防止火警系統假警報的方法以及實現該方法的火警系統的製作方法
2023-11-03 19:41:27 2
專利名稱：防止火警系統假警報的方法以及實現該方法的火警系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種防止火警系統中假警報的方法，該系統中有多個與控制中心相連接的檢測器，各檢測器具有一個或多個傳感器，供監示火災指標量和供產生相應的傳感器信號用，危險信號即根據該傳感器信號在信號處理操作過程中產生的。
消防安全系統中列為最經常發生的誤動作的假警報的原因之一是傳感器由於區分不出表示火災的火災指標量與僅僅模擬火災的參數兩者之間的差別而「出差錯」。造成這種混淆的主要原因在於，該兩個量實際上是相同的，但來源不同。舉例說，在個別場所內，物理量「煙」既可以由火、吸菸人士引起的，也可以由焊接作業引起的。然而目前已知的一些火警系統幾乎毫無例外地都是側重於這種可靠性方面的改進，結果它們通常都不能減少上述那種假警報的次數。
本發明的目的是提出一種可用以基本上防止假警報或起碼明顯地減少假警報的方法。
本發明之所以能達到上述目的是因為在信號處理作業中包括了以下各個階段a.在規定的第一時間間隔期間分析傳感器信號;
b.計算在其後第二時間間隔內發生假警報的概率;
c.概率超過規定值時發生信息信號。
本發明方法防止假警報採用的手法與迄今採用的任何手法不同。本發明並不是通過提高系統或其組成部分的可靠性而是通過將系統設計得使其可以預測出假警報來減少假警報的次數的。未來假警報的概率達到或超過規定值時用戶就收到信息信號或警告，從而使用戶可以採取相應的措施。
這種方法或系統的主要困難是作出是否需要提出警告的決定所需要的時間與這個決定的可靠性此兩者之間的關係。這就是說，一方面，鑑於假警報通常是在環境條件剛發生變化之後發生的，因而決定必須儘快作出;另一方面，在此短短的時間內搜集到的數據，其統計意義不大，而且無論如何也不會大。
本發明方法的進一步改進方案解決了只用極小量的數據評定假警報概率的問題，這是因為該方案採取了下列措施第二時間間隔的長短與第一時間間隔在同一數量級上;各時間間隔劃分成若干子時間間隔，並求出各子時間間隔信號最大值的平均值再根據該平均值來出假警報概率的分布函數。
本發明方法的主要用途之一是用在所謂誤用的檢測上，提請用戶注意可能產生的誤用。本發明方法另一個最佳實施例即通過下列措施履行了這種功能不象階段b那樣計算出假警報的概率，而是設定一個閾值，將傳感器信號與此閾值比較，並記錄超過此閾值的偏差，若這些偏差超過規定值，就發出誤用的信號。
本發明還涉及實施上述方法的火警系統，該火警系統的控制中心與多個檢測器相連接，各檢測器具有火災指標量傳感器並發出相應的傳感器信號，控制中心還具有供處理這些傳感器信號的處理裝置。
本發明火警系統的特徵在於，所述傳感器信號處理裝置具有在第一時間間隔期間記錄傳感器信號的記錄裝置、將傳感器信號與某一閾值相比較的比較裝置和記錄傳感器信號超出該閾值的偏差的記錄裝置。
現在參照各實施例和附圖更詳細地說明本發明的內容。
圖1是信號處理系統的方框圖。
圖2是說明所謂檢測誤用的特殊功能的示意圖。
圖1中，編號1表示火警系統的傳感器，在傳感器的輸出端可得出傳感器信號S。編號2表示方框2，傳感器信號S即在方框2中量化，即對連續的傳感器信號取樣。編號3表示信號分析級，在該級的輸出端可以得出信號P，這是表示假警報概率的信號。通常，信號並不是在檢測器中而是在控制中心分析的，裝有傳感器1的各檢測器與控制中心相連接。控制中心收到的傳感器信號是否經過量化是無關重要的，在後一種情況下，信號會在控制中心量化，如圖中將傳感器1與分析級3直接連接起來用虛線表示的電纜所示。
在分極級3中，首先規定對傳感器信號進行分析的時間間隔。時間間隔可以取不同的長短值，幾分鐘、幾天、幾周或甚至幾個月均可。最好不要只規定一個時間間隔，要規定一系列不同長短的時間間隔。這可以將時間間隔劃分成許多子時間間隔來進行。這樣在大多數情況下總可以得出一個時間間隔分度。在不同分度的子時間間隔內分析傳感器信號。
接著，規定第二時間間隔，並將傳感器信號在第一時間間隔各子時間間隔內的分析結果轉移到第二時間間隔相應的子時間間隔中。第二時間間隔，其長短最好與第一時間間隔一樣，或者是長短與第一時間間隔分度相同的時間分度。此一階段的作用是根據信號在第一時間間隔的表現或進展情況確定是否可能得出在相應第二時間間隔內正在被撥動的假警報的或然性指標，並確定概率值。
根據傳感器信號S在第一時間間隔的表現推斷其在第二時間間隔的表現，其推斷的主要先決條件是有穩態出現。一般認為，在信號的分析和記錄過程中，穩態總是佔優勢的，而這在將來，在第二時間間隔期間也會如此。
建議規定不同長短的時間間隔，因為信號就其可能報警的重要性進行的加權在很大程度上取決於這個時間基準。舉例說，若在一天內發生了20個事件，即超過給定閾值的偏差，則相對於長短為一天的時間間隔來說，這相當於20個單獨事件。但相對於六個月或一年的時間間隔來說，這表示事件的發生率中各事件無論如何不能認為彼此不相關。
為了使一個事件不致被計算一次以上，在階段3對由若干子時間間隔組成的時間間隔進行的分析只考慮各子時間間隔中規模最大的事件。這樣做的後果，忽略了在給定子時間間隔中規模小於最大規模的所有事件，但這一點並不要緊，因為這些事件是在較短的時間間隔和子時間間隔出來的。接著從各子時間間隔的最大值求出特定時間間隔具代表性的平均值。再根據此平均值推斷報警報的概率。
假設該概率的分布函數是個指數函數，且若長短為T的時間間隔劃分成若干子時間間隔，且根據子時間間隔中信號最大值的平均值計算出規範化分布函數∫(λ，x)＝λexp(-λx)的參數λ，則假警報在子時間間隔m期間和在給定閾值L下的概率P可用下式求出P(T/m，L)＝∫λexp(-λ，x)＝exp(-λL)(L至無窮大的積分)在某一子時間間隔期間避免假警報的概率為P(T/m，L)＝1-e-λL在總時間間隔期間，避免假警報的概率為P(T，L)＝(1-e-λL)m在實用中，用戶確定系統應將假警報避免到什麼程度。舉例說，若要想避免10個假警報中的9個，則取p為0.9。子時間間隔的值和數目m確定系統發出警告的條件若 λL≥In[1-P1/m(T，L)]，則發出警告p＝0.9，子時間間隔＝10時，閾值L對平均值1/λ的比值可計算如下λL＝-In(1-0.91/10)＝4.55
這個結果表明，在概率為0.9下，若系統想避免假警報，則在給定時間間隔中搜集到的數據，其平均值不應超過報警閾值的22%。
在實際應用中，時間間隔的帶寬要選擇得使最短的時間間隔由用戶確定，一般為10分鐘，最長的時間間隔則由預計最長的穩態持續時間(例如6個月)確定。若從最短的時間間隔開始，各時間間隔的長短加倍，則得出15個時間間隔，從10分鐘至6個月。各時間間隔的平均值是用數字低通濾波器濾選子時間間隔的最大值得出的。各時間間隔的這個平均值是連同各情況下的臨時最大值存入存儲器中的。
警告的規則非常簡單由系統計算出平均值，並核對這些平均值是否超過相應於避免假警報概率P的給定閾值。各時間間隔的這個閾值可能不同。若如上所述，要避免10個假警報中的9個，則系統一旦肯定平均值已超過例如1小時時間間隔內閾值的22%，就會發出信息信號，並要求在下一個小時內進行幹預。若時間間隔為1個月，則由於不急於幹預，因而會發出形式不同的信息信號。
圖2示出了本發明方法極其簡單的功用。這個功用叫做誤用的檢測功用，它提請用戶注意可能發生的誤用。其基本原理是這樣的系統自動測定檢測器是否在規定時間間隔內超過規定的危險標準而不撥動警報以及這種現象的出現率，因為這時會有隨時撥動假警報的風險。
圖2的上半部示出了傳感器信號5在時間t中繪出的關係曲線，縱坐標上示出了上述低危險標準的閾值G1。由一個檢測器計出超出閾值G1的偏差的個數，並給計數器4傳送相應的脈衝In。計數器4計出在例如24小時所選取的時間間隔內脈衝的個數，並在該時間間隔終了時將計數器的計數值(在所示的實例中為5)傳遞給比較器5。比較器5將所收到的計數值與設定值相比較，若超過設定值，就發出「應用不當」或類似的信息信號。
上述所舉的實施例可以進一步改進。例如，可以將信號S量化，然後用它來確定信號S超過閾值G1的偏差的持續時間。顯然還可以採用其它更高的危險標準來檢測誤用並用超過這些危險標準的偏差作為信息信號。
權利要求
1.防止火警系統假警報的一種方法，該系統中有多個與控制中心相連接的檢測器，各檢測器具有一個或多個傳感器，供監示火災指標量和供產生相應的傳感器信號用，危險信號即根據該傳感器信號在信號處理操作過程中產生的，其特徵在於，所述信號處理操作包括下列階段a.在規定的第一時間間隔期間分析傳感器信號(S)，b.計算在其後第二時間間隔內發生假警報的概率(P)；c.概率超過規定值時發出信息信號。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，第二時間間隔選用大致與第一時間間隔相同的長短。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，傳感器信號(S)在一系列不同長短的時間間隔內分析。
4.根據1至3任一權利要求所述的方法，其特徵在於，各時間間隔劃分成許多長短相等的子時間間隔
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，在各子時間間隔內確定傳感器信號(S)的最大值，根據所有子時間間隔的最大值計算特定時間間隔的平均值。
6.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於，閾值根據避免假警報所想達到的程度規定，若平均值超過閾值就發出信息信號。
7.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，不是用階段b那樣計算出概率，而是設定一個閾值(G1)，將傳感器信號(S)與該閾值相比較，超過閾值的偏差達到規定數目時發出誤用信號。
8.實施權利要求1或7所述的方法的火警系統，該火警系統的控制中心與多個檢測器相連接，各檢測器具有火災指標量傳感器並發出相應的傳感器信號，控制中心還具有供處理這些傳感器信號的處理裝置，所述火警系統的特徵在於，所述傳感器信號處理裝置具有在第一時間間隔期間記錄傳感器信號(S)的記錄裝置、將傳感器信號(S)與某閾值(G1)相比較的比較裝置和記錄傳感器信號(S)超出該閾值(G1)的偏差的記錄裝置。
9.根據權利要求8所述的火警系統，其特徵在於，傳感器信號(S)處理裝置包括將第一時間間隔劃分成許多長短相等的子時間間隔的裝置、確定各子時間間隔內傳感器信號的最大值的裝置以及根據最大值求出平均值的裝置。
10.根據權利要求9所述的火警系統，其特徵在於，求出時間間隔平均值的裝置由數字低通濾波器構成。
全文摘要
本發明的火警系統具有許多檢測器，各檢測器具有傳感器(1)供監示火災指標量之用。傳感器(1)產生相應的傳感器信號(S)，該信號傳送給分析級(3)，在分析級(3)中評估出未來火警的概率(P)，若出現規定的概率值，就發出信息信號。
文檔編號G08B17/00GK1109193SQ94118419
公開日1995年9月27日 申請日期1994年11月23日 優先權日1993年11月23日
發明者B·皮勒 申請人:塞比盧斯有限公司