一种小空间消防安全管理系统转让专利

申请号 : CN202311662964.8

文献号 : CN117373224B

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相似专利:

发明人 : 柏鑫

申请人 : 凯恩茨(福州)工业有限公司

摘要 :

本发明公开了一种小空间消防安全管理系统,涉及配电柜消防安全的技术领域,该系统首先是通过多维度采集方式,将配电柜内部的电缆敷设状态、烟雾变化以及电气运行变化数据进行综合记录工作;接着将数据集中采集获取的相关数据信息进行特征提取,其中,烟雾警觉系数Mgxs将会与敏感阈值Q进行比较,判定当下配电柜内部是否存在烟雾情况,并获取第一验证结果,并依据第一验证结果,将电气温变系数Yxxs与阈值K进行对比分析,获取第二验证结果,再次判定当前配电柜是否处于正常状态,这有助于系统更多面地理解和量化潜在的火灾威胁,避免因单一功能传感器发生误判而导致系统处于紧急预警状态。

权利要求 :

1.一种小空间消防安全管理系统,其特征在于:包括实时数据监测模块、数据处理模块、消防安全分析模块、多重验证模块以及远程监控模块;

所述实时数据监测模块用于实时采集与记录配电柜内部电缆敷设状态数据信息、烟雾变化数据信息以及电气运行变化数据信息,并通过图像采集仪器观测配电柜内挡灰罩使用情况,将采集获取的相关数据信息传输至数据集中;

所述数据处理模块用于对数据集中相关数据信息进行解析处理与特征提取,包括处理缺失数据和提取有用数据信息,并将提取后的数据信息通过无量纲处理技术对其不同尺度或单位进行标准化处理;

所述消防安全分析模块用于将处理后的电缆敷设状态数据信息、烟雾变化数据信息以及电气运行变化数据信息进行特征提取,获取浓度差值Ndcz、颗粒直径Klzj、电缆束密度SMD、曲率半径Qlbj、温度差Wds以及电流突变次数Tbcs,并通过云计算服务平台,进行计算学习,获取:烟雾警觉系数Mgxs、分布影响系数Fbxs和电气温变系数Yxxs,并结合挡灰罩使用情况,经过无量纲处理后,获取消防安全指数Xfzs,所述消防安全指数Xfzs通过以下公式获取:;

式中,Fgmj表示为灰尘覆盖面积,F1表示为烟雾警觉系数Mgxs的比例系数,F2表示为电气温变系数Yxxs的比例系数,F3表示为灰尘覆盖面积Fgmj的比例系数,其中,0.20≤F1≤

0.36,0.35≤F2≤0.65,0.15≤F3≤0.30,且0.85≤F1+F2+F3≤1.0,P表示为常数修正系数;

所述多重验证模块用于预先设置敏感阈值Q、阈值K和安全阈值G,并将所述敏感阈值Q与所述烟雾警觉系数Mgxs进行对比分析,获取第一验证结果;并结合第一验证结果,将所述电气温变系数Yxxs与阈值K进行对比分析,获取第二验证结果;将所述消防安全指数Xfzs与安全阈值G进行对比分析,获取等级方案报表;

所述远程监控模块用于将等级方案报表发送至消防管理人员,以便及时响应潜在的火灾风险,并且允许消防管理人员进行远程控制。

2.根据权利要求1所述的一种小空间消防安全管理系统,其特征在于:所述实时数据监测模块包括电缆数据采集单元、柜内环境采集单元和电气状态单元;

所述电缆数据采集单元用于采集与记录配电柜中电缆敷设状态数据信息,其中,电缆敷设状态数据信息包括电缆表面温度、电缆敷设深度、电缆位置和路径、敷设日期以及曲率半径;

所述柜内环境采集单元用于采集与记录配电柜中烟雾变化数据信息和散热程度图像信息,其中,烟雾变化数据信息包括识别配电柜内烟雾的类型、烟雾浓度、烟雾探测区域的温度、相对湿度以及记录烟雾传感器首次探测到烟雾的时间,散热程度图像信息包括挡灰罩的附灰程度、开闭状态以及孔径大小;

所述电气状态单元用于采集与记录配电柜中电气运行变化数据信息,其中,电气运行变化数据信息包括电气设备的实时电流、电流波形、实时电压值、电压波形、视在功率、电网频率以及电气设备的实时温度。

3.根据权利要求2所述的一种小空间消防安全管理系统,其特征在于:所述数据处理模块包括数据预处理单元、图像处理单元和标准化单元;

所述数据预处理单元用于识别和消除数据集内相关数据信息出现的错误、异常值或噪音,并对相关数据信息进行归一化和标准化处理,从其中提取有用的特征数据,以减少数据的维度和复杂性;

所述图像处理单元用于将散热程度图像信息通过增强处理技术增强图像的对比度,并利用无量纲处理技术,对图像处理后的散热程度图像信息进行标准化处理。

4.根据权利要求3所述的一种小空间消防安全管理系统,其特征在于:将所述浓度差值Ndcz与所述颗粒直径Klzj相关联,并经过无量纲处理后,获取烟雾警觉系数Mgxs,所述烟雾警觉系数Mgxs通过以下公式获取:;

式中,Sdz表示为湿度值,i表示为浓度差值Ndcz的比例系数,h表示为颗粒直径Klzj的比例系数,j表示为湿度值Sdz的比例系数,其中,0.10≤i≤0.20,0.22≤h≤0.33,0.33≤j≤0.45,且0.70≤i+h+j≤0.95,C1表示为常数修正系数。

5.根据权利要求4所述的一种小空间消防安全管理系统,其特征在于:将所述敏感阈值Q与所述烟雾警觉系数Mgxs进行对比分析,获取第一验证结果:若所述烟雾警觉系数Mgxs大于或等于所述敏感阈值Q时,即Mgxs≥Q时,表示为当前配电柜内出现烟雾现象,此时暂缓消防预警通知,即刻对配电柜内部电气的运行进行监控分析;

若所述烟雾警觉系数Mgxs小于所述敏感阈值Q时,即Mgxs<Q时,表示为当前配电柜内并未出现烟雾现象,此时无需采取额外的消防预警措施。

6.根据权利要求5所述的一种小空间消防安全管理系统,其特征在于:将所述电缆束密度SMD与所述曲率半径Qlbj相关联,并经过无量纲处理后,获取分布影响系数Fbxs,所述分布影响系数Fbxs通过以下公式获取:;

式中,Fsd表示为敷设深度,a1表示为电缆束密度SMD的比例系数,a2表示为曲率半径Qlbj的比例系数,a3表示为敷设深度Fsd的比例系数,其中,0.20≤a1≤0.36,0.10≤a2≤

0.35,0.25≤a3≤0.65,且0.80≤a1+a2+a3≤1.0,C2表示为常数修正系数。

7.根据权利要求6所述的一种小空间消防安全管理系统,其特征在于:将所述分布影响系数Fbxs与所述温度差Wds相关联,并经过无量纲处理后,获取电气温变系数Yxxs,所述电气温变系数Yxxs通过以下公式获取:;

式中,Tbcs表示为电流突变次数,b1表示为温度差Wds的比例系数,b2表示为电流突变次数Tbcs的比例系数,b3表示为分布影响系数Fbxs的比例系数,0.12≤b1≤0.20,0.26≤b2≤

0.35,0.23≤b3≤0.40,且0.80≤b1+b2+b3≤0.95,C3表示为常数修正系数。

8.根据权利要求7所述的一种小空间消防安全管理系统,其特征在于:结合第一验证结果,当所述烟雾警觉系数Mgxs大于或等于所述敏感阈值Q时,将所述电气温变系数Yxxs与阈值K进行对比分析,获取第二验证结果:若所述电气温变系数Yxxs大于或等于阈值K时,即Yxxs≥K时,表示为当前配电柜内电气设备在运作时,自身温度变化不正常,此时第二验证结果将发出红色预警通知;

若所述电气温变系数Yxxs小于阈值K时,即Yxxs<K时,表示为当前配电柜内电气设备在运作时,自身温度变化处于正常状态,此时第二验证结果将发出橙色预警通知。

9.根据权利要求8所述的一种小空间消防安全管理系统,其特征在于:将所述消防安全指数Xfzs与安全阈值G进行对比分析,获取等级方案报表:若所述消防安全指数Xfzs大于安全阈值G时,系统发出绿色安全通知,表示为当前配电柜内部的消防环境处于安全状态,此时将继续保持监管工作即可,无需采取额外紧急措施;

若所述消防安全指数Xfzs等于安全阈值G时,系统发出橙色预警通知,表示为当前配电柜内部的消防环境存在潜在的火灾风险,需加强警惕,保持一周两次定期巡检和维护任务;

若所述消防安全指数Xfzs小于安全阈值G时,系统发出红色预警通知,表示为当前配电柜内部已存在火灾风险的现象,此时将自动启动灭火程序,并且进行疏散人员和通知消防人员。

10.根据权利要求9所述的一种小空间消防安全管理系统,其特征在于:所述远程监控模块包括操控单元和任务反馈单元;

所述操控单元用于当配电柜内部发出橙色预警通知和红色预警通知时,消防管理人员的工作后台也将同时接收到相应的预警通知,此时消防管理人员将根据相应的预警通知采取相应的策略;

所述任务反馈单元用于将消防管理人员执行结果,及时的反馈至消防管理人员的工作后台,以确定配电柜的消防工作成果。

说明书 :

一种小空间消防安全管理系统

技术领域

[0001] 本发明涉及配电柜消防安全的技术领域,具体为一种小空间消防安全管理系统。

背景技术

[0002] 在当今科技飞速发展的背景下,消防安全管理系统作为一项重要的技术创新,日益受到广泛关注。具体而言,该系统的应用在各大领域中,其中包括电气设备中的配电柜;配电柜作为工业和商业场所电力分配的核心设备,其运行状态直接关系到电气设备的安全性和可靠性。在配电柜中,传感器的应用成为不可或缺的一环。然而,常规的传感器系统存在着一些问题,尤其是在小空间内,传感器可能过于灵敏,导致误判的可能性增加,以烟雾传感器为例,它可能对烹饪蒸汽或灰尘过于敏感,触发误报,从而影响了系统的可靠性。
[0003] 在目前的现状中,针对配电柜内部的消防安全管理,传统的系统可能倚赖某单一传感器,来判断配电柜内的消防安全状态,这虽然能够使得配电柜达到安全保障,但在此过程中看可能会产生多次误判问题,而这种现状在实际运行中可能会带来一系列问题,如频繁的误报,不仅影响了系统的可用性,也增加了管理人员的工作负担。

发明内容

[0004] (一)解决的技术问题
[0005] 针对现有技术的不足,本发明提供了一种小空间消防安全管理系统,解决了上述背景技术中提到的问题。
[0006] (二)技术方案
[0007] 为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:一种小空间消防安全管理系统,包括实时数据监测模块、数据处理模块、消防安全分析模块、多重验证模块以及远程监控模块;
[0008] 所述实时数据监测模块用于实时采集与记录配电柜内部电缆敷设状态数据信息、烟雾变化数据信息以及电气运行变化数据信息,并通过图像采集仪器观测配电柜内挡灰罩使用情况,将采集获取的相关数据信息传输至数据集中;
[0009] 所述数据处理模块用于对数据集中相关数据信息进行解析处理与特征提取,包括处理缺失数据和提取有用数据信息,并将提取后的数据信息通过无量纲处理技术对其不同尺度或单位进行标准化处理;
[0010] 所述消防安全分析模块用于将处理后的电缆敷设状态数据信息、烟雾变化数据信息以及电气运行变化数据信息进行特征提取,获取浓度差值Ndcz、颗粒直径Klzj、电缆束密度SMD、曲率半径Qlbj、温度差Wds以及电流突变次数Tbcs,并通过云计算服务平台,进行计算学习,获取:烟雾警觉系数Mgxs、分布影响系数Fbxs和电气温变系数Yxxs,并结合挡灰罩使用情况,经过无量纲处理后,获取消防安全指数Xfzs,所述消防安全指数Xfzs通过以下公式获取:
[0011] ;
[0012] 式中,Fgmj表示为灰尘覆盖面积,F1表示为烟雾警觉系数Mgxs的比例系数,F2表示为电气温变系数Yxxs的比例系数,F3表示为灰尘覆盖面积Fgmj的比例系数,其中,0.20≤F1≤0.36,0.35≤F2≤0.65,0.15≤F3≤0.30,且0.85≤F1+F2+F3≤1.0,P表示为常数修正系数;
[0013] 所述多重验证模块用于预先设置敏感阈值Q、阈值K和安全阈值G,并将所述敏感阈值Q与所述烟雾警觉系数Mgxs进行对比分析,获取第一验证结果;并结合第一验证结果,将所述电气温变系数Yxxs与阈值K进行对比分析,获取第二验证结果;将所述消防安全指数Xfzs与安全阈值G进行对比分析,获取等级方案报表;
[0014] 所述远程监控模块用于将等级方案报表发送至消防管理人员,以便及时响应潜在的火灾风险,并且允许消防管理人员进行远程控制。
[0015] 优选的,所述实时数据监测模块包括电缆数据采集单元、柜内环境采集单元和电气状态单元;
[0016] 所述电缆数据采集单元用于采集与记录配电柜中电缆敷设状态数据信息,其中,电缆敷设状态数据信息包括电缆表面温度、电缆敷设深度、电缆位置和路径、敷设日期以及曲率半径;
[0017] 所述柜内环境采集单元用于采集与记录配电柜中烟雾变化数据信息和散热程度图像信息,其中,烟雾变化数据信息包括识别配电柜内烟雾的类型、烟雾浓度、烟雾探测区域的温度、相对湿度以及记录烟雾传感器首次探测到烟雾的时间,散热程度图像信息包括挡灰罩的附灰程度、开闭状态以及孔径大小;
[0018] 所述电气状态单元用于采集与记录配电柜中电气运行变化数据信息,其中,电气运行变化数据信息包括电气设备的实时电流、电流波形、实时电压值、电压波形、视在功率、电网频率以及电气设备的实时温度。
[0019] 优选的,所述数据处理模块包括数据预处理单元、图像处理单元和标准化单元;
[0020] 所述数据预处理单元用于识别和消除数据集内相关数据信息出现的错误、异常值或噪音,并对相关数据信息进行归一化和标准化处理,从其中提取有用的特征数据,以减少数据的维度和复杂性;
[0021] 所述图像处理单元用于将散热程度图像信息通过增强处理技术增强图像的对比度,并利用无量纲处理技术,对图像处理后的散热程度图像信息进行标准化处理。
[0022] 优选的,将所述浓度差值Ndcz与所述颗粒直径Klzj相关联,并经过无量纲处理后,获取烟雾警觉系数Mgxs,所述烟雾警觉系数Mgxs通过以下公式获取:
[0023] ;
[0024] 式中,Sdz表示为湿度值,i表示为浓度差值Ndcz的比例系数,h表示为颗粒直径Klzj的比例系数,j表示为湿度值Sdz的比例系数,其中,0.10≤i≤0.20,0.22≤h≤0.33,0.33≤j≤0.45,且0.70≤i+h+j≤0.95,C1表示为常数修正系数。
[0025] 优选的,将所述敏感阈值Q与所述烟雾警觉系数Mgxs进行对比分析,获取第一验证结果:
[0026] 若所述烟雾警觉系数Mgxs大于或等于所述敏感阈值Q时,即Mgxs≥Q时,表示为当前配电柜内出现烟雾现象,此时暂缓消防预警通知,即刻对配电柜内部电气的运行进行监控分析;
[0027] 若所述烟雾警觉系数Mgxs小于所述敏感阈值Q时,即Mgxs<Q时,表示为当前配电柜内并未出现烟雾现象,此时无需采取额外的消防预警措施。
[0028] 优选的,将所述电缆束密度SMD与所述曲率半径Qlbj相关联,并经过无量纲处理后,获取分布影响系数Fbxs,所述分布影响系数Fbxs通过以下公式获取:
[0029] ;
[0030] 式中,Fsd表示为敷设深度,a1表示为电缆束密度SMD的比例系数,a2表示为曲率半径Qlbj的比例系数,a3表示为敷设深度Fsd的比例系数,其中,0.20≤a1≤0.36,0.10≤a2≤0.35,0.25≤a3≤0.65,且0.80≤a1+a2+a3≤1.0,C2表示为常数修正系数。
[0031] 优选的,将所述分布影响系数Fbxs与所述温度差Wds相关联,并经过无量纲处理后,获取电气温变系数Yxxs,所述电气温变系数Yxxs通过以下公式获取:
[0032] ;
[0033] 式中,Tbcs表示为电流突变次数,b1表示为温度差Wds的比例系数,b2表示为电流突变次数Tbcs的比例系数,b3表示为分布影响系数Fbxs的比例系数,0.12≤b1≤0.20,0.26≤b2≤0.35,0.23≤b3≤0.40,且0.80≤b1+b2+b3≤0.95,C3表示为常数修正系数。
[0034] 优选的,结合第一验证结果,当所述烟雾警觉系数Mgxs大于或等于所述敏感阈值Q时,将所述电气温变系数Yxxs与阈值K进行对比分析,获取第二验证结果:
[0035] 若所述电气温变系数Yxxs大于或等于阈值K时,即Yxxs≥K时,表示为当前配电柜内电气设备在运作时,自身温度变化不正常,此时第二验证结果将发出红色预警通知;
[0036] 若所述电气温变系数Yxxs小于阈值K时,即Yxxs<K时,表示为当前配电柜内电气设备在运作时,自身温度变化处于正常状态,此时第二验证结果将发出橙色预警通知。
[0037] 优选的,将所述消防安全指数Xfzs与安全阈值G进行对比分析,获取等级方案报表:
[0038] 若所述消防安全指数Xfzs大于安全阈值G时,系统发出绿色安全通知,表示为当前配电柜内部的消防环境处于安全状态,此时将继续保持监管工作即可,无需采取额外紧急措施;
[0039] 若所述消防安全指数Xfzs等于安全阈值G时,系统发出橙色预警通知,表示为当前配电柜内部的消防环境存在潜在的火灾风险,需加强警惕,保持一周两次定期巡检和维护任务;
[0040] 若所述消防安全指数Xfzs小于安全阈值G时,系统发出红色预警通知,表示为当前配电柜内部已存在火灾风险的现象,此时将自动启动灭火程序,并且进行疏散人员和通知消防人员。
[0041] 优选的,所述远程监控模块包括操控单元和任务反馈单元;
[0042] 所述操控单元用于当配电柜内部发出橙色预警通知和红色预警通知时,消防管理人员的工作后台也将同时接收到相应的预警通知,此时消防管理人员将根据相应的预警通知采取相应的策略;
[0043] 所述任务反馈单元用于将消防管理人员执行结果,及时的反馈至消防管理人员的工作后台,以确定配电柜的消防工作成果。
[0044] (三)有益效果
[0045] 本发明提供了一种小空间消防安全管理系统,具备以下有益效果:
[0046] (1)该一种小空间消防安全管理系统,该系统首先是通过多维度采集方式,将配电柜内部的电缆敷设状态、烟雾变化以及电气运行变化数据进行综合记录工作,为后期对配电柜的火灾风险进行实时监测和评估做基础;接着将数据集中采集获取的相关数据信息进行特征提取,并分析获取烟雾警觉系数Mgxs、分布影响系数Fbxs和电气温变系数Yxxs,其中,烟雾警觉系数Mgxs将会与敏感阈值Q进行比较,判定当下配电柜内部是否存在烟雾情况,并获取第一验证结果,并依据第一验证结果,将电气温变系数Yxxs与阈值K进行对比分析,获取第二验证结果,再次判定当前配电柜是否处于正常状态,这有助于系统更多面地理解和量化潜在的火灾威胁,避免因单一功能传感器发生误判而导致系统处于紧急预警状态,并且这种多层次的验证机制有助于提高系统的准确性,进一步降低误报率,确保火灾预警的可信度,在一定程度上减少了消防管理人员的工作负担。
[0047] (2)该一种小空间消防安全管理系统,系统能够根据消防安全指数Xfzs与安全阈值G进行对比分析,动态生成等级方案报表,这使得消防管理人员可以迅速了解当前配电柜内的火灾风险等级,有针对性地采取相应的措施;若消防安全指数Xfzs等于安全阈值G时,此时系统建议加强巡检和维护任务,确保电气设备和消防系统处于良好状态,从而提高对潜在风险的警觉性;当消防安全指数Xfzs小于安全阈值G时,系统将自动启动灭火程序,并且进行疏散人员和通知消防人员,这有助于迅速响应紧急情况,最大程度地减小火灾造成的损失。在红色预警通知情况下,系统能够自动启动灭火程序,采取迅速有效的灭火措施,从而减缓火势蔓延的速度,提高灭火效果。

附图说明

[0048] 图1为本发明一种小空间消防安全管理系统框图流程示意图。

具体实施方式

[0049] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0050] 实施例1
[0051] 请参阅图1,本发明提供一种小空间消防安全管理系统,包括实时数据监测模块、数据处理模块、消防安全分析模块、多重验证模块以及远程监控模块;
[0052] 所述实时数据监测模块用于实时采集与记录配电柜内部电缆敷设状态数据信息、烟雾变化数据信息以及电气运行变化数据信息,并通过图像采集仪器观测配电柜内挡灰罩使用情况,将采集获取的相关数据信息传输至数据集中;
[0053] 所述数据处理模块用于对数据集中相关数据信息进行解析处理与特征提取,包括处理缺失数据和提取有用数据信息,并将提取后的数据信息通过无量纲处理技术对其不同尺度或单位进行标准化处理;
[0054] 所述消防安全分析模块用于将处理后的电缆敷设状态数据信息、烟雾变化数据信息以及电气运行变化数据信息进行特征提取,获取浓度差值Ndcz、颗粒直径Klzj、电缆束密度SMD、曲率半径Qlbj、温度差Wds以及电流突变次数Tbcs,并通过云计算服务平台,进行计算学习,获取:烟雾警觉系数Mgxs、分布影响系数Fbxs和电气温变系数Yxxs,并结合挡灰罩使用情况,经过无量纲处理后,获取消防安全指数Xfzs,所述消防安全指数Xfzs通过以下公式获取:
[0055] ;
[0056] 式中,Fgmj表示为灰尘覆盖面积,F1表示为烟雾警觉系数Mgxs的比例系数,F2表示为电气温变系数Yxxs的比例系数,F3表示为灰尘覆盖面积Fgmj的比例系数,其中,0.20≤F1≤0.36,0.35≤F2≤0.65,0.15≤F3≤0.30,且0.85≤F1+F2+F3≤1.0,P表示为常数修正系数;
[0057] 所述多重验证模块用于预先设置敏感阈值Q、阈值K和安全阈值G,并将所述敏感阈值Q与所述烟雾警觉系数Mgxs进行对比分析,获取第一验证结果;并结合第一验证结果,将所述电气温变系数Yxxs与阈值K进行对比分析,获取第二验证结果;将所述消防安全指数Xfzs与安全阈值G进行对比分析,获取等级方案报表;
[0058] 所述远程监控模块用于将等级方案报表发送至消防管理人员,以便及时响应潜在的火灾风险,并且允许消防管理人员进行远程控制。
[0059] 本系统运行中,通过实时数据监测模块,进一步使得系统及时和准确地采集和记录配电柜内部的电缆敷设状态、烟雾变化以及电气运行变化数据,为后期对配电柜的火灾风险进行实时监测和评估做基础;接着将数据集中采集获取的相关数据信息进行特征提取,并分析获取烟雾警觉系数Mgxs、分布影响系数Fbxs和电气温变系数Yxxs,其中,烟雾警觉系数Mgxs将会与敏感阈值Q进行比较,判定当下配电柜内部是否存在烟雾情况,并获取第一验证结果,并依据第一验证结果,将电气温变系数Yxxs与阈值K进行对比分析,获取第二验证结果,再次判定当前配电柜是否处于正常状态,这有助于系统更多面地理解和量化潜在的火灾威胁,避免因单一功能传感器发生误判而导致系统处于紧急预警状态,并且这种多层次的验证机制有助于提高系统的准确性,进一步降低误报率,确保火灾预警的可信度。
[0060] 实施例2
[0061] 请参照图1,具体的:所述实时数据监测模块包括电缆数据采集单元、柜内环境采集单元和电气状态单元;
[0062] 所述电缆数据采集单元用于采集与记录配电柜中电缆敷设状态数据信息,其中,电缆敷设状态数据信息包括电缆表面温度、电缆敷设深度、电缆位置和路径、敷设日期以及曲率半径;
[0063] 所述柜内环境采集单元用于采集与记录配电柜中烟雾变化数据信息和散热程度图像信息,其中,烟雾变化数据信息包括识别配电柜内烟雾的类型、烟雾浓度、烟雾探测区域的温度、相对湿度以及记录烟雾传感器首次探测到烟雾的时间,散热程度图像信息包括挡灰罩的附灰程度、开闭状态以及孔径大小;
[0064] 所述电气状态单元用于采集与记录配电柜中电气运行变化数据信息,其中,电气运行变化数据信息包括电气设备的实时电流、电流波形、实时电压值、电压波形、视在功率、电网频率以及电气设备的实时温度。
[0065] 所述数据处理模块包括数据预处理单元、图像处理单元和标准化单元;
[0066] 所述数据预处理单元用于识别和消除数据集内相关数据信息出现的错误、异常值或噪音,并对相关数据信息进行归一化和标准化处理,从其中提取有用的特征数据,以减少数据的维度和复杂性,有助于优化后续的分析过程。
[0067] 所述图像处理单元用于将散热程度图像信息通过增强处理技术增强图像的对比度,并利用无量纲处理技术,对图像处理后的散热程度图像信息进行标准化处理,有助于提高图像质量,确保从散热程度图像中提取的信息更为准确和可靠。
[0068] 本实施例中,电缆数据采集单元能够实时监测配电柜中电缆的各种状态信息,包括表面温度、敷设深度、位置、路径、敷设日期和曲率半径等,有助于系统及时发现电缆可能存在的问题,如过热、过载或异常敷设,从而进一步降低火灾风险;柜内环境采集单元能够实时监测配电柜中的烟雾变化,以便系统对潜在火灾事件进行早期检测和识别;通过采集挡灰罩的附灰程度、开闭状态和孔径大小,系统可以评估挡灰罩的工作状态,以保证配电柜内部能够得到良好的通风散发效果。电气状态单元监测将实时了解电气设备的运行状态,及早发现电气问题,减少火灾风险。
[0069] 实施例3
[0070] 请参照图1,具体的:将所述浓度差值Ndcz与所述颗粒直径Klzj相关联,并经过无量纲处理后,获取烟雾警觉系数Mgxs,所述烟雾警觉系数Mgxs通过以下公式获取:
[0071] ;
[0072] 式中,Sdz表示为湿度值,i表示为浓度差值Ndcz的比例系数,h表示为颗粒直径Klzj的比例系数,j表示为湿度值Sdz的比例系数,其中,0.10≤i≤0.20,0.22≤h≤0.33,0.33≤j≤0.45,且0.70≤i+h+j≤0.95,C1表示为常数修正系数。
[0073] 上述的湿度值Sdz指的是配电柜内部环境的湿度值,并且通过湿度传感器进行采集获取;
[0074] 浓度差值Ndcz指的是配电柜内部产生烟雾时,其烟雾的浓度大小,并且通过烟雾传感器进行采集获取;
[0075] 颗粒直径Klzj指的是根据配电柜内部产生的烟雾类型,间接判定空气中烟雾颗粒大小,并且通过激光颗粒物传感器进行采集获取,其中激光颗粒物传感器是使用激光光源和光散射原理来测量颗粒物的直径和浓度。
[0076] 将所述敏感阈值Q与所述烟雾警觉系数Mgxs进行对比分析,获取第一验证结果:
[0077] 若所述烟雾警觉系数Mgxs大于或等于所述敏感阈值Q时,即Mgxs≥Q时,表示为当前配电柜内出现烟雾现象,此时暂缓消防预警通知,即刻对配电柜内部电气的运行进行监控分析;
[0078] 若所述烟雾警觉系数Mgxs小于所述敏感阈值Q时,即Mgxs<Q时,表示为当前配电柜内并未出现烟雾现象,此时无需采取额外的消防预警措施。
[0079] 本实施例中,通过将烟雾警觉系数Mgxs与敏感阈值Q进行对比分析,系统可以根据第一验证结果决定是否执行第二验证结果,有利于避免由于单一功能传感器误报而引发不必要的紧急情况。
[0080] 实施例4
[0081] 请参照图1,具体的:将所述电缆束密度SMD与所述曲率半径Qlbj相关联,并经过无量纲处理后,获取分布影响系数Fbxs,所述分布影响系数Fbxs通过以下公式获取:
[0082] ;
[0083] 式中,Fsd表示为敷设深度,a1表示为电缆束密度SMD的比例系数,a2表示为曲率半径Qlbj的比例系数,a3表示为敷设深度Fsd的比例系数,其中,0.20≤a1≤0.36,0.10≤a2≤0.35,0.25≤a3≤0.65,且0.80≤a1+a2+a3≤1.0,C2表示为常数修正系数。
[0084] 上述的敷设深度Fsd指的是电缆在配电柜中敷设通道内的深度信息,并且通过使用摄像头和计算机视觉技术进行采集获取;
[0085] 曲率半径Qlbj指的是电缆在敷设过程中的弯曲半径,并且其通过安装在电缆弯曲部位的光纤传感器用于测量电缆的曲率,监测光纤的形变来获取电缆的弯曲半径;
[0086] 电缆束密度SMD通过使用摄像头和计算机视觉技术进行采集获取。
[0087] 将所述分布影响系数Fbxs与所述温度差Wds相关联,并经过无量纲处理后,获取电气温变系数Yxxs,所述电气温变系数Yxxs通过以下公式获取:
[0088] ;
[0089] 式中,Tbcs表示为电流突变次数,b1表示为温度差Wds的比例系数,b2表示为电流突变次数Tbcs的比例系数,b3表示为分布影响系数Fbxs的比例系数,0.12≤b1≤0.20,0.26≤b2≤0.35,0.23≤b3≤0.40,且0.80≤b1+b2+b3≤0.95,C3表示为常数修正系数。
[0090] 上述的电流突变次数Tbcs通过霍尔效应传感器进行采集获取,其中霍尔效应传感器基于霍尔效应,能够感应电流通过导体时产生的磁场变化,从而检测电流的大小和方向;温度差Wds通过温度传感器进行采集获取。
[0091] 结合第一验证结果,当所述烟雾警觉系数Mgxs大于或等于所述敏感阈值Q时,将所述电气温变系数Yxxs与阈值K进行对比分析,获取第二验证结果:
[0092] 若所述电气温变系数Yxxs大于或等于阈值K时,即Yxxs≥K时,表示为当前配电柜内电气设备在运作时,自身温度变化不正常,说明电气温度的变化较大,这可能是由于电气设备过载、电流异常或其他因素导致的,可能存在火灾的风险,此时第二验证结果将发出红色预警通知;
[0093] 若所述电气温变系数Yxxs小于阈值K时,即Yxxs<K时,表示为当前配电柜内电气设备在运作时,自身温度变化处于正常状态,说明电气温度的变化相对较小,此时第二验证结果将发出橙色预警通知。
[0094] 本实施例中,在获取第一验证结果的基础上,将电气温变系数Yxxs与阈值K进行对比分析,获取第二验证结果,进行多重验证工作,以降低配电柜内产生误判的可能,并且可以提醒消防管理人员注意电气设备的运行状态,及时采取措施降低火灾风险。
[0095] 实施例5
[0096] 请参照图1,具体的:将所述消防安全指数Xfzs与安全阈值G进行对比分析,获取等级方案报表:
[0097] 若所述消防安全指数Xfzs大于安全阈值G时,系统发出绿色安全通知,表示为当前配电柜内部的消防环境处于安全状态,火灾风险较低,此时将继续保持监管工作即可,无需采取额外紧急措施;
[0098] 若所述消防安全指数Xfzs等于安全阈值G时,系统发出橙色预警通知,表示为当前配电柜内部的消防环境存在潜在的火灾风险,需加强警惕,保持一周两次定期巡检和维护任务,确保电气设备和消防系统处于良好状态;
[0099] 若所述消防安全指数Xfzs小于安全阈值G时,系统发出红色预警通知,表示为当前配电柜内部已存在火灾风险的现象,此时将自动启动灭火程序,并且进行疏散人员和通知消防人员。
[0100] 所述远程监控模块包括操控单元和任务反馈单元;
[0101] 所述操控单元用于当配电柜内部发出橙色预警通知和红色预警通知时,消防管理人员的工作后台也将同时接收到相应的预警通知,此时消防管理人员将根据相应的预警通知采取相应的策略,例如,远程关闭报警系统、远程激活灭火系统或者进行远程重置和复位操作。
[0102] 所述任务反馈单元用于将消防管理人员执行结果,及时的反馈至消防管理人员的工作后台,以确定配电柜的消防工作成果。
[0103] 本实施例中,系统能够根据消防安全指数Xfzs与安全阈值G进行对比分析,动态生成等级方案报表,这使得消防管理人员可以迅速了解当前配电柜内的火灾风险等级,有针对性地采取相应的措施;若消防安全指数Xfzs等于安全阈值G时,此时系统建议加强巡检和维护任务,确保电气设备和消防系统处于良好状态,从而提高对潜在风险的警觉性;当消防安全指数Xfzs小于安全阈值G时,系统将自动启动灭火程序,并且进行疏散人员和通知消防人员,这有助于迅速响应紧急情况,最大程度地减小火灾造成的损失。通过远程监控模块将有助于提高火灾应急响应的效率,减少火灾对人员和财产的损害。
[0104] 示例:一个某某配电柜,该工程厂引入了一种小空间消防安全管理系统,以下是为某某配电柜的示例:
[0105] 数据采集:浓度差值Ndcz为12;颗粒直径Klzj为0.36;湿度值Sdz为6;C1为2;i为0.15;h为0.25;j为0.40;电缆束密度SMD为8;曲率半径Qlbj为0.69;敷设深度Fsd为3;a1为
0.22;a2为0.16;a3为0.55;C2为3;温度差Wds为7;电流突变次数Tbcs为4;b1为0.15;b2为
0.28;b3为0.40;C3为2;灰尘覆盖面积Fgmj为4.5;F1为0.30;F2为0.38;F3为0.22;P为4;
[0106] 通过以上数据,可以进行以下计算:
[0107] 烟雾警觉系数Mgxs= =7.36;
[0108] 分布影响系数Fbxs= =6.78;
[0109] 电气温变系数Yxxs= =9.76;
[0110] 消防安全指数Xfzs= =13.7;
[0111] 若安全阈值G为15时,此时消防安全指数Xfzs小于安全阈值G,系统发出红色预警通知,表示为当前配电柜内部已存在火灾风险的现象,此时将自动启动灭火程序,并且进行疏散人员和通知消防人员。
[0112] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。