[發明專利]基于探測信號相關性的實時多探測器火災探測方法及裝置

在審

• 申請號: 202210868222.X
• 申請日: 2022-07-21
• 公開（公告）號: CN115457720A
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 于淼淼;袁宏永;陳濤
• 申請（專利權）人: 清華大學;清華大學合肥公共安全研究院
• 主分類號: G08B17/06
• 分類號: G08B17/06
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 孟洋

1.一種基于探測信號相關性的實時多探測器火災探測方法，其特征在于，包括：

在確定出探測器在目標異常數據時，將所述探測器第一個異常時刻點t1開始至以后的探測信號的集合作為響應信號；

對所有響應探測器發送的響應信號進行處理，以確保每個探測器在t時刻的響應信號的有效個數相同；

計算t時刻所有探測信號最終的相關系數；

若最終的相關系數大于或者等于預設報警閾值，則確定發生火災。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在確定出探測器在目標異常數據之前，方法還包括：

選取大小為N的處理窗口，其中所述處理窗口是每個窗口包含數據點數為N的火災探測器輸出數據；

確定在未發生火災下所述處理窗口中火災探測器輸出數據隨時間的變化趨勢；

基于在不同時間下變化趨勢對應的值對火災探測器輸出數據進行清洗，得到探測器響應信號。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述確定出探測器在目標異常數據包括：

若連續預設個數的清洗后的響應信號均存在異常，則確認存在目標異常數據。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述將所述探測器第一個異常時刻點t1開始至以后的探測信號的集合作為響應信號，包括：

記錄t時刻接收到了k個探測器發出的火災響應信號，記第k-1個響應信號表示為：

其中，表示在第t時刻的第k-1個響應信號的值，t_k-1為第k-1個響應探測器發出火災響應信號的時刻；

記錄t時刻第k個響應信號為：

其中，表示在第t時刻第k個響應信號的值，t_k表示為第k個響應探測器發出火災響應信號的時刻。

5.根據權利要求1-4中任一項所述的方法，其特征在于，所述計算t時刻所有探測信號最終的相關系數包括：

將t時刻任意至少兩個探測器的響應信號輸入預設相似度模型，獲取任意至少兩個探測器響應信號之間的相關系數；

根據探測器響應順序計算與之相關的多個相關系數的最大值；

計算多個相關系數的最大值的平均相關系數，并將平均相關系數作為在t時刻所有火災探測器響應下的最終的相關系數。

6.根據權利要求1的方法，其特征在于，確定發生火災包括：

若持續監測計算得到的相關系數值均大于或等于預設的報警閾值，則確定為火災，并發出火警信號；

若持續監測計算得到的相關系數值小于預設的報警閾值，則確定為非火災。

7.根據權利要求5所述所述的方法，其特征在于，預設相似度模型計算包括以下步驟：

利用動態時間規劃的算法求得非等長的探測響應信號動態彎曲下的最短路徑配對；

搜索出配對的最短路徑對應的信號值，并對響應信號重新組合；

將重組的響應信號序列帶入到Pearson相關系數公式計算相關系數。

8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，通過下述公式計算相關系數：

其中，X¹和X²分別代表兩個探測器重組后的響應信號，cov(X¹,X²)是協方差，分別為兩個探測器的響應信號時間序列的方差，分別是兩個探測器的響應信號時間序列均值，n是時間序列的長度。

9.一種基于探測信號相關性的實時多探測器火災探測裝置，其特征在于，包括：

記錄保存單元，用于在確定出探測器在目標異常數據時，將所述探測器第一個異常時刻點t1開始至以后的探測信號的集合作為響應信號；

處理單元，用于對所有響應探測器發送的響應信號進行處理，以確保每個探測器在t時刻的響應信號的有效個數相同；

計算單元，用于計算t時刻所有探測信號最終的相關系數；

第一確定單元，用于當最終的相關系數大于或者等于預設報警閾值，則確定發生火災。