舱室火灾参数集成分析系统的研究与实现

发布时间：2020-06-27 05:41

【摘要】：本文基于中国船舶重工集团公司第七0一研究所与重庆大学合作的舱室火灾检测项目,从火灾参数分析系统的角度出发,来展现数十年间我们在火灾检测这一个方面所做出的进步。同时,对比于经典的火灾检测系统,我们设计的火灾参数分析系统在数据采集,数据分析与融合,二次分析以及结合数据给出对应的措施方面都做出了一定的改变。整体的设计也较之于传统的检测预防系统更加人性化,操作更加方便。换而言之,这是一个从内到外都全面升级的火灾参数分析系统。本设计在硬件配置上分为数据采集终端与数据接收终端两部分。数据采集终端由单片机带动温度,压力,风速,热辐射传感器。将采集到的数据通过RS485总线传输到上位机PC端。上位机数据接收终端由中央集成监控台,舱室火灾参数集成分析系统软件以及大屏幕液晶显示系统组成。其中软件部分是我工作的核心部分。根据功能需求和实际实现情况,该软件的功能最终包括:显示测点实时数据,将各类数据绘制成折线图,显示传感器位置,生成温度场云图,判定火情大小和危险系数,以及一些基础的存储控制功能。在这些功能中,温度场云图的算法设计和烟雾图像处理算法设计是本文中两个重要的创新点。本系统融合多种传感器数据信息,综合各类数据在火灾发生时的变化特点,根据这样的特点设计判定阈值,大幅度提高了火灾检测的准确性。本系统具有一定的升级空间,在火灾检测领域的应用前景十分广阔。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U664.88
【图文】：

云场,平面,温度

图 1.1 温度平面云场图Fig 1.1 Temperature plane cloud field diagram如果火源点是非传感器所在点，或者说火源点距离最近的传感器存在一定距离，那么我们的仿真算法会根据已知的温度点求算出整个平面所有位置的仿温度。就这一技术，国内外做出了很多研究。目的都是达到更加准确真实的温平面云场图。因为目前的科学技术水平，还没有达到在一定范围的平面空间中几乎无缝添加传感器。而更多的情况是在一些事故多发区域会间隔的布置一些传感器，种情况下，实际是不能得到真实而又完整的平面场温度信息的，只能通过模拟真，计算出与真实情况最为接近的平面温度场。在接下来的章节中，会详细介本文使用的模拟仿真算法以及设计的相关思路与数学思维。这也是本系统最直的一个创新点。本系统根据对比多种图像边缘检测算法，根据目前最为实用的也是最为经的 Canny 算法进行缩减与改进，设计了符合本系统需要的火焰烟雾图像边缘检

火灾参数,分析系统

图 2.1 基于视觉特征的火灾参数分析系统Fig2.1 Fire parameters analysis system based on visual characteristics执行视频信息采集功能的主要是检测场内的摄像头，通过视频处理器对采集到的视频信息做初步的处理。在这个系统中，摄像机的选取是至关重要的一点，因为它直接影响到采集数据的质量。镜头的选择坚持实用性原则，目前基于视觉特征的火灾检测算法对图像本身的要求不高，所以一般采用普通彩色摄像机[3]。传输模块主要通过无线电，电缆，光缆等方式进行数据传输。无线电波更多用于牧场，林场等大型室外检测场，因为无线电波便于安装和维修。电缆和光缆多用于室内的检测，他们属于有线传输，信号相对较为稳定，传输容量也比无线电波大，并且电缆的技术十分成熟，施工成本低，非常适合大型建筑群使用。控制分析模块是整个火灾参数分析系统的核心模块。控制分析模块接受来自火灾场景的实时视频数据，并通过网络交换机，将视频数据进行分析处理，转变为判断信号，用于触发警报与联动装置。而系统的核心模块主要由运动检测模块，色彩判断模块，频率分析模块，轮廓判断模块组成。通过这些模块综合分析，来

【参考文献】