本發(fā)明屬于智能應(yīng)急管理，具體涉及一種電動自行車集中充電區(qū)消安防一體系統(tǒng)及其工作方法。

背景技術(shù)：

1、國家相關(guān)部門高度重視電動自行車充電安全問題，出臺了一系列規(guī)范政策，如《電動自行車停放充電場所和民用建筑電動車存放充電場所消防安全須知》、《電動自行車集中充電設(shè)施技術(shù)規(guī)范》等，強(qiáng)調(diào)電動自行車充電設(shè)施的安全性、智能化，要求強(qiáng)化火災(zāi)防控能力，嚴(yán)格規(guī)范充電行為。而目前市場上仍存在如下問題：針對電動自行車集中充電區(qū)的消防措施不完善，當(dāng)火情出現(xiàn)時(shí)，無法有效保障人員生命健康，無法規(guī)避電池爆燃傷害；現(xiàn)有的電動自行車集中充電區(qū)未實(shí)現(xiàn)直接的消安防一體化，無法在監(jiān)測電動自行車集中充電區(qū)的消防安全同時(shí)兼顧安防相關(guān)責(zé)任；電動自行車集中充電區(qū)的消防措施同樣不完善，由于其處于室外，對于火源的定位不精準(zhǔn)容易造成滅火效率下降，造成生命及財(cái)產(chǎn)安全受損。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種電動自行車集中充電區(qū)消安防一體系統(tǒng)及其工作方法。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、一種電動自行車集中充電區(qū)消安防一體系統(tǒng)，包括火情監(jiān)測模塊、生命探測模塊、火源識別模塊、路線規(guī)劃模塊：

4、所述火情監(jiān)測模塊用于通過三波段點(diǎn)型紫紅外火焰探測器和煙霧傳感器得到火情監(jiān)測信息，所述火情監(jiān)測信息包括火情預(yù)警信息和安全信息，所述火情預(yù)警信息包括明火預(yù)警信息和煙霧預(yù)警信息，當(dāng)所述三波段點(diǎn)型紫紅外火焰探測器監(jiān)測到火焰時(shí)輸出所述明火預(yù)警信息，當(dāng)所述煙霧傳感器監(jiān)測到的煙霧濃度大于預(yù)設(shè)的閾值時(shí)輸出所述煙霧預(yù)警信息；

5、所述生命探測模塊用于當(dāng)輸出所述火情預(yù)警信息時(shí)，消安防一體端輸出生命探測指令，通過生命探測儀探測電動自行車集中充電區(qū)的生命跡象并輸出生命探測信息，所述生命探測信息包括無生命信息、生命存在信息、生命體坐標(biāo)；

6、所述火源識別模塊用于當(dāng)輸出所述無生命信息時(shí)，基于火源分坐標(biāo)定位火源坐標(biāo)并下達(dá)消安防指令給消安防一體端，通過消防設(shè)備解除火情，所述火源分坐標(biāo)包括煙氣源頭坐標(biāo)、高溫源頭坐標(biāo)、火焰源頭坐標(biāo)、爆燃聲源坐標(biāo)；

7、所述路線規(guī)劃模塊用于當(dāng)輸出所述生命存在信息時(shí)，基于所述生命探測信息規(guī)劃火情優(yōu)先控制路線并下達(dá)消安防指令給消安防一體端，通過消防設(shè)備解除所述火情優(yōu)先控制路線的火情。

8、優(yōu)選的，所述基于火源分坐標(biāo)定位火源坐標(biāo)包括：

9、通過能見度檢測確定電動自行車集中充電區(qū)中能見度最低的位置作為煙氣源頭并獲取初始煙氣源頭坐標(biāo)，通過煙氣調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)修正所述初始煙氣源頭坐標(biāo)得到所述煙氣源頭坐標(biāo)，所述煙氣調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)包括風(fēng)速、風(fēng)向、燃燒時(shí)間、充電區(qū)平面面積、煙氣面積；

10、通過溫度檢測確定電動自行車集中充電區(qū)中溫度最高的位置作為高溫源頭并獲取所述高溫源頭坐標(biāo)；

11、通過所述三波段點(diǎn)型紫紅外火焰探測器確定所述火焰源頭坐標(biāo)；

12、通過改進(jìn)聲源檢測法得到所述爆燃聲源坐標(biāo)；

13、基于所述火源分坐標(biāo)的平均值得到所述火源坐標(biāo)。

14、優(yōu)選的，所述通過煙氣調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)修正所述初始煙氣源頭坐標(biāo)得到所述煙氣源頭坐標(biāo)包括：

15、通過所述煙氣調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)計(jì)算煙氣調(diào)節(jié)值，計(jì)算公式為其中，a為煙氣調(diào)節(jié)值，v為風(fēng)速，t為燃燒時(shí)間，sa為煙氣面積，s為充電區(qū)平面面積；

16、向風(fēng)向的反方向平移所述初始煙氣源頭坐標(biāo)得到所述煙氣源頭坐標(biāo)，平移距離為所述煙氣調(diào)節(jié)值。

17、優(yōu)選的，所述通過改進(jìn)聲源檢測法得到所述爆燃聲源坐標(biāo)包括：

18、當(dāng)識別到電瓶爆燃聲時(shí)，通過預(yù)設(shè)的傳聲器陣元得到傳聲器時(shí)延，所述傳聲器陣元包括陣元原點(diǎn)、第一傳聲器陣元、第二傳聲器陣元、第三傳聲器陣元，其余傳聲器陣元至所述陣元原點(diǎn)的陣元間距相等，所述陣元原點(diǎn)的坐標(biāo)規(guī)定為(0,0,0)，所述傳聲器時(shí)延包括第一傳聲器時(shí)延、第二傳聲器時(shí)延、第三傳聲器時(shí)延；

19、基于所述傳聲器時(shí)延得到所述爆燃聲源坐標(biāo)，表達(dá)式為其中，(x,y,z)為爆燃聲源坐標(biāo)，l為陣元間距，c為聲波在空氣中傳播速率，r為綜合時(shí)延，ri為傳聲器時(shí)延，i＝1,2,3。

20、優(yōu)選的，所述通過預(yù)設(shè)的傳聲器陣元得到傳聲器時(shí)延包括：

21、獲取所述傳聲器陣元的傳聲器陣元接收信號，所述傳聲器陣元接收信號包括陣元原點(diǎn)接收信號、第一傳聲器陣元接收信號、第二傳聲器陣元接收信號、第三傳聲器陣元接收信號；

22、對所述傳聲器陣元接收信號做sigmoid函數(shù)變換得到變換陣元接收信號，所述變換陣元接收信號包括變換陣元原點(diǎn)接收信號、第一變換陣元接收信號、第二變換陣元接收信號、第三變換陣元接收信號，表達(dá)式為其中，s0s(n)為變換陣元原點(diǎn)接收信號，s1s(n)為第一變換陣元接收信號，s2s(n)為第二變換陣元接收信號，s3s(n)為第三變換陣元接收信號，s0(n)為陣元原點(diǎn)接收信號，s1(n)為第一傳聲器陣元接收信號，s2(n)為第二傳聲器陣元接收信號，s3(n)為第三傳聲器陣元接收信號；

23、對所述變換陣元原點(diǎn)接收信號做協(xié)方差運(yùn)算得到協(xié)方差陣元原點(diǎn)接收信號，運(yùn)算公式為r00(t0)＝e[s0s(n)as0s(n)b]，其中，r00(t)為協(xié)方差陣元原點(diǎn)接收信號，e(·)為期望，a為第一期望系數(shù)，取值為[0,2)，b為第二期望系數(shù)，取值為[0,2)；

24、分別對所述變換陣元原點(diǎn)接收信號和所述第一變換陣元接收信號、所述第二變換陣元接收信號、所述第三變換陣元接收信號做協(xié)方差運(yùn)算得到第一協(xié)方差陣元接收信號、第二協(xié)方差陣元接收信號、第三協(xié)方差陣元接收信號，運(yùn)算公式為roi(ti)＝e[s0s(n)asis(n+ti)b]，i＝1，2，3，其中，r0i(ti)為第i協(xié)方差陣元接收信號，ti為第i變換陣元接收信號與變換陣元原點(diǎn)接收信號間的時(shí)延；

25、對所述協(xié)方差陣元原點(diǎn)接收信號、所述第一協(xié)方差陣元接收信號、所述第二協(xié)方差陣元接收信號、所述第三協(xié)方差陣元接收信號做離散傅里葉變換得到傅里葉接收信號，數(shù)學(xué)描述為其中，x0i(ti)為傅里葉接收信號，j為虛部，當(dāng)i＝0時(shí)，t0取值為0；

26、根據(jù)所述傅里葉接收信號計(jì)算功率譜密度函數(shù)，計(jì)算公式為φoi(ti)＝xoi(ti)xoi*(ti)，i＝0，1，2，3，其中，φoi(ti)為功率譜密度函數(shù)，xoi*(ti)為x0i(ti)的復(fù)共軛；

27、對所述功率譜密度函數(shù)做傅里葉變換得到所述傳聲器時(shí)延，計(jì)算公式為其中，ri為傳聲器時(shí)延，f為傅里葉變換。

28、優(yōu)選的，所述基于所述生命探測信息規(guī)劃火情優(yōu)先控制路線包括：

29、獲取電動自行車集中充電區(qū)的出口坐標(biāo)，通過改進(jìn)路徑規(guī)劃法得到所述出口坐標(biāo)和所述生命體坐標(biāo)間的所述火情優(yōu)先控制路線，所述改進(jìn)路徑規(guī)劃法將所述出口坐標(biāo)和所述生命體坐標(biāo)簡化至同一水平方向，并以所述出口坐標(biāo)和所述生命體坐標(biāo)間的最小路徑代價(jià)為焦距構(gòu)造橢圓，通過改進(jìn)路徑規(guī)劃算法迭代使橢圓收斂，獲取所述火情優(yōu)先控制路線。

30、一種電動自行車集中充電區(qū)消安防一體方法，所述電動自行車集中充電區(qū)消安防一體方法的實(shí)施包括以下步驟：

31、通過三波段點(diǎn)型紫紅外火焰探測器和煙霧傳感器得到火情監(jiān)測信息，所述火情監(jiān)測信息包括火情預(yù)警信息和安全信息，所述火情預(yù)警信息包括明火預(yù)警信息和煙霧預(yù)警信息，當(dāng)所述三波段點(diǎn)型紫紅外火焰探測器監(jiān)測到火焰時(shí)輸出所述明火預(yù)警信息，當(dāng)所述煙霧傳感器監(jiān)測到的煙霧濃度大于預(yù)設(shè)的閾值時(shí)輸出所述煙霧預(yù)警信息；

32、當(dāng)輸出所述火情預(yù)警信息時(shí)，消安防一體端輸出生命探測指令，通過生命探測儀探測電動自行車集中充電區(qū)的生命跡象并輸出生命探測信息，所述生命探測信息包括無生命信息、生命存在信息、生命體坐標(biāo)；

33、當(dāng)輸出所述無生命信息時(shí)，基于火源分坐標(biāo)定位火源坐標(biāo)并下達(dá)消安防指令給消安防一體端，通過消防設(shè)備解除火情，所述火源分坐標(biāo)包括煙氣源頭坐標(biāo)、高溫源頭坐標(biāo)、火焰源頭坐標(biāo)、爆燃聲源坐標(biāo)；

34、當(dāng)輸出所述生命存在信息時(shí)，基于所述生命探測信息規(guī)劃火情優(yōu)先控制路線并下達(dá)消安防指令給消安防一體端，通過消防設(shè)備解除所述火情優(yōu)先控制路線的火情。

35、一種電子設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)上述所述的電動自行車集中充電區(qū)消安防一體系統(tǒng)。

36、一種包含計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的存儲介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令在由計(jì)算機(jī)處理器執(zhí)行時(shí)用于執(zhí)行上述所述的電動自行車集中充電區(qū)消安防一體系統(tǒng)。

37、本發(fā)明的有益效果為：

38、(1)通過火情監(jiān)測模塊、生命探測模塊、火源識別模塊、路線規(guī)劃模塊實(shí)現(xiàn)電動自行車集中充電區(qū)消安防一體化，在監(jiān)測電動自行車集中充電區(qū)的消防安全同時(shí)兼顧安防相關(guān)責(zé)任，實(shí)現(xiàn)火情監(jiān)測、安全監(jiān)測、自動滅火的功能，達(dá)到保護(hù)電動自行車集中充電區(qū)安全和消防的責(zé)任。

39、(2)通過火源分坐標(biāo)定位火源坐標(biāo)，綜合考慮火情出現(xiàn)時(shí)的煙氣、高溫、火焰、爆燃情況，同時(shí)基于風(fēng)速、風(fēng)向、燃燒時(shí)間、充電區(qū)平面面積、煙氣面積修正火源坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)火源的精準(zhǔn)定位，有利于后續(xù)消防措施運(yùn)作。

40、(3)基于生命探測信息規(guī)劃火情優(yōu)先控制路線，為火情發(fā)生時(shí)仍處于電動自行車集中充電區(qū)內(nèi)的人員提供最優(yōu)逃生通道，保護(hù)生命安全。

41、(4)通過傳聲器陣元得到傳聲器時(shí)延，實(shí)現(xiàn)對脈沖噪聲的抑制，同時(shí)提高時(shí)延的估計(jì)精度，從而實(shí)現(xiàn)對于爆燃聲源的精準(zhǔn)定位，輔助對于火源的最終定位。