CN1109193A - 防止火警系统假警报的方法以及实现该方法的火警系统 - Google Patents

Abstract

本发明的火警系统具有许多检测器，各检测器具 有传感器(1)供监示火灾指标量之用。传感器(1)产 生相应的传感器信号(S)，该信号传送给分析级(3)， 在分析级(3)中评估出未来火警的概率(P)，若出现 规定的概率值，就发出信息信号。

Description

本发明涉及一种防止火警系统中假警报的方法，该系统中有多个与控制中心相连接的检测器，各检测器具有一个或多个传感器，供监示火灾指标量和供产生相应的传感器信号用，危险信号即根据该传感器信号在信号处理操作过程中产生的。

消防安全系统中列为最经常发生的误动作的假警报的原因之一是传感器由于区分不出表示火灾的火灾指标量与仅仅模拟火灾的参数两者之间的差别而“出差错”。造成这种混淆的主要原因在于，该两个量实际上是相同的，但来源不同。举例说，在个别场所内，物理量“烟”既可以由火、吸烟人士引起的，也可以由焊接作业引起的。然而目前已知的一些火警系统几乎毫无例外地都是侧重于这种可靠性方面的改进，结果它们通常都不能减少上述那种假警报的次数。

本发明的目的是提出一种可用以基本上防止假警报或起码明显地减少假警报的方法。

本发明之所以能达到上述目的是因为在信号处理作业中包括了以下各个阶段：

a.在规定的第一时间间隔期间分析传感器信号;

b.计算在其后第二时间间隔内发生假警报的概率;

c.概率超过规定值时发生信息信号。

本发明方法防止假警报采用的手法与迄今采用的任何手法不同。本发明并不是通过提高系统或其组成部分的可靠性而是通过将系统设计得使其可以预测出假警报来减少假警报的次数的。未来假警报的概率达到或超过规定值时用户就收到信息信号或警告，从而使用户可以采取相应的措施。

这种方法或系统的主要困难是作出是否需要提出警告的决定所需要的时间与这个决定的可靠性此两者之间的关系。这就是说，一方面，鉴于假警报通常是在环境条件刚发生变化之后发生的，因而决定必须尽快作出;另一方面，在此短短的时间内搜集到的数据，其统计意义不大，而且无论如何也不会大。

本发明方法的进一步改进方案解决了只用极小量的数据评定假警报概率的问题，这是因为该方案采取了下列措施：第二时间间隔的长短与第一时间间隔在同一数量级上;各时间间隔划分成若干子时间间隔，并求出各子时间间隔信号最大值的平均值再根据该平均值来出假警报概率的分布函数。

本发明方法的主要用途之一是用在所谓误用的检测上，提请用户注意可能产生的误用。本发明方法另一个最佳实施例即通过下列措施履行了这种功能：不象阶段b那样计算出假警报的概率，而是设定一个阈值，将传感器信号与此阈值比较，并记录超过此阈值的偏差，若这些偏差超过规定值，就发出误用的信号。

本发明还涉及实施上述方法的火警系统，该火警系统的控制中心与多个检测器相连接，各检测器具有火灾指标量传感器并发出相应的传感器信号，控制中心还具有供处理这些传感器信号的处理装置。

本发明火警系统的特征在于，所述传感器信号处理装置具有在第一时间间隔期间记录传感器信号的记录装置、将传感器信号与某一阈值相比较的比较装置和记录传感器信号超出该阈值的偏差的记录装置。

现在参照各实施例和附图更详细地说明本发明的内容。

图1是信号处理系统的方框图。

图2是说明所谓检测误用的特殊功能的示意图。

图1中，编号1表示火警系统的传感器，在传感器的输出端可得出传感器信号S。编号2表示方框2，传感器信号S即在方框2中量化，即对连续的传感器信号取样。编号3表示信号分析级，在该级的输出端可以得出信号P，这是表示假警报概率的信号。通常，信号并不是在检测器中而是在控制中心分析的，装有传感器1的各检测器与控制中心相连接。控制中心收到的传感器信号是否经过量化是无关重要的，在后一种情况下，信号会在控制中心量化，如图中将传感器1与分析级3直接连接起来用虚线表示的电缆所示。

在分极级3中，首先规定对传感器信号进行分析的时间间隔。时间间隔可以取不同的长短值，几分钟、几天、几周或甚至几个月均可。最好不要只规定一个时间间隔，要规定一系列不同长短的时间间隔。这可以将时间间隔划分成许多子时间间隔来进行。这样在大多数情况下总可以得出一个时间间隔分度。在不同分度的子时间间隔内分析传感器信号。

接着，规定第二时间间隔，并将传感器信号在第一时间间隔各子时间间隔内的分析结果转移到第二时间间隔相应的子时间间隔中。第二时间间隔，其长短最好与第一时间间隔一样，或者是长短与第一时间间隔分度相同的时间分度。此一阶段的作用是根据信号在第一时间间隔的表现或进展情况确定是否可能得出在相应第二时间间隔内正在被拨动的假警报的或然性指标，并确定概率值。

根据传感器信号S在第一时间间隔的表现推断其在第二时间间隔的表现，其推断的主要先决条件是有稳态出现。一般认为，在信号的分析和记录过程中，稳态总是占优势的，而这在将来，在第二时间间隔期间也会如此。

建议规定不同长短的时间间隔，因为信号就其可能报警的重要性进行的加权在很大程度上取决于这个时间基准。举例说，若在一天内发生了20个事件，即超过给定阈值的偏差，则相对于长短为一天的时间间隔来说，这相当于20个单独事件。但相对于六个月或一年的时间间隔来说，这表示事件的发生率中各事件无论如何不能认为彼此不相关。

为了使一个事件不致被计算一次以上，在阶段3对由若干子时间间隔组成的时间间隔进行的分析只考虑各子时间间隔中规模最大的事件。这样做的后果，忽略了在给定子时间间隔中规模小于最大规模的所有事件，但这一点并不要紧，因为这些事件是在较短的时间间隔和子时间间隔出来的。接着从各子时间间隔的最大值求出特定时间间隔具代表性的平均值。再根据此平均值推断报警报的概率。

假设该概率的分布函数是个指数函数，且若长短为T的时间间隔划分成若干子时间间隔，且根据子时间间隔中信号最大值的平均值计算出规范化分布函数∫（λ，x）＝λexp（-λx）的参数λ，则假警报在子时间间隔m期间和在给定阈值L下的概率P可用下式求出：

P（T/m，L）＝∫λexp（-λ，x）＝exp（-λL）（L至无穷大的积分）

在某一子时间间隔期间避免假警报的概率为：

P（T/m，L）＝1-e^-λL

在总时间间隔期间，避免假警报的概率为：

P（T，L）＝（1-e^-λL）^m

在实用中，用户确定系统应将假警报避免到什么程度。举例说，若要想避免10个假警报中的9个，则取p为0.9。子时间间隔的值和数目m确定系统发出警告的条件：

若 λL≥In[1-P^1/m（T，L）]，则发出警告

p＝0.9，子时间间隔＝10时，阈值L对平均值1/λ的比值可计算如下：

λL＝-In（1-0.9^1/10）＝4.55

这个结果表明，在概率为0.9下，若系统想避免假警报，则在给定时间间隔中搜集到的数据，其平均值不应超过报警阈值的22%。

在实际应用中，时间间隔的带宽要选择得使最短的时间间隔由用户确定，一般为10分钟，最长的时间间隔则由预计最长的稳态持续时间（例如6个月）确定。若从最短的时间间隔开始，各时间间隔的长短加倍，则得出15个时间间隔，从10分钟至6个月。各时间间隔的平均值是用数字低通滤波器滤选子时间间隔的最大值得出的。各时间间隔的这个平均值是连同各情况下的临时最大值存入存储器中的。

警告的规则非常简单：由系统计算出平均值，并核对这些平均值是否超过相应于避免假警报概率P的给定阈值。各时间间隔的这个阈值可能不同。若如上所述，要避免10个假警报中的9个，则系统一旦肯定平均值已超过例如1小时时间间隔内阈值的22%，就会发出信息信号，并要求在下一个小时内进行干预。若时间间隔为1个月，则由于不急于干预，因而会发出形式不同的信息信号。

图2示出了本发明方法极其简单的功用。这个功用叫做误用的检测功用，它提请用户注意可能发生的误用。其基本原理是这样的：系统自动测定检测器是否在规定时间间隔内超过规定的危险标准而不拨动警报以及这种现象的出现率，因为这时会有随时拨动假警报的风险。

图2的上半部示出了传感器信号5在时间t中绘出的关系曲线，纵坐标上示出了上述低危险标准的阈值G1。由一个检测器计出超出阈值G1的偏差的个数，并给计数器4传送相应的脉冲In。计数器4计出在例如24小时所选取的时间间隔内脉冲的个数，并在该时间间隔终了时将计数器的计数值（在所示的实例中为5）传递给比较器5。比较器5将所收到的计数值与设定值相比较，若超过设定值，就发出“应用不当”或类似的信息信号。

上述所举的实施例可以进一步改进。例如，可以将信号S量化，然后用它来确定信号S超过阈值G1的偏差的持续时间。显然还可以采用其它更高的危险标准来检测误用并用超过这些危险标准的偏差作为信息信号。

Claims (10)

1、防止火警系统假警报的一种方法，该系统中有多个与控制中心相连接的检测器，各检测器具有一个或多个传感器，供监示火灾指标量和供产生相应的传感器信号用，危险信号即根据该传感器信号在信号处理操作过程中产生的，其特征在于，所述信号处理操作包括下列阶段：

a.在规定的第一时间间隔期间分析传感器信号(S)，

b.计算在其后第二时间间隔内发生假警报的概率(P)；

c.概率超过规定值时发出信息信号。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第二时间间隔选用大致与第一时间间隔相同的长短。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，传感器信号（S）在一系列不同长短的时间间隔内分析。

4、根据1至3任一权利要求所述的方法，其特征在于，各时间间隔划分成许多长短相等的子时间间隔

5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在各子时间间隔内确定传感器信号（S）的最大值，根据所有子时间间隔的最大值计算特定时间间隔的平均值。

6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，阈值根据避免假警报所想达到的程度规定，若平均值超过阈值就发出信息信号。

7、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，不是用阶段b那样计算出概率，而是设定一个阈值（G1），将传感器信号（S）与该阈值相比较，超过阈值的偏差达到规定数目时发出误用信号。

8、实施权利要求1或7所述的方法的火警系统，该火警系统的控制中心与多个检测器相连接，各检测器具有火灾指标量传感器并发出相应的传感器信号，控制中心还具有供处理这些传感器信号的处理装置，所述火警系统的特征在于，所述传感器信号处理装置具有在第一时间间隔期间记录传感器信号（S）的记录装置、将传感器信号（S）与某阈值（G1）相比较的比较装置和记录传感器信号（S）超出该阈值（G1）的偏差的记录装置。

9、根据权利要求8所述的火警系统，其特征在于，传感器信号（S）处理装置包括将第一时间间隔划分成许多长短相等的子时间间隔的装置、确定各子时间间隔内传感器信号的最大值的装置以及根据最大值求出平均值的装置。

10、根据权利要求9所述的火警系统，其特征在于，求出时间间隔平均值的装置由数字低通滤波器构成。

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