一种电缆隧道火灾分级研判消防系统转让专利
申请号 : CN202110286062.3
文献号 : CN113018728B
文献日 : 2021-12-24
发明人 : 刘三伟 , 黎刚 , 黄福勇 , 段肖力 , 周卫华 , 王海跃 , 段建家 , 曾泽宇 , 刘赟
申请人 : 国网湖南省电力有限公司 , 国网湖南省电力有限公司电力科学研究院 , 国家电网有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种电缆隧道火灾分级研判消防系统的应用方法,其特征在于,所述电缆隧道火灾分级研判消防系统包括控制单元(1)和电缆隧道段单元(2),所述电缆隧道段单元(2)包括热解粒子探测器(21)、分布式光纤测温组件(22)、分布式视频监控组件(23)、分布式红外探头(24)和电缆灭火机器人(25)及可控防火门(26),所述热解粒子探测器(21)、分布式光纤测温组件(22)、分布式视频监控组件(23)、分布式红外探头(24)和电缆灭火机器人(25)及可控防火门(26)分别与控制单元(1)相连,所述应用方法包括控制单元(1)执行的下述步骤:
1)通过热解粒子探测器(21)探测热解粒子浓度,若热解粒子浓度超过预设阈值,则执行下一步;否则,结束并退出;
2)通过分布式光纤测温组件(22)探测温度,若探测到存在火灾隐患点的温度超过预设阈值,则执行下一步;否则,结束并退出;
3)调用分布式视频监控组件(23)、分布式红外探头(24)定点监控火灾隐患点,获取隐患点的图像,并根据采集得到的火灾隐患点图像对火灾隐患点进行状态判定,若判定火灾隐患点发生火灾,则执行下一步;否则,结束并退出;
4)控制电缆灭火机器人(25)移动至起火点进行灭火作业,同时联动控制可控防火门(26)关闭将起火点隔离;步骤3)中根据采集得到的火灾隐患点图像对火灾隐患点进行状态判定的步骤包括:(1)针对分布式红外探头(24)采集得到的红外火灾隐患点图像,通过二值化处理提取得到火灾隐患点的区域掩膜图像;(2)根据火灾隐患点的区域掩膜图像对分布式视频监控组件(23)采集得到的可见光火灾隐患点图像提取得到火灾隐患点的局部可见光火灾隐患点图像;(3)将局部可见光火灾隐患点图像从RGB色彩空间转换到HSI色彩空间,然后根据H分量、S分量、I分量的预设阈值将HSI色彩空间下的局部可见光火灾隐患点图像进行二值化得到火焰二值化特征图;(4)将火焰二值化特征图输入预先完成训练的机器学习图像识别模型,得到火灾隐患点是否发生火灾的状态判断结果。
2.根据权利要求1所述的电缆隧道火灾分级研判消防系统的应用方法,其特征在于,步骤3)中判定火灾隐患点发生火灾后,还包括向网络中的目标设备输出报警信号的步骤。
3.根据权利要求1所述的电缆隧道火灾分级研判消防系统的应用方法,其特征在于,步骤4)中还包括在完成灭火作业超过设定时间后,控制电缆灭火机器人(25)移动至默认地点,并联动控制可控防火门(26)打开的步骤。
说明书 :
一种电缆隧道火灾分级研判消防系统
技术领域
背景技术
重后果,且修复工期长、耗费巨大。电缆隧道的火灾消防工作成为电力公司关注的重点。目
前隧道内火灾消防系统面临两个较为实际的问题:隧道内安装了多种火情监测预警装置,
但是未形成自主预警体系,未区分监测量的主次关系,火情的准确研判与快速处置问题尚
未得到有效的解决;防火设施之间未实现有效联动,将火灾隔离在起火区段的目标尚未实
现。如何电缆隧道内的火灾准确判断和火情快速隔离、处置的问题,仍然是需要深入研究的
问题。
发明内容
组件、分布式红外探头,可根据其自身特性实现可实现对电缆隧道火灾分级研判,来提高对
火灾检测的准确度,以准确判断是否起火和起火点位置,此外通过电缆灭火机器人及可控
防火门,实现在短时间内对火灾进行快速处置,避免火灾延燃。
外探头和电缆灭火机器人及可控防火门,所述热解粒子探测器、分布式光纤测温组件、分布
式视频监控组件、分布式红外探头和电缆灭火机器人及可控防火门分别与控制单元相连。
点发生火灾,则执行下一步;否则,结束并退出;
得到火灾隐患点的区域掩膜图像;(2)根据火灾隐患点的区域掩膜图像对分布式视频监控
组件采集得到的可见光火灾隐患点图像提取得到火灾隐患点的局部可见光火灾隐患点图
像;(3)将局部可见光火灾隐患点图像从RGB色彩空间转换到HSI色彩空间,然后根据H分量、
S分量、I分量的预设阈值将HSI色彩空间下的局部可见光火灾隐患点图像进行二值化得到
火焰二值化特征图;(4)将火焰二值化特征图输入预先完成训练的机器学习图像识别模型,
得到火灾隐患点是否发生火灾的状态判断结果。
布式红外探头和电缆灭火机器人及可控防火门,所述热解粒子探测器、分布式光纤测温组
件、分布式视频监控组件、分布式红外探头和电缆灭火机器人及可控防火门分别与控制单
元相连。本发明通过包括热解粒子探测器、分布式光纤测温组件、分布式视频监控组件、分
布式红外探头,可根据其自身特性实现可实现对电缆隧道火灾分级研判,来提高对火灾检
测的准确度,以准确判断是否起火和起火点位置,此外通过电缆灭火机器人及可控防火门,
实现在短时间内对火灾进行快速处置,避免火灾延燃。
附图说明
火门。
本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例,都属于本发明保护的范围。
具体实施方式
频监控组件23、分布式红外探头24和电缆灭火机器人25及可控防火门26,热解粒子探测器
21、分布式光纤测温组件22、分布式视频监控组件23、分布式红外探头24和电缆灭火机器人
25及可控防火门26分别与控制单元1相连。
的电缆表面,可对电缆表层温度进行实时监测。
确判定。
释放灭火剂功能,用于对起火点快速灭火。
方便隧道内空气流动和通风,当发生火灾时,一个区段的两侧的可控防火门26会同时关闭,
对火灾进行隔离。
控制单元1相连。数据交换机与热解粒子探测器21、分布式光纤测温组件22、分布式视频监
控组件23、分布式红外探头24和电缆灭火机器人25及可控防火门26之间通过以太网、4G/5G
通讯通道进行数据交互,执行统一的TCP/IP数据协议,接收各监控设备的监测数据并发送
至控制单元1。控制单元1接收数据交换机数据,并通过数据交换机发送相应指令给各层级
监控设备(热解粒子探测器21、分布式光纤测温组件22、分布式视频监控组件23、分布式红
外探头24)、电缆灭火机器人25及可控防火门26。
分级研判的一种可选的实施方式,如图2所示,本实施例还提供一种前述电缆隧道火灾分级
研判消防系统的应用方法,包括控制单元1执行的下述步骤:
隐患点发生火灾,则执行下一步;否则,结束并退出;
免造成大范围的电缆损伤。
得到火焰二值化特征图;
度;I分量表示强度或亮度。经研究发现,火焰在HSI色彩空间中与RGB色彩空间相比具有更
好的辨识度,因此步骤(3)将局部可见光火灾隐患点图像从RGB色彩空间转换到HSI色彩空
间以提高识别准确度。此外,为了进一步显化火焰的图像特征,本实施例中后根据H分量、S
分量、I分量的预设阈值将HSI色彩空间下的局部可见光火灾隐患点图像进行二值化得到火
焰二值化特征图,H分量、S分量、I分量的预设阈值可以根据需要进行取值,例如H分量的预
设阈值可取0~50、S分量的预设阈值可取10~100、I分量的预设阈值可取100~255,二值化
时将预设阈值范围内的像素设置为255、其余预设阈值范围外的像素设置为0,即可使得到
火焰二值化特征图,得到的火焰二值化特征图数据非常小,可有效减少后续的运算量,可提
高计算效率。一般而言,火焰二值化特征图可以表征存在火焰,但是由于电缆隧道的特殊
性,包括电缆隧道的黑暗环境下可能会存在外部光斑的干扰,电缆隧道内电缆上阻燃材料
会对火焰形态产生影响,以及电缆隧道内电缆数量较多会对火焰的外形形态产生影响,为
了进一步提高火灾识别的准确度,本实施例中步骤(4)将火焰二值化特征图输入预先完成
训练的机器学习图像识别模型,得到火灾隐患点是否发生火灾的状态判断结果。本实施例
中,机器学习图像识别模型具体采用基于深度学习的卷积网络,在使用前需要采用火焰二
值化特征图、火灾状态标签构成的训练数据集进行训练。由于本实施例中仅仅涉及机器学
习图像识别模型的基本应用,其具体训练以及执行的细节均为现有技术,在此不再展开说
明。
监控中心,或者公安消防系统的报警主机。
隧道内空气流动和通风,便于维护人员进入检修,确保维护人员人身安全。
的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也
应视为本发明的保护范围。以上所述为本发明的完整实施情况。凡在本发明的精神和原则
之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。