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1、(10)申请公布号 CN 104200599 A (43)申请公布日 2014.12.10 C N 1 0 4 2 0 0 5 9 9 A (21)申请号 201410382574.X (22)申请日 2014.08.06 G08B 17/00(2006.01) (71)申请人浙江工业大学 地址 310014 浙江省杭州市下城区潮王路 18号 (72)发明人董红召 舒适 刘东旭 季行健 陈宁 (74)专利代理机构杭州天正专利事务所有限公 司 33201 代理人王兵 黄美娟 (54) 发明名称 公交车多传感器火灾检测方法 (57) 摘要 公交车多传感器火灾检测方法,采用一氧化 碳传感器、二氧化碳。
2、传感器、温度传感器、烟雾传 感器、电流传感器、火焰传感器,通过对采集连续 数据的离散化获取的支持向量机模型,得出每一 个传感器所检测到公交车发生火灾危险的概率, 最后通过D-S证据理论对所有传感器检测结果进 行信息融合,分别计算多传感器信息融合后公交 车发生火灾危险的概率分配函数,并通过公交车 发生火灾危险的概率做出预警提示。 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 (10)申请公布号 CN 104200599 A CN 104200599 A 1/2页 2 1.公交车多传感。
3、器火灾检测方法,具体包括如下步骤: 步骤1,采集分布在公交车内合适位置的传感器信息,并通过研究分析对公交车 火灾自燃危险作出评估结果,将采集的数据和评估结果一同存储在信息表集合U x 1 ,x 2 ,x 3 ,x 4 ,x 5 ,x 6 ,d中,其中x 1 ,x 2 、x 3 、x 4 、x 5 、x 6 分别表示一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、 温度、烟雾浓度、电流强度、是否有火焰,d0,1表示危险情况,0表示安全,1表示有火 灾危险; 步骤2,对采集的信息表数据进行归一化处理,运用聚类算法结合不相容度一致原则得 出不同类型数据信息不同的离散化方式,然后对不同类型数据信息进行编码; 计算步骤如下。
4、: 21.将火灾检测第i个参量x i (i1,2,5)的检测值,投影到区间0,10上,计算 方法如下 其中x i 表示第i个参量的检测值,s i 表示第i个参量的检测量程,x i 表示第i个参 量的投影值; 22.通过样本分析,预定聚类阀值8、所有检测参量不相容度的估计值 (样本中条件属性一致而危险等级不同的概率称为不相容度)、不相容度的允许误差 0.001; 23.对于i1,2,5,重复 a)通过层次聚类法得到区间0,10关于x i 的一种划分; b)计算按划分离散化后的参量x i 的不相容度 i ; c)判断是否成立?若成立ii+1;否则转如步骤d; d)若则减小聚类阀值;若则增大聚类阀值。
5、,并转至步奏 a; e)对离散后的参量检测值用离散数据进行编码; 24.通过以上处理,得出检测参量的一组不相容度合理的划分方式为 x 1 x|0x8,xN、x 2 x|0x5,xN、x 3 x|0x5,xN、 x 4 x|0x10,xN、x 5 x|0x4,xN、x 6 x|0x2,xN; 步骤3,通过离散化后的公交车火灾危险信息表,求出支持向量机模型,获取某一时间 段某个检测参量判别公交车发生某一火灾自燃危险的概率; 其具体的处理步骤包括如下步骤: 31.求出支持向量机分类超平面,求得分类函数,例如CO浓度对应的分类函数 f(x)sgn(0.2867x-0.95) 32.在时间周期T1s内,。
6、对公交车火灾检测参量各检查f5次,求出所有检测参量 判别的自燃危险概率,算法如下 权 利 要 求 书CN 104200599 A 2/2页 3 其中x ij 为第i(i1,2,6)个检测参量在周期内第j(j1,2,3,4,5)次检测 的离散化结果、f i 为第i个检测参量的分类函数,m i 为第i个检测参量指示公交车火灾自 燃危险的概率; 步骤4,将上述所得的不同检测参量得出的公交车火灾危险概率运用D-S信息合成算 法,得出多传感器信息融合后的公交车火灾危险等级概率; 更进一步的多传感器信息融合算法如下: 其中,式中m p (X)为第p(p1,2,6)个检测参量指示公交 车火灾自燃危险dX(X。
7、0,1)的概率,m q (Y)为第q(q1,2,6)个检测参量指示公 交车火灾自燃危险dY(Y0,1)的概率,E(E0,1)为检测结果,m p m q (E)为第p 个检测参量和第q个检测参量共同指示检测结果为E的概率; 所有检测参量的判别融合规则是m(m 1 m 2 )m 3 m 6 步骤5,根据多传感器信息融合后的公交车火灾危险等级概率,设置公交车火灾危险预 警的阀值,当公交车火灾危险等级概率m时,即进行公交车火灾危险预警; 所述的范围是:0.3-0.5。 权 利 要 求 书CN 104200599 A 1/5页 4 公交车多传感器火灾检测方法 技术领域 0001 本发明涉及的是一种多传感。
8、器火灾检测领域的方法,具体是一种公交车火灾检测 方法。 背景技术 0002 公交车作为广大市民出行的主要交通方式,具有不可替代的作用。公交车也随着 电控系统的复杂化、集成化不断提高,再加上城市高温天气不断增加,公交车在运行时发生 火灾事故的案例也不断增加。公交车由于具有人员密集、可燃物分布广、运行路线复杂等特 点,造就了公交车在发生火灾时人员疏散困难、燃烧速度快、扑救特别困难,从而对乘客的 生命财产安全构成巨大的威胁,不利于城市交通的正常运行,具有严重的社会危害性。 0003 目前,我国对公交车火灾检测预警的研究还比较初步,对于公交车火灾预警主要 采用单参量或者多参量使用阀值比较法分别检测预警。
9、的方法,例如在车辆内设置烟雾探测 器、温度传感器、视频监控等,而使用单一传感活多传感器对分别公交车火灾检测具有准确 率很低、使用环境单一、检测实时性差、不能适应恶劣工作环境等特点,不能有效的对公交 车火灾危险进行检测预警。 发明内容 0004 本发明要克服目前采用单参量或者多参量使用阀值比较法分别检测预警的方法 无法实现对公交车火灾进行准确、及时的检测和识别,致使公交车火灾事故频发的问题,提 出一种通过多传感器信息融合,对公交车火灾危险等级进行分类并做出预警的公交车火灾 判别方法。 0005 本发明专利采用一氧化碳传感器、二氧化碳传感器、温度传感器、烟雾传感器、电 流传感器、火焰传感器,通过对。
10、采集连续数据的离散化获取的支持向量机模型,得出每一个 传感器所检测到公交车发生火灾危险的概率,最后通过D-S证据理论对所有传感器检测结 果进行信息融合,分别计算多传感器信息融合后公交车发生火灾危险的概率分配函数,并 通过公交车发生火灾危险的概率做出预警提示。 0006 本发明所述的公交车多传感器火灾检测方法,具体包括如下步骤: 0007 步骤1,采集分布在公交车内合适位置的传感器信息,并通过研究分析对公交 车火灾自燃危险作出评估结果,将采集的数据和评估结果一同存储在信息表集合U x 1 ,x 2 ,x 3 ,x 4 ,x 5 ,x 6 ,d中,其中x 1 ,x 2 、x 3 、x 4 、x 5。
11、 、x 6 分别表示一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、 温度、烟雾浓度、电流强度、是否有火焰,d0,1表示危险情况,0表示安全,1表示有火 灾危险。 0008 步骤2,对采集的信息表数据进行归一化处理,运用聚类算法结合不相容度一致原 则得出不同类型数据信息不同的离散化方式,然后对不同类型数据信息进行编码。 0009 计算步骤如下: 0010 21.将火灾检测第i个参量x i (i1,2,5)的检测值,投影到区间0,10上, 说 明 书CN 104200599 A 2/5页 5 计算方法如下 0011 0012 其中x i 表示第i个参量的检测值,s i 表示第i个参量的检测量程,x i 表示第i个 。
12、参量的投影值。 0013 22.通过样本分析,预定聚类阀值8、所有检测参量不相容度的估计值 (样本中条件属性一致而危险等级不同的概率称为不相容度)、不相容度的允许误 差0.001。 0014 23.对于i1,2,5,重复 0015 a)通过层次聚类法得到区间0,10关于x i 的一种划分; 0016 b)计算按划分离散化后的参量x i 的不相容度 i ; 0017 c)判断是否成立?若成立ii+1;否则转如步骤d; 0018 d)若则减小聚类阀值;若则增大聚类阀值,并转至 步奏a; 0019 e)对离散后的参量检测值用离散数据进行编码。 0020 24.通过以上处理,得出检测参量的一组不相容度。
13、合理的划分方式为 x 1 x|0x8,xN、x 2 x|0x5,xN、x 3 x|0x5,xN、 x 4 x|0x10,xN、x 5 x|0x4,xN、x 6 x|0x2,xN。 0021 步骤3,通过离散化后的公交车火灾危险信息表,求出支持向量机模型,获取某一 时间段某个检测参量判别公交车发生某一火灾自燃危险的概率。 0022 其具体的处理步骤包括如下步骤: 0023 31.求出支持向量机分类超平面,求得分类函数,例如CO浓度对应的分类函数 0024 f(x)sgn(0.2867x-0.95) 0025 32.在时间周期T1s内,对公交车火灾检测参量各检查f5次,求出所有检测 参量判别的自燃。
14、危险概率,算法如下 0026 0027 其中x ij 为第i(i1,2,6)个检测参量在周期内第j(j1,2,3,4,5)次 检测的离散化结果、f i 为第i个检测参量的分类函数,m i 为第i个检测参量指示公交车火 灾自燃危险的概率。 0028 步骤4,将上述所得的不同检测参量得出的公交车火灾危险概率运用D-S信息合 成算法,得出多传感器信息融合后的公交车火灾危险等级概率。 0029 更进一步的多传感器信息融合算法如下: 0030 说 明 书CN 104200599 A 3/5页 6 0031 其中,式中m p (X)为第p(p1,2,6)个检测参量指示 公交车火灾自燃危险dX(X0,1)的。
15、概率,m q (Y)为第q(q1,2,6)个检测参量指 示公交车火灾自燃危险dY(Y0,1)的概率,E(E0,1)为检测结果,m p m q (E)为 第p个检测参量和第q个检测参量共同指示检测结果为E的概率。 0032 所有检测参量的判别融合规则是m(m 1 m 2 )m 3 m 6 0033 步骤5,根据多传感器信息融合后的公交车火灾危险等级概率,设置公交车火灾危 险预警的阀值,当公交车火灾危险等级概率m时,即进行公交车火灾危险预警。 0034 所述的范围是:0.3-0.5。 0035 本发明的有益效果是:通过采取层次聚类法对采集的信息表数据进行离散化处 理,可以有效降低由于各检测参量噪声。
16、造成的检测系统对公交车火灾危险误报的情况,并 且保证了采集检测参量信息的可靠性;本方法采用支持向量机法对不同检测参量的危险 预警概率进行赋值,可以降低在一般检测方法中由于操作人员误操作或者专家判断不准确 造成的人为误差;本方法可以对多传感器检测的多个参量进行融合处理,得出融合后的检 测结果,能提高公交车火灾检测的准确率;此D-S多传感器融合方法能分辨主要检测参量 和次要检测参量,在某个或者少数几个传感器出现故障时依然能工作,能够适应公交车发 动机舱等恶劣的工作环境,保证检测数据的可靠性,并能保证判别结果的真实可靠、判别准 确。所以此检测方法,通过对多传感器信息进行融合并作出预警,可以有效降低公。
17、交车发生 火灾的频率及火灾造成的损失。 附图说明 0036 图1本发明的采集连续数据离散化流程图 0037 图2本发明的支持向量机工作流程图 0038 图3本发明的工作流程图 具体实施方式 0039 参照附图: 0040 本发明所述的公交车多传感器火灾检测方法,具体包括如下步骤: 0041 步骤1,采集分布在公交车内合适位置的传感器信息,并通过研究分析对公交 车火灾自燃危险作出评估结果,将采集的数据和评估结果一同存储在信息表集合U x 1 ,x 2 ,x 3 ,x 4 ,x 5 ,x 6 ,d中,其中x 1 ,x 2 、x 3 、x 4 、x 5 、x 6 分别表示一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、。
18、 温度、烟雾浓度、电流强度、是否有火焰,d0,1表示危险情况,0表示安全,1表示有火 灾危险。 0042 步骤2,对采集的信息表数据进行归一化处理,运用聚类算法结合不相容度一致原 则得出不同类型数据信息不同的离散化方式,然后对不同类型数据信息进行编码。 0043 计算步骤如下: 0044 24.将火灾检测第i个参量x i (i1,2,5)的检测值,投影到区间0,10上, 计算方法如下 说 明 书CN 104200599 A 4/5页 7 0045 0046 其中x i 表示第i个参量的检测值,s i 表示第i个参量的检测量程,x i 表示第i个 参量的投影值。 0047 25.通过样本分析,预。
19、定聚类阀值8、所有检测参量不相容度的估计值 (样本中条件属性一致而危险等级不同的概率称为不相容度)、不相容度的允许误 差0.001。 0048 26.对于i1,2,5,重复 0049 a)通过层次聚类法得到区间0,10关于x i 的一种划分; 0050 b)计算按划分离散化后的参量x i 的不相容度 i ; 0051 c)判断是否成立?若成立ii+1;否则转如步骤d; 0052 d)若则减小聚类阀值;若则增大聚类阀值,并转至 步奏a; 0053 e)对离散后的参量检测值用离散数据进行编码。 0054 24.通过以上处理,得出检测参量的一组不相容度合理的划分方式为 x 1 x|0x8,xN、x 。
20、2 x|0x5,xN、x 3 x|0x5,xN、 x 4 x|0x10,xN、x 5 x|0x4,xN、x 6 x|0x2,xN。 0055 步骤3,通过离散化后的公交车火灾危险信息表,求出支持向量机模型,获取某一 时间段某个检测参量判别公交车发生某一火灾自燃危险的概率。 0056 其具体的处理步骤包括如下步骤: 0057 32.求出支持向量机分类超平面,求得分类函数,例如CO浓度对应的分类函数 0058 f(x)sgn(0.2867x-0.95) 0059 32.在时间周期T1s内,对公交车火灾检测参量各检查f5次,求出所有检测 参量判别的自燃危险概率,算法如下 0060 0061 其中x 。
21、ij 为第i(i1,2,6)个检测参量在周期内第j(j1,2,3,4,5)次 检测的离散化结果、f i 为第i个检测参量的分类函数,m i 为第i个检测参量指示公交车火 灾自燃危险的概率。 0062 步骤4,将上述所得的不同检测参量得出的公交车火灾危险概率运用D-S信息合 成算法,得出多传感器信息融合后的公交车火灾危险等级概率。 0063 更进一步的多传感器信息融合算法如下: 0064 说 明 书CN 104200599 A 5/5页 8 0065 其中,式中m p (X)为第p(p1,2,6)个检测参量指示 公交车火灾自燃危险dX(X0,1)的概率,m q (Y)为第q(q1,2,6)个检测。
22、参量指 示公交车火灾自燃危险dY(Y0,1)的概率,E(E0,1)为检测结果,m p m q (E)为 第p个检测参量和第q个检测参量共同指示检测结果为E的概率。 0066 所有检测参量的判别融合规则是m(m 1 m 2 )m 3 m 6 0067 步骤5,根据多传感器信息融合后的公交车火灾危险等级概率,设置公交车火灾危 险预警的阀值,当公交车火灾危险等级概率m时,即进行公交车火灾危险预警。 0068 所述的范围是:0.3-0.5。 0069 本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举,本发明的保护 范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式,本发明的保护范围也及于本领域技术 人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。 说 明 书CN 104200599 A 1/3页 9 图1 说 明 书 附 图CN 104200599 A 2/3页 10 图2 说 明 书 附 图CN 104200599 A 10 3/3页 11 图3 说 明 书 附 图CN 104200599 A 11 。