачі, забезпечував виявлення загорянь та пожежі з оцінкою поточної ймовірності їх правильного виявлення. Це дозволятиме забезпечувати своєчасне раннє виявленні загорянь та пожежі з визначеною ймовірністю.

Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у відомому адаптивному способі виявлення пожежі, замість трьох порогів встановлюють лише один початковий поріг, вимірюють поточні значення довільного небезпечного фактора пожежі, визначають поточні значення адаптивного порогу, обчислюють різницю між поточними значеннями небезпечного фактора пожежі та поточними значеннями порогу, визначають асиметричну одиничну функцію від обчисленої поточної різниці, усереднюють поточну асиметричну одиничну функцію за фіксованою вагою з урахуванням початкового порогу, визначають поточне математичне очікування від поточної асиметричної одиничної функції, оцінюють поточну ймовірність виявлення пожежі.

Адаптацію порогу виявлення пожежі при цьому здійснюють неперервно за часом, згідно з критерієм тотожності поточних ймовірностей похибок виявлення пожежі, шляхом обчислення різниці 7-х-с між поточними значеннями х довільного вимірюваного небезпечного фактора пожежі та поточним адаптованим порогом є, визначають поточну асиметричну одиничну функдію Ц(З ддеяхтоточної різниці 7 за правилом: 0О,дляс с 0, шляхом вагового усереднення поточної асиметричної одиничної функції Ц(") за змінною за часом вагою 9, яка визначається оберненою поточною потужністю щодо довільного вимірюваного небезпечного фактора х, з урахуванням встановленого початкового порогу. При цьому вагове усереднення поточної асиметричної одиничної функції (У) за змінною за часом

Зо вагою д дозволятиме забезпечувати незалежність швидкодії процесу обчислення поточного значення адаптивного порогу с для річних та змінних за часом різних вимірюваного небезпечного фактора х.

Реалізація запропонованої адаптації порогу та адаптивного способу виявлення пожежі до невизначених умов, що змінюються у часі, за критерієм тотожності поточних ймовірностей похибок виявлення на основі тільки вимірюваних значень вільного небезпечного фактора пожежі дозволяє в реальному часі за поточним математичним очікуванням значень поточної асиметричної одиничної функції ЩШ() чисельно оцінювати ймовірність виявлення пожежі при умові її достовірної наявності. Тобто дозволяє оцінювати в реальному часі ймовірність правильного виявлення пожежі у невизначених умовах, які неперервно змінюються у часі для вільного небезпечного фактора пожежі. При цьому конкретне чисельне значення оцінки ймовірності правильного виявлення пожежі дозволяє своєчасно визначати рівень відповідної ймовірності (достовірності) пожежної небезпеки в контрольованій зоні, а також попереджати про пожежну небезпеку та з відповідною достовірністю забезпечувати раннє виявлення пожежі.

Запропонована корисна модель забезпечує підвищення достовірності та своєчасності адаптивного способу виявлення пожежі у невизначених умовах, що змінюються неперервно у часі за рахунок здійснення безперервної адаптації до невизначення і умов початкового порогу виявлення пожежі та своєчасної оцінки в неперервному часі ймовірності правильного виявлення пожежі. Це знижує в цілому хибність та своєчасність раннього виявлення пожежі в складних умовах застосування. Крім цього реалізація запропонованого адаптивного способу виявлення пожежі не потребує обчислення додаткових змінних щодо вимірюваного сповіщувачем фактора пожежі. Це означає, що запропонований спосіб є більш простим порівняно з відомими і може бути застосований до будь-яких вимірюваних факторів пожежі або їх додаткових змінних.

На кресленні представлена схеми запропонованого адаптивного способу виявлення пожежі, де: 1 - неперервне вимірювання довільного небезпечного фактора пожежі сповіщувачем в зоні його розміщення; 2 - обчислення різниці між поточними значеннями х вимірюваного фактора пожежі з порогом виявлення пожежі с; З - визначення асиметричної одиничної функції Ш(") від поточної різниці: 4 - оцінювання в реальному часі ймовірності правильного виявлення пожежі; 5 - усереднення поточної асиметричної одиничної функції зі змінною за часом вагою 49; 6 - встановлення початкового порогу виявлення пожежі.

Адаптивний спосіб виявлення пожежі, що пропонується, включає неперервне вимірювання довільного небезпечного фактора пожежі 1 відповідним сповіщувачем в зоні його розміщення.

Як сповіщувач 1 можуть використовуватися, наприклад, датчик температури повітряного середовища або датчики, що вимірюють концентрації небезпечних газових компонентів, щільності диму та інших первинних або вторинних факторів пожежі. Для вимірювань 1 сповіщувачем встановлюють один відповідний поріг, який адаптують до невизначених умов, що змінюються за часом, за критерієм тотожності поточних ймовірностей похибок виявлення пожежі. Для цього обчислюють різницю 2 між поточними значеннями х вільного вимірюваного фактора пожежі сповіщувачем 1 та адаптованим порогом виявлення пожежі с 5, який визначають ваговим усередненням поточної асиметричної одиничної функції Ц(У) З зі зміною за часом вагою 9, що залежить від поточного рівня вимірюваного фактора пожежі, та з урахуванням встановленого початкового порогу 6. Оцінювання поточної ймовірності правильного виявлення пожежі 4 на основі поточної асиметричної одиничної функції, обчисленої 3.

Адаптивний спосіб виявлення пожежі здійснюється наступним чином. Вимірюють відповідний небезпечний фактор х пожежі в повітряному середовищі, де розміщується сповіщувач 1. Далі на основі поточних вимірювань сповіщувача 1 обчислюють різницю 2 між поточними значеннями х вимірювань та адаптованого порогу с 5. При цьому адаптацію поточного порогу с 5 здійснюють інтегруванням поточних значень асиметричної одиничної функції З з урахуванням встановленого початкового порогу б та зміною поточною вагою, яка визначається величиною оберненої поточної потужності вільного вимірюваного небезпечного фактора х. Одночасно з цим поточні значення асиметричної одиничної функції З використовують для оцінювання поточної ймовірності правильного виявлення пожежі 4. При цьому операції 2 6, відповідно до способу, виконуються мікропроцесором.

Таким чином, запропонований адаптивний спосіб дозволяє підвищити ефективність виявлення пожежі за рахунок підвищення достовірності та своєчасності такого виявлення. При ньому як небезпечні фактори можуть використовуватись не тільки загрози загорянь та пожежі, а й інші довільні загрози як злом, небезпечна температура, небезпечна швидкість потоку речовини, концентрація газів, небезпечний рівень рідини тощо в умовах невизначеного їх

Зо спостереження, що змінюються за часом в контрольованій небезпечній зоні, де розміщуються відповідні датчики загроз. Крім цього реалізація запропонованого способу не потребує обчислення додаткових змінних щодо вимірюваного сповіщувачем фактора пожежі. Це означає, що запропонований спосіб є більш простим порівняно з відомими, що знижує вимоги до апаратної частини, що реалізує спосіб.

Джерела інформації: 1. Зеркалов Д.В., Кацман М.Д., Ковтун А.І. Наукові основи цивільного захисту. - К.: Основа, 2014. - 1117 с. 2. Раїепі Мо.: Опіейд 5іаІез Раїєпі 7,142,105 В2, 258 9/00. Іе аіапт аідопйнт ивіпа 5тоКе апа да5 зепзогв / ЗпПіп-УШй Спеп; Аззідпеє БоціНпмезі 5сіепсез Іпсогрогаївєд, Запіп 1-е, ММ (05).

Аррі. Мо.: 11/056,811; Рієс: Реб. 10, 2005; Оагїе ої Раїепі: Мом. 28, 2006.

З. Раїепі Мо.: Опіей 5іаїез Раїепі 5,369,397, СО8В 17/10. Адаріїме Іге деїесіог / дасор У.

Мопа; Аззідпеє Салівєсі Іпіегпаййопа! Согрогаїййоп, Соїеїа, Саїї. Аррі. Мо.: 874,394; РіІед: Арг. 27, 1902; Оаїє ої Раїепгі: Мом. 29, 1994.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Адаптивний спосіб виявлення пожежі, що включає встановлення порогів виявлення пожежі, який відрізняється тим, що вимірюють поточні значення довільного небезпечного фактора пожежі, визначають поточні значення адаптивного порогу, обчислюють різницю між поточними значеннями небезпечного фактора пожежі та поточними значеннями порогу, визначають асиметричну одиничну функцію від обчисленої поточної різниці, усереднюють поточну асиметричну одиничну функцію за змінною поточною вагою, яка визначається величиною оберненої поточної потужності небезпечного фактора пожежі, з урахуванням початкового порогу, визначають математичне очікування для поточної асиметричної одиничної функції та оцінюють поточну ймовірність виявлення пожежі.