客車火災探測消防預警系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種客車火災探測消防預警系統(tǒng)及方法，客車各個艙內都設有下位機裝置，并通過各艙內的下位機裝置監(jiān)測該艙內的各參量信息，基于模糊推理規(guī)則表產生火災預警等級，下位機裝置通過總線與上位機通訊連接，任意艙內的火災預警等級達到報警閾值，該艙下位機裝置將該預警等級、艙位信息，故障參量信息傳送給上位機裝置，上位機裝置啟動報警或啟動滅火設備進行主動滅火；實現(xiàn)了對客車整車的全方位火災監(jiān)測，擴大客車火災故障的識別范圍，保證人員安全，減少財產損失。同時，本發(fā)明通過模糊論的多信息融合技術進行火災判斷，避免了單一參量對火災判斷的不確定性和局限性，提高客車火災早期預警的準確性。
【專利說明】客車火災探測消防預警系統(tǒng)及方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種客車火災探測消防預警系統(tǒng)及方法。

【背景技術】
[0002] 近幾年來隨著經濟活動的加強，客車的使用量不斷增加，據(jù)公安部交管局數(shù)據(jù)，截 止目前全國機動車保有量達到1. 06億輛，僅次于美國的于美國的2. 85億輛，位居世界第 二。然而由于種種原因，客車火災事故也不斷發(fā)生且有不斷增加的趨勢，同時也造成的人身 財產的巨大損失，國內外針對客車火災探測消防主要以傳統(tǒng)的隨車配備滅火器材，人為施 救為主，這種方式通常不能及時發(fā)現(xiàn)并遏制火災，易造成重大傷亡事故。因此急需加強對客 車火災的重視。
[0003] 據(jù)統(tǒng)計，客車自燃火災69%集中于發(fā)動機艙部分，其次是線路集中的儀表艙、行李 艙和乘客艙（人為因素除外）。因此對客車內部的各個重點區(qū)域進行全面監(jiān)測，建立客車 整車火災預警系統(tǒng)顯得尤為必要。


【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明提供了一種客車火災探測消防預警系統(tǒng)及方法，其克服了【背景技術】中所述 的客車火災高發(fā)的情況。
[0005] 本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案之一是：
[0006] 客車火災探測消防預警系統(tǒng)，客車包括多個車艙，火災探測預警系統(tǒng)包括上位機 裝置和分別置于各車艙中的下位機裝置，所述下位機裝置包括一控制器和若干用于火災探 測的傳感器，所述傳感器能將探測獲得的參量信息發(fā)送給所述控制器，所述控制器根據(jù)已 存儲于其中的模糊推理規(guī)則表推理出對應艙內的火災預警級別并通過總線將預警級別、艙 位信息和艙內故障參量信息發(fā)送給上位機裝置進行顯示和報警。
[0007] -實施例之中：所述下位機裝置具有裝設于發(fā)動機艙的第一下位機裝置，裝設于 儀表艙的第二下位機裝置，裝設于行李艙的第三下位機裝置，裝設于乘客艙的第四下位機 裝置，所述上位機裝置裝設于駕駛艙。
[0008] -實施例之中：所述第一下位機裝置中用于火災探測的傳感器包括置于發(fā)動機氣 缸、排氣歧管、渦輪增壓區(qū)域上方頂壁處的用于獲得發(fā)動機艙內環(huán)境溫度的溫度傳感器，置 于發(fā)動機艙頂壁中心位置的用于檢測發(fā)動機艙內攻有管道附件的油氣濃度的可燃氣體探 測器，置于發(fā)動機艙內中部的用于檢測艙內煙霧濃度的煙霧傳感器和分別置于發(fā)動機艙兩 側的用于檢測艙內火焰的紅外輻射強度的紅外傳感器。
[0009] 一實施例之中：所述第二下位機裝置中用于火災探測的傳感器包括置于儀表艙內 中央及其兩側的用于檢測儀表艙內環(huán)境溫度的溫度傳感器，用于檢測儀表艙內主要線路電 流的電流傳感器，置于儀表艙中部的用于檢測艙內煙霧濃度的煙霧傳感器，置于儀表艙兩 側的用于檢測艙內火焰的紅外輻射強度的紅外傳感器。
[0010] 一實施例之中：所述第三下位機裝置中用于火災探測的傳感器包括置于行李艙內 中央及其兩側的用于檢測行李艙內環(huán)境溫度的溫度傳感器，置于行李艙中部的用于檢測艙 內煙霧濃度的煙霧傳感器，置于行李艙兩側的用于檢測艙內火焰的紅外輻射強度的紅外傳 感器。
[0011] 一實施例之中：所述第四下位機裝置中用于火災探測的傳感器包括置于乘客艙中 部、前部、后部的用于采集乘客艙內環(huán)境溫度的溫度傳感器，置于乘客艙內前部、中部和后 部的用于檢測艙內煙霧濃度的煙霧傳感器，置于乘客艙四周位置的用于檢測艙內火焰的紅 外福射強度的紅外傳感器。
[0012] 一實施例之中：所述總線包括RS485總線。
[0013] 一實施例之中：所述報警通過聲光信號報警。
[0014] 本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案之二是：
[0015] 客車火災探測消防預警方法，基于方案之一所述的客車火災探測消防預警系統(tǒng)， 包括：
[0016] 步驟1，通過大量客車火災模擬實驗，建立各個艙內的模糊推理規(guī)則表并存儲于各 艙內下位機裝置的控制器中，該模糊推理規(guī)則表對應的輸入量為各艙內傳感器獲得參量信 息，輸出量為預警級別；設置足以觸發(fā)報警信號的最低預警級別；
[0017] 步驟2，各個艙內下位機裝置通過各火災探測傳感器實時獲取各艙內的各參量信 息，并將各參量信息整合后對照模糊推理規(guī)則表推理出火災預警級別；
[0018] 步驟3,當任意艙中得到的預警級別達到該最低預警級別時，對應的下位機裝置通 過總線將預警級別、艙位信息和艙內故障參量信息發(fā)送給上位機裝置，上位機裝置存儲該 些信息并啟動報警。
[0019] 本技術方案與【背景技術】相比，它具有如下優(yōu)點：
[0020] 1、本發(fā)明在客車各個艙內都設有下位機裝置，并通過各艙內的下位機裝置監(jiān)測該 艙內的各參量信息，基于模糊推理規(guī)則表產生火災預警等級，下位機裝置通過總線與上位 機通訊連接，任意艙內的火災預警等級達到報警閾值，該艙下位機裝置將該預警等級、艙位 信息、故障參量信息傳送給上位機裝置，上位機裝置顯示該些信息并啟動報警，同時也可啟 動滅火設備進行主動滅火；實現(xiàn)了對客車整車的全方位火災監(jiān)測，擴大客車火災故障的識 別范圍，保證人員安全，減少財產損失。
[0021] 2、采用多個不同類型的火災探測傳感器來獲得客車艙內溫度、煙霧濃度、電流、紅 外輻射強度等多個參量信息，采用模糊推理方法，建立客車各艙的火災模糊推理規(guī)則表，融 合了艙內溫度、煙霧濃度、電流、紅外輻射強度等參量信息，依據(jù)該模糊推理規(guī)則表，綜合判 斷相應艙內的火災危險程度，即形成相應的預警等級，基于該模糊論的多信息融合技術，避 免了單一參量對火災判斷的不確定性和局限性，提高客車火災早期預警的準確性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0023] 圖1繪示了本發(fā)明的客車火災探測消防預警系統(tǒng)的框架示意圖。

【具體實施方式】
[0024] 請查閱圖1，客車火災探測消防預警系統(tǒng)，客車包括發(fā)動機艙、儀表艙、行李艙、乘 客艙和駕駛艙，火災探測預警系統(tǒng)包括置于發(fā)動機艙中的第一下位機裝置1，置于儀表艙中 的第二下位機裝置2,置于行李艙中的第三下位機裝置3,置于乘客艙中的第四下位機裝置 4和置于駕駛艙中的上位機裝置5。
[0025] 第一下位機裝置1、第二下位機裝置2、第三下位機裝置3和第四下位機裝置4各 自分別都包括一控制器和若干用于火災探測的傳感器，傳感器能將探測獲得的參量信息發(fā) 送給所述控制器，所述控制器根據(jù)已存儲于其中的模糊推理規(guī)則表推理出對應艙內的火災 預警級別并通過總線將預警級別、艙位信息和艙內故障參量信息發(fā)送給上位機裝置進行顯 示和報警。該控制器可采用單片機等能滿足功能需求的微處理器芯片，本實施例中該總線 采用RS485通訊總線，報警采用聲光信號報警。
[0026] 該第一下位機裝置1中用于火災探測的傳感器包括置于發(fā)動機氣缸、排氣歧管、 渦輪增壓區(qū)域上方頂壁處的用于獲得發(fā)動機艙內環(huán)境溫度的溫度傳感器，置于發(fā)動機艙頂 壁中心位置的用于檢測發(fā)動機艙內攻有管道附件的油氣濃度的可燃氣體探測器，置于發(fā)動 機艙內中部的用于檢測艙內煙霧濃度的煙霧傳感器和分別置于發(fā)動機艙兩側的用于檢測 艙內火焰的紅外輻射強度的紅外傳感器。
[0027] 該第二下位機裝置2中用于火災探測的傳感器包括置于儀表艙內中央及其兩側 的用于檢測儀表艙內環(huán)境溫度的溫度傳感器，用于檢測儀表艙內主要線路電流的電流傳感 器，置于儀表艙中部的用于檢測艙內煙霧濃度的煙霧傳感器，置于儀表艙兩側的用于檢測 艙內火焰的紅外輻射強度的紅外傳感器。
[0028] 該第三下位機裝置3中用于火災探測的傳感器包括置于行李艙內中央及其兩側 的用于檢測行李艙內環(huán)境溫度的溫度傳感器，置于行李艙中部的用于檢測艙內煙霧濃度的 煙霧傳感器，置于行李艙兩側的用于檢測艙內火焰的紅外輻射強度的紅外傳感器。
[0029] 該第四下位機裝置4中用于火災探測的傳感器包括置于乘客艙中部、前部、后部 的用于采集乘客艙內環(huán)境溫度的溫度傳感器，置于乘客艙內前部、中部和后部的用于檢測 艙內煙霧濃度的煙霧傳感器，置于乘客艙四周位置的用于檢測艙內火焰的紅外輻射強度的 紅外傳感器。
[0030] 客車火災探測消防預警方法，基于上述客車火災探測消防系統(tǒng)，包括：
[0031] 步驟1，通過大量客車火災模擬實驗，建立各個艙內的模糊推理規(guī)則表（可通過建 立mamdani型模糊推理系統(tǒng)得到該表）并存儲于各艙內下位機裝置的控制器中，該模糊推 理規(guī)則表對應的輸入量為各艙內傳感器獲得參量信息，輸出量為預警級別；并設置足以觸 發(fā)報警信號的最低預警級別；
[0032] 步驟2,各個艙內下位機裝置通過各火災探測傳感器實時獲取各艙內的多個參量 信息，并將各參量信息整合后對照模糊推理規(guī)則表推理得到火災預警級別；
[0033] 步驟3,當任意艙中得到的預警級別達到該最低預警級別時，對應的下位機裝置通 過總線將預警級別、艙位信息和艙內故障參量信息發(fā)送給上位機裝置，上位機裝置存儲該 些信息并啟動報警，通知駕駛員停車檢查或立即啟動滅火設備進行主動滅火。
[0034] 表1示出了該發(fā)動機艙的模糊推理規(guī)則表，其中K、S、<分別表示由溫度傳 感器獲得的溫度信息轉化為的溫度變化速率的三個閾值，$分別表示煙霧濃度的兩 個閾值，（71, 分別表示油氣濃度的兩個閾值，< 巧分別表示紅外輻射強度的兩個 閾值，將獲得的各參量信息根據(jù)其落入的閾值范圍，經各參量信息融合后，對應該模糊推理 規(guī)則表查詢得出相應的火災預警級別。
[0035] 表1 :發(fā)動機艙的模糊推理規(guī)則表

【權利要求】
1. 客車火災探測消防預警系統(tǒng)，客車包括多個車艙，其特征在于：火災探測預警系統(tǒng) 包括上位機裝置和分別置于各車艙中的下位機裝置，所述下位機裝置包括一控制器和若干 用于火災探測的傳感器，所述傳感器能將探測獲得的參量信息發(fā)送給所述控制器，所述控 制器根據(jù)已存儲于其中的模糊推理規(guī)則表得出對應艙內的火災預警級別并能通過總線將 預警級別、艙位信息和艙內故障參量信息發(fā)送給上位機裝置進行顯示和報警。
2. 根據(jù)權利要求1所述的客車火災探測消防預警系統(tǒng)，其特征在于：所述下位機裝置 具有裝設于發(fā)動機艙的第一下位機裝置，裝設于儀表艙的第二下位機裝置，裝設于行李艙 的第三下位機裝置，裝設于乘客艙的第四下位機裝置，所述上位機裝置裝設于駕駛艙。
3. 根據(jù)權利要求2所述的客車火災探測消防預警系統(tǒng)，其特征在于：所述第一下位機 裝置中用于火災探測的傳感器包括置于發(fā)動機氣缸、排氣歧管、渦輪增壓區(qū)域上方頂壁處 的用于獲得發(fā)動機艙內環(huán)境溫度的溫度傳感器，置于發(fā)動機艙頂壁中心位置的用于檢測發(fā) 動機艙內攻有管道附件的油氣濃度的可燃氣體探測器，置于發(fā)動機艙內中部的用于檢測艙 內煙霧濃度的煙霧傳感器和分別置于發(fā)動機艙兩側的用于檢測艙內火焰的紅外輻射強度 的紅外傳感器。
4. 根據(jù)權利要求2所述的客車火災探測消防預警系統(tǒng)，其特征在于：所述第二下位機 裝置中用于火災探測的傳感器包括置于儀表艙內中央及其兩側的用于檢測儀表艙內環(huán)境 溫度的溫度傳感器，用于檢測儀表艙內主要線路電流的電流傳感器，置于儀表艙中部的用 于檢測艙內煙霧濃度的煙霧傳感器，置于儀表艙兩側的用于檢測艙內火焰的紅外輻射強度 的紅外傳感器。
5. 根據(jù)權利要求2所述的客車火災探測消防預警系統(tǒng)，其特征在于：所述第三下位機 裝置中用于火災探測的傳感器包括置于行李艙內中央及其兩側的用于檢測行李艙內環(huán)境 溫度的溫度傳感器，置于行李艙中部的用于檢測艙內煙霧濃度的煙霧傳感器，置于行李艙 兩側的用于檢測艙內火焰的紅外輻射強度的紅外傳感器。
6. 根據(jù)權利要求2所述的客車火災探測消防預警系統(tǒng)，其特征在于：所述第四下位機 裝置中用于火災探測的傳感器包括置于乘客艙中部、前部、后部的用于采集乘客艙內環(huán)境 溫度的溫度傳感器，置于乘客艙內前部、中部和后部的用于檢測艙內煙霧濃度的煙霧傳感 器，置于乘客艙四周位置的用于檢測艙內火焰的紅外輻射強度的紅外傳感器。
7. 根據(jù)權利要求1所述的客車火災探測消防預警系統(tǒng)，其特征在于：所述總線包括 RS485總線。
8. 根據(jù)權利要求1所述的客車火災探測消防預警系統(tǒng)，其特征在于：所述報警通過聲 光信號報警。
9. 客車火災探測消防預警方法，基于權利要求1所述的客車火災探測消防預警系統(tǒng)， 其特征在于：包括： 步驟1，通過大量客車火災模擬實驗，建立各個艙內的模糊推理規(guī)則表并存儲于各艙內 下位機裝置的控制器中，該模糊推理規(guī)則表對應的輸入量為各艙內傳感器獲得參量信息， 輸出量為預警級別；設置足以觸發(fā)報警信號的最低預警級別； 步驟2，各個艙內下位機裝置通過各火災探測傳感器實時獲取各艙內的各參量信息，并 將各參量信息整合后經過模糊推理規(guī)則表推理得到火災預警級別； 步驟3,當任意艙中得到的預警級別達到該最低預警級別時，對應的下位機裝置通過總 線將預警級別、艙位信息和艙內故障參量信息發(fā)送給上位機裝置，上位機裝置存儲該些信 息并啟動報警。
【文檔編號】G08B17/10GK104408854SQ201410660215
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月17日 優(yōu)先權日:2014年11月17日
【發(fā)明者】杜建華, 張認成, 高艷艷 申請人:華僑大學