摘  要： 通過分析得出火災(zāi)探測信號的特征，并針對這些特征指出了減少火災(zāi)誤報率和漏報率、提高火災(zāi)報警準(zhǔn)確性的智能算法，包括數(shù)字濾波、靈敏度自動調(diào)整、自動漂移補償、上升速率分析等。這些算法對實際的工程應(yīng)用有著很好的借鑒價值。
關(guān)鍵詞： 火災(zāi)；智能算法；火災(zāi)探測信號；上升速率分析

　智能算法是智能火災(zāi)報警控制器判斷火災(zāi)的一種算法，要想通過智能算法最大可能地減少對火災(zāi)的誤報率和漏報率，提高火災(zāi)報警的準(zhǔn)確性，首先要了解火災(zāi)探測信號的特征。
1 火災(zāi)探測信號的特征
　火災(zāi)探測的原理是火災(zāi)探測器或傳感器通過火災(zāi)發(fā)生時產(chǎn)生的各種物理和化學(xué)變化特征來間接探測火災(zāi)，例如通過探測火災(zāi)產(chǎn)生的煙霧、火災(zāi)引起的高溫、火焰和氣體等。
　火災(zāi)探測器或傳感器的輸出信號x0（t）隨火災(zāi)的發(fā)展而變化，火災(zāi)的早期特征狀態(tài)不穩(wěn)定，并且具有不同的表現(xiàn)形式，如慢速陰燃、明火和快速發(fā)展的火焰等，這些火災(zāi)信號的變化量不一樣，并且火災(zāi)為偶然事件，很少有觀察數(shù)據(jù)，因此，x0（t）是事先未知的或不確定的信號。此外，環(huán)境變化如氣候、濕度、灰塵、電子噪聲和人為的其他活動都有可能引起x0（t）的變化，而這種變化的特征與火災(zāi)參數(shù)變化的特征基本相似。盡管檢測 x0（t）是困難的，但它們的變化還是表現(xiàn)了火災(zāi)早期的一些特征，有時可以把x0（t）近似看作是一種非平穩(wěn)的隨機過程，主要由火災(zāi)信號和非火災(zāi)信號兩部分組成：

2 智能算法的組成
　所謂智能是指辨析判斷及自適應(yīng)的能力，充分利用模擬量探測器所提供的豐富信息，采用具有一定判斷分析能力和應(yīng)變能力的智能算法最大可能地減少對火災(zāi)的誤報率和漏報率，提高火災(zāi)報警的準(zhǔn)確性。
智能算法的關(guān)鍵是要充分利用模擬量探測器所能提供的各種信息，通過對數(shù)據(jù)在時間上、變化上的全方位分析，消除環(huán)境干擾等對探測器的各種影響，正確區(qū)分真假火災(zāi)情況，實現(xiàn)正確報警。智能算法的組成如圖1所示。

　探測器發(fā)出的脈寬信號經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換處理成數(shù)字量信號，經(jīng)過數(shù)字濾波，濾去高頻脈沖干擾信號，并對信號進行平滑處理，然后將信號分別與火警閾值、預(yù)警閾值和故障閾值進行數(shù)值比較?；鹁撝?、預(yù)警閾值和故障閾值分別等于各自的設(shè)定值加上修正值。修正值由兩部分組成，一部分為靈敏度自動調(diào)整，它根據(jù)時間的變化進行數(shù)值調(diào)整；另一部分為漂移自動補償，由時漂的積累得出。當(dāng)測量值超過預(yù)警閾值時，再經(jīng)過時間積累確定是否為預(yù)警；當(dāng)測量值超過火警閾值時，再經(jīng)過上升速率分析和時間積累，確定是否為火警；當(dāng)測量值低于故障閾值時，經(jīng)時間積累確定是否為故障。
3 智能算法原理
3.1 數(shù)字濾波
　探測器的安裝現(xiàn)場通常強電設(shè)備較多，因此在數(shù)據(jù)采集的過程中，不可避免地會產(chǎn)生脈沖干擾，這種干擾一般持續(xù)時間短，峰值大，對這樣的數(shù)據(jù)進行數(shù)字濾波處理時，僅僅采用算術(shù)平均或移動平均濾波時，盡管對脈沖干擾進行了1/n的處理，但其剩余值仍然較大。這種場合最好的策略是：將被認(rèn)為是受干擾的信號數(shù)據(jù)去掉，這就是防止脈沖干擾的平均值濾波法的原理。采用平均值濾波方法的作用是去掉信號中的脈沖干擾，同時對信號進行平滑處理。
　

3.4 上升速率分析

　在對探測器信號進行靈敏度的自動調(diào)整和測量值的自動漂移補償修正之后，接下來進行火警判斷。當(dāng)測量值≥火警閾值時，對測量值從預(yù)警閾值到火警閾值這一段曲線進行上升速率分析。上升速率分析就是對超過火警閾值的探測器信號的上升速率進行分析，當(dāng)上升速率超過速率上限時，先暫時不報火警，而是經(jīng)過一段時間的延時，如果測量值不超過火警閾值，則判斷是干擾引起的，不能報火警。當(dāng)上升速率小于速率下限時，判斷是因為長期緩慢漂移引起的，只有上升速率在規(guī)定范圍內(nèi)的，才確認(rèn)為火警。上升速率分析流程圖如圖2所示。
　在實際應(yīng)用中，當(dāng)采樣值達到火警閾值時，該時刻tm對應(yīng)閾值為ym，超過火警預(yù)警那一時刻t1對應(yīng)閾值為y1，此時上升速率為：

　智能算法充分應(yīng)用現(xiàn)代計算機大規(guī)模的數(shù)據(jù)處理能力，對火災(zāi)數(shù)據(jù)進行多種補償、修正、判斷，提高了火災(zāi)探測器區(qū)分真假火警的能力，從而減少了對火災(zāi)的誤報率和漏報率，提高了火災(zāi)報警的準(zhǔn)確性。
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