具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

为了解决当前隧道火灾预警存在的问题，相关研究人员提出了多种火灾预警算法，例如基于多传感器信息融合或图像识别等的火灾预警算法，但上述算法均是基于在隧道中布置多种传感器对现场信息进行采集融合的基础上的。然而当前隧道中仅对光纤感温探测器和火焰探测器等布置的较为普遍，而隧道火灾发生时伴随变化的火灾参量除了温度火焰之外，还有气体、烟雾以及燃烧音等，若再在隧道中布置其他类型对的探测器则需较大的工作量以及较高的成本。因此如何在不增加隧道内部既有探测器的条件下，提高隧道火灾报警准确率，减少漏报、误报现象，实现隧道火灾预警的“去伪存真”，将成为隧道安全运营中亟待解决的问题。

实施例一

为解决现有技术中存在的技术问题，本发明实施例提供了一种基于多尺度温度的火灾预警方法。

图1示出了本发明实施例一基于多尺度温度的火灾预警方法的流程示意图；图2示出了本发明实施例一某检测点位在每个可预判单位时刻进行火灾预警预判的流程示意图；参考图 1所示和图2所示，本发明实施例基于多尺度温度的火灾预警方法包括如下步骤。

步骤S101，在每个单位时刻获取一次所有检测点位的温度数据并保存。

具体地，本实施例中需间隔式的对每个检测点位的温度数据进行获取并保存，以作为后续步骤对每个检测点位进行火灾预警预判的数据基础。进一步优选地，温度数据可通过温度传感器获取，且单位时刻设置为秒，即每秒即通过温度传感器对所有检测点的温度数据获取一次，并将所获取的所有温度数据进行保存。若将本发明方法应用于隧道的火灾预警，且由于现有隧道中大多已设置有等距离安装且有序排列的温度传感器，因此本发明实施例火灾预警方法应用到隧道时，无需提前在待测场景中布置温度传感器用于温度数据采集，降低隧道火灾预警成本。需要说明的是，所有检测点位即为所有可正常获取温度数据的检测点位。且温度传感器所采集的温度数据保留到两位小数的精度。

步骤S102，基于获取的温度数据，按预设预判方式对所有检测点位在每个可预判单位时刻进行火灾预警预判。

基于获取的温度数据对所有检测点位进行火灾预警预判。具体地，上述预判过程针对每个检测点位不是仅进行一次即可，而是需要每隔一段时间即对所有检测点位进行一次火灾预警预判，以达到对待检测场景进行实时监测的目的。且所有检测点位的火灾预警过程通常是同步进行且相互不影响的。为了清楚的说明本申请实施例中检测点位火灾预警的过程，以下以一个检测点位为例进行详细说明。

其中，由于本发明实施例需采用基础温差作为参考量，而基础温差为同一检测点位在不同时刻的温度数据之差，因此在本发明实施之初，即获取前几组温度数据之时是无法实施火灾预警的，因此本申请中的可预判单位时刻为可进行火灾预警预判的单位时刻。即假使计算基础温差的时刻差为5，则获取的前5秒温度数据是无法进行火灾预警预判的，即从第6秒开始每秒时刻才能进行火灾预警预判。

本发明实施例对某检测点位在每个可预判单位时刻进行火灾预警预判包括如下过程：

步骤S201，将待预判检测点位作为基准点位，并将第N个可预判单位时刻作为基准时刻。

具体地，为了便于说明，我们将某个待预判检测点位作为基准点位，并将第N个可预判单位时刻作为基准时刻，而后步骤即为对基准点位在基准时刻进行火灾预警的预判。需要说明的是，N的初始值为1。

步骤S202，计算基准点位在基准时刻的基础温差，得到第一基础温差。

具体地，检测点位在某可预判单位时刻的基础温差为该检测点位在该可预判单位时刻的温度数据与该检测点位在该可预判单位时刻之前的第t位可预判单位时刻的温度数据的差值。优选地，当单位时刻为秒时，t可选为5，例如同一检测点位第6秒时刻的温度数据与第1秒时刻的温度数据之差即为该检测点位第6秒的基础温差。用上述基础温差计算方式获取基准点位在基准时刻的基础温差，并将该基础温差作为第一基础温差。

步骤S203，判断第一基础温差是否符合第一温差阈值条件，若符合则N加1，并转步骤 S201，即重新定义基准时刻，并对基准点位在重新定义的基准时刻进行火灾预警预判，若第一基础温差不符合第一温差阈值条件，则转步骤S204。

具体地，第一温差阈值条件为对第一基础温差是否符合设定条件的判断。即当检测点位按序排列，且检测点位之间距离设置小于20m时，设置第一温差阈值条件为第一基础温差小于第一阈值。即当基准点位在基准时刻的基础温差小于第一阈值时，第一基础温差符合第一温差阈值条件，此时可判断基准点位在当前基准时刻未产生火灾，且将N加1，并转到步骤 S201，即对基准点位在下一单位时刻进行火灾预警预判。若当基准点位在基准时刻的基础温差不小于第一阈值℃时，则进一步对基准点位在基准时刻的温度数据进行判断，即转步骤 S204。

需要说明的是，此时检测点位之间距离也可设置为小于等于10m，且第一阈值选值范围为0-2℃，例如第一阈值可为0.2℃，随着采集数据的积累，针对特定隧道，第一阈值会自动进行学习调整，选定为合适的数值。

步骤S204，计算基准点位的前一检测点位在基准时刻的基础温差和基准点位的后一检测点位在基准时刻的基础温差，分别得到第二基础温差和第三基础温差。

具体地，假设基准点位的位置为x，基准点位前一检测点位的位置为x-1，基准点位后一检测点位的位置为x+1，则获取基准点位前一检测点位x-1在基准时刻的基础温差，并将其作为第二基础温差。并获取基准点位后一检测点位x+1在基准时刻的基础温差，并将其作为第三基础温差。

步骤S205，判断第二基础温差和第三基础温差是否符合第二温差阈值条件，若符合则N 加1，并转步骤S201，即重新定义基准时刻，并对基准点位在重新定义的基准时刻进行火灾预警预判，若第二基础温差和第三基础温差不符合第二温差阈值条件，则转步骤S206。

具体地，第二温差阈值条件为对第二基础温差和第三基础温差是否符合设定条件的判断。即当检测点位按序排列，且检测点位之间距离设置小于20m时，设置第二温差阈值条件为第二基础温差小于第二阈值且第三基础温差小于第三阈值。即当第二基础温差和第三基础温差符合第二温差阈值条件时，即可判断基准点位在当前基准时刻未产生火灾，且将N加1，并转到步骤S201，即对基准点位在下一单位时刻进行火灾预警预判。若当第二基础温差和第三基础温差不符合第二温差阈值条件时，则进一步对基准点位在基准时刻的温度数据进行判断，即转步骤S206。

需要说明的是，此时检测点位之间距离也可设置为小于等于10m，且第二阈值选值范围为0-3℃，第三阈值选值范围为0-1℃，例如第二阈值可为0.1℃，第三阈值可为0.3℃，随着采集数据的积累，针对特定隧道，第二阈值和第三阈值也会自动进行学习调整，选定为合适的数值。步骤S206，计算预设时间段内所有单位时刻基础点位、基础点位的前一检测点位和基础点位的后一检测点位的基础温差，得到多个单位时刻的基础温差组。

具体地，本步骤目的为计算判定基础点位、基础点位的前一检测点位和基础点位的后一检测点位在基准时刻之前某一时间段内的所有基础温差，以作为基准点位在基准时刻是否发生火灾预警的进一步判断条件。优选地，设定预设时间段为包含自基准时刻起至基准时刻之前的t位可预判单位时刻的时间段。进一步当单位时刻为秒时，t为5。即分别计算基础点位、基础点位的前一检测点位和基础点位的后一检测点位在基准时刻的基础温差，并将其作为一个基础温差组；同理分别计算基础点位、基础点位的前一检测点位和基础点位的后一检测点位在基准时刻之前的四个时刻的基础温差，并分别得到四个基础温差组。

假使温度数据用T表示，基础温差用dT表示，基准时刻用n表示，预设时间段即为从基准时刻起的前5s时间段，则基础点位、基础点位的前一检测点位和基础点位的后一检测点位在预设时间段内所有单位时刻的基础温差分别为：

基础点位x在5s内所有单位时刻的基础温差为：

n-4时刻温度梯度dT^x＝T_n-4-T_n-9，

n-3时刻温度梯度dT^x＝T_n-3-T_n-8，

n-2时刻温度梯度dT^x＝T_n-2-T_n-7，

n-1时刻温度梯度dT^x＝T_n-1-T_n-6，

n时刻温度梯度dT^x＝T_n-T_n-5；

同理，基础点位的前一检测点位x-1在5s内所有单位时刻的基础温差为：

n-4时刻温度梯度dT^x-1＝T_n-4-T_n-9，

n-3时刻温度梯度dT^x-1＝T_n-3-T_n-8，

n-2时刻温度梯度dT^x-1＝T_n-2-T_n-7，

n-1时刻温度梯度dT^x-1＝T_n-1-T_n-6，

n时刻温度梯度dT^x-1＝T_n-T_n-5；

基础点位的后一检测点位x+1在5s内所有单位时刻的基础温差为：

n-4时刻温度梯度dT^x+1＝T_n-4-T_n-9，

n-3时刻温度梯度dT^x+1＝T_n-3-T_n-8，

n-2时刻温度梯度dT^x+1＝T_n-2-T_n-7，

n-1时刻温度梯度dT^x+1＝T_n-1-T_n-6，

n时刻温度梯度dT^x+1＝T_n-T_n-5。

步骤S207，统计所有基础温差组中符合第三温差阈值条件的基础数目，并判断基础数目是否大于等于预设次数阈值，若大于等于则转步骤S208，否则N加1，并转步骤S201，即重新定义基准时刻，并对基准点位在重新定义的基准时刻进行火灾预警预判。

具体地，分别判断步骤S206得到的五个基础温差组是否符合第三温差阈值条件，并记录符合第三温差阈值条件的基础数目，以进行进一步的判断。进一步地，当检测点位按序排列，且检测点位之间距离设置小于20m时，设定第三温差阈值条件为基础温差组中基准点位前一检测点位的基础温差大于等于第二阈值，基础温差组中基准点位的基础温差大于等于第一阈值，基础温差组中基准点位前一检测点位的基础温差大于等于第三阈值。依次判断五个基础温差组是否符合上述第三温差阈值条件，并设定每判断出一个基础温差组符合上述第三温差阈值条件时，即发出一次火灾信号，当所有基础温差组判断完成后，即可通过统计发出火灾信号的次数，进而实现统计所有基础温差组中符合第三温差阈值条件的基础数目。

在获取基础数目之后，即可对基础数目进行进一步的判断。进一步判断基础数目是否大于等于预设次数阈值，若大于等于则转步骤S208，否则N加1，并转步骤S201，即重新定义基准时刻，并对基准点位在重新定义的基准时刻进行火灾预警预判。优选地，基础数目为5。

步骤S208，发出火灾预警。

为了对本发明实施例方法进行说明，以下通过两个实际火灾预警例子结果对该方法表现形式进行了说明。

表1显示了0.5MW火灾应用案例结果，参考表1所示，第4s时4号点位温度传感器首先探测到温度变化，在第16s时5号点位第一次发出火灾信号，并在接下来的4s时间里连续发出4次火灾信号，此时火灾预警系统发出一次火灾预警，在第27～31s，5号点位又在5s时间内发出连续5次火灾信号，火灾预警系统第二次发出火灾预警。在温度传感器探测到温度变化后的30s内，火灾预警系统发出两次火灾预警，且第一次火灾预警发生在探测到温度变化后的第16s，表明对于0.5MW火灾而言，有良好的准确性和及时性。

表1. 0.5MW火灾应用案例结果

表2显示了1.0MW火灾应用案例结果，参考表2所示，第7s时4号点位温度传感器首先探测到温度变化，在第11s时5号点位第一次发出火灾信号，并在接下来的4s时间里发出3次火灾信号，此时火灾预警系统发出一次火灾预警，在13～21s，5号点位连续8s发出8次火灾信号，火灾预警系统一直发出火灾预警。在第21s时6号点位第一次发出火灾信号，在第24s时6号点位第二次发出火灾信号，在第27s时6号点位第三次发出火灾信号，并在接下来的4s时间里发出3次火灾信号，此时火灾预警系统发出一次火灾预警，在30～35s，6号点位连续5s发出5次火灾信号，火灾预警系统再次发出火灾预警。因此在温度传感器探测到温度变化后的30s内，火灾预警系统多次发出火灾预警，且第一次火灾预警发生在探测到温度变化后的第8s，表明对于1.0MW火灾而言，有非常好的准确性和及时性。

表2. 1.0MW火灾应用案例结果

本发明实施例提供的基于多尺度温度的火灾预警方法，可实现对所有检测点位同步进行火灾预警，且该方法应用到隧道上时可在不增加隧道内部探测器的条件下，提高隧道火灾报警准确度的目的，减少漏报、误报现象，实现隧道火灾预警的“去伪存真”。且基于此还可实现多火源点的判断，即当一个检测点位发出火灾报警后，系统仍然开放检测，后续的其他点位也可能发出报警，同时还可根据发出火灾报警检测点位的位置，以判断火灾为单一火源火灾或还是为多火源火灾。

实施例二

为解决现有技术中存在的技术问题，本发明实施例还提供了一种基于多尺度温度的火灾预警装置。

图3示出了本发明实施例二基于多尺度温度的火灾预警装置的结构示意图；参考图2所示，本发明实施例基于多尺度温度的火灾预警装置包括依次相连的数据获取及存储模块和预判模块。

数据获取及存储模块用于在每个单位时刻获取一次所有检测点位的温度数据并保存。

预判模块用于基于获取的温度数据，按预设预判方式对所有检测点位在每个可预判单位时刻进行火灾预警预判。

其中，按预设预判方式对单个检测点位在每个可预判单位时刻进行火灾预警预判包括：

将待预判检测点位作为基准点位，并将第N个可预判单位时刻作为基准时刻；

计算所述基准点位在基准时刻的基础温差，得到第一基础温差；

判断所述第一基础温差是否符合第一温差阈值条件，若符合则N加1，并重新对所述基准点位在基准时刻进行火灾预警预判，否则计算所述基准点位的前一检测点位在基准时刻的基础温差和所述基准点位的后一检测点位在基准时刻的基础温差，分别得到第二基础温差和第三基础温差；

判断所述第二基础温差和第三基础温差是否符合第二温差阈值条件，若符合则N加 1，并重新对所述基准点位在基准时刻进行火灾预警预判，否则计算预设时间段内所有单位时刻所述基础点位、所述基础点位的前一检测点位和所述基础点位的后一检测点位的基础温差，得到多个单位时刻的基础温差组；

统计所有所述基础温差组中符合第三温差阈值条件的基础数目，并判断所述基础数目是否大于等于预设次数阈值，若大于等于则发出火灾预警，并将所述基准点位和基准时刻作为预警位置和预警时间输出，否则N加1，并重新对所述基准点位在基准时刻进行火灾预警预判；

其中，N初始值为1。

本发明实施例提供的基于多尺度温度的火灾预警装置，可实现对所有检测点位同步进行火灾预警，且该方法应用到隧道上时可在不增加隧道内部探测器的条件下，提高隧道火灾报警准确度的目的，减少漏报、误报现象，实现隧道火灾预警的“去伪存真”。且基于此还可实现多火源点的判断，即当一个检测点位发出火灾报警后，系统仍然开放检测，后续的其他点位也可能发出报警，同时还可根据发出火灾报警检测点位的位置，以判断火灾为单一火源火灾或还是为多火源火灾。

实施例三

为解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明实施例还提供了一种存储介质，其存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时可实现实施例一中基于多尺度温度的火灾预警方法中的所有步骤。

基于多尺度温度的火灾预警方法的具体步骤以及应用本发明实施例提供的可读存储介质获取的有益效果均与实施例一相同，在此不在对其进行赘述。

需要说明的是：存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

实施例四

为解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明实施例还提供了一种终端。

图4示出了本发明实施例四终端的结构示意图，参照图3所示，本实施例终端包括相互连接的处理器及存储器；存储器用于存储计算机程序，处理器用于执行存储器存储的计算机程序，以使终端执行时可实现实施例一基于多尺度温度的火灾预警方法中的所有步骤。

基于多尺度温度的火灾预警方法的具体步骤以及应用本发明实施例提供的终端获取的有益效果均与实施例一相同，在此不在对其进行赘述。

需要说明的是，存储器可能包含随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。同理处理器也可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。