專利名稱：防止火警系統(tǒng)假警報(bào)的方法以及實(shí)現(xiàn)該方法的火警系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防止火警系統(tǒng)中假警報(bào)的方法，該系統(tǒng)中有多個(gè)與控制中心相連接的檢測(cè)器，各檢測(cè)器具有一個(gè)或多個(gè)傳感器，供監(jiān)示火災(zāi)指標(biāo)量和供產(chǎn)生相應(yīng)的傳感器信號(hào)用，危險(xiǎn)信號(hào)即根據(jù)該傳感器信號(hào)在信號(hào)處理操作過(guò)程中產(chǎn)生的。
消防安全系統(tǒng)中列為最經(jīng)常發(fā)生的誤動(dòng)作的假警報(bào)的原因之一是傳感器由于區(qū)分不出表示火災(zāi)的火災(zāi)指標(biāo)量與僅僅模擬火災(zāi)的參數(shù)兩者之間的差別而“出差錯(cuò)”。造成這種混淆的主要原因在于，該兩個(gè)量實(shí)際上是相同的，但來(lái)源不同。舉例說(shuō)，在個(gè)別場(chǎng)所內(nèi)，物理量“煙”既可以由火、吸煙人士引起的，也可以由焊接作業(yè)引起的。然而目前已知的一些火警系統(tǒng)幾乎毫無(wú)例外地都是側(cè)重于這種可靠性方面的改進(jìn)，結(jié)果它們通常都不能減少上述那種假警報(bào)的次數(shù)。
本發(fā)明的目的是提出一種可用以基本上防止假警報(bào)或起碼明顯地減少假警報(bào)的方法。
本發(fā)明之所以能達(dá)到上述目的是因?yàn)樵谛盘?hào)處理作業(yè)中包括了以下各個(gè)階段a.在規(guī)定的第一時(shí)間間隔期間分析傳感器信號(hào);
b.計(jì)算在其后第二時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)生假警報(bào)的概率;
c.概率超過(guò)規(guī)定值時(shí)發(fā)生信息信號(hào)。
本發(fā)明方法防止假警報(bào)采用的手法與迄今采用的任何手法不同。本發(fā)明并不是通過(guò)提高系統(tǒng)或其組成部分的可靠性而是通過(guò)將系統(tǒng)設(shè)計(jì)得使其可以預(yù)測(cè)出假警報(bào)來(lái)減少假警報(bào)的次數(shù)的。未來(lái)假警報(bào)的概率達(dá)到或超過(guò)規(guī)定值時(shí)用戶就收到信息信號(hào)或警告，從而使用戶可以采取相應(yīng)的措施。
這種方法或系統(tǒng)的主要困難是作出是否需要提出警告的決定所需要的時(shí)間與這個(gè)決定的可靠性此兩者之間的關(guān)系。這就是說(shuō)，一方面，鑒于假警報(bào)通常是在環(huán)境條件剛發(fā)生變化之后發(fā)生的，因而決定必須盡快作出;另一方面，在此短短的時(shí)間內(nèi)搜集到的數(shù)據(jù)，其統(tǒng)計(jì)意義不大，而且無(wú)論如何也不會(huì)大。
本發(fā)明方法的進(jìn)一步改進(jìn)方案解決了只用極小量的數(shù)據(jù)評(píng)定假警報(bào)概率的問(wèn)題，這是因?yàn)樵摲桨覆扇×讼铝写胧┑诙r(shí)間間隔的長(zhǎng)短與第一時(shí)間間隔在同一數(shù)量級(jí)上;各時(shí)間間隔劃分成若干子時(shí)間間隔，并求出各子時(shí)間間隔信號(hào)最大值的平均值再根據(jù)該平均值來(lái)出假警報(bào)概率的分布函數(shù)。
本發(fā)明方法的主要用途之一是用在所謂誤用的檢測(cè)上，提請(qǐng)用戶注意可能產(chǎn)生的誤用。本發(fā)明方法另一個(gè)最佳實(shí)施例即通過(guò)下列措施履行了這種功能不象階段b那樣計(jì)算出假警報(bào)的概率，而是設(shè)定一個(gè)閾值，將傳感器信號(hào)與此閾值比較，并記錄超過(guò)此閾值的偏差，若這些偏差超過(guò)規(guī)定值，就發(fā)出誤用的信號(hào)。
本發(fā)明還涉及實(shí)施上述方法的火警系統(tǒng)，該火警系統(tǒng)的控制中心與多個(gè)檢測(cè)器相連接，各檢測(cè)器具有火災(zāi)指標(biāo)量傳感器并發(fā)出相應(yīng)的傳感器信號(hào)，控制中心還具有供處理這些傳感器信號(hào)的處理裝置。
本發(fā)明火警系統(tǒng)的特征在于，所述傳感器信號(hào)處理裝置具有在第一時(shí)間間隔期間記錄傳感器信號(hào)的記錄裝置、將傳感器信號(hào)與某一閾值相比較的比較裝置和記錄傳感器信號(hào)超出該閾值的偏差的記錄裝置。
現(xiàn)在參照各實(shí)施例和附圖更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的內(nèi)容。


圖1是信號(hào)處理系統(tǒng)的方框圖。
圖2是說(shuō)明所謂檢測(cè)誤用的特殊功能的示意圖。
圖1中，編號(hào)1表示火警系統(tǒng)的傳感器，在傳感器的輸出端可得出傳感器信號(hào)S。編號(hào)2表示方框2，傳感器信號(hào)S即在方框2中量化，即對(duì)連續(xù)的傳感器信號(hào)取樣。編號(hào)3表示信號(hào)分析級(jí)，在該級(jí)的輸出端可以得出信號(hào)P，這是表示假警報(bào)概率的信號(hào)。通常，信號(hào)并不是在檢測(cè)器中而是在控制中心分析的，裝有傳感器1的各檢測(cè)器與控制中心相連接。控制中心收到的傳感器信號(hào)是否經(jīng)過(guò)量化是無(wú)關(guān)重要的，在后一種情況下，信號(hào)會(huì)在控制中心量化，如圖中將傳感器1與分析級(jí)3直接連接起來(lái)用虛線表示的電纜所示。
在分極級(jí)3中，首先規(guī)定對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行分析的時(shí)間間隔。時(shí)間間隔可以取不同的長(zhǎng)短值，幾分鐘、幾天、幾周或甚至幾個(gè)月均可。最好不要只規(guī)定一個(gè)時(shí)間間隔，要規(guī)定一系列不同長(zhǎng)短的時(shí)間間隔。這可以將時(shí)間間隔劃分成許多子時(shí)間間隔來(lái)進(jìn)行。這樣在大多數(shù)情況下總可以得出一個(gè)時(shí)間間隔分度。在不同分度的子時(shí)間間隔內(nèi)分析傳感器信號(hào)。
接著，規(guī)定第二時(shí)間間隔，并將傳感器信號(hào)在第一時(shí)間間隔各子時(shí)間間隔內(nèi)的分析結(jié)果轉(zhuǎn)移到第二時(shí)間間隔相應(yīng)的子時(shí)間間隔中。第二時(shí)間間隔，其長(zhǎng)短最好與第一時(shí)間間隔一樣，或者是長(zhǎng)短與第一時(shí)間間隔分度相同的時(shí)間分度。此一階段的作用是根據(jù)信號(hào)在第一時(shí)間間隔的表現(xiàn)或進(jìn)展情況確定是否可能得出在相應(yīng)第二時(shí)間間隔內(nèi)正在被撥動(dòng)的假警報(bào)的或然性指標(biāo)，并確定概率值。
根據(jù)傳感器信號(hào)S在第一時(shí)間間隔的表現(xiàn)推斷其在第二時(shí)間間隔的表現(xiàn)，其推斷的主要先決條件是有穩(wěn)態(tài)出現(xiàn)。一般認(rèn)為，在信號(hào)的分析和記錄過(guò)程中，穩(wěn)態(tài)總是占優(yōu)勢(shì)的，而這在將來(lái)，在第二時(shí)間間隔期間也會(huì)如此。
建議規(guī)定不同長(zhǎng)短的時(shí)間間隔，因?yàn)樾盘?hào)就其可能報(bào)警的重要性進(jìn)行的加權(quán)在很大程度上取決于這個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)。舉例說(shuō)，若在一天內(nèi)發(fā)生了20個(gè)事件，即超過(guò)給定閾值的偏差，則相對(duì)于長(zhǎng)短為一天的時(shí)間間隔來(lái)說(shuō)，這相當(dāng)于20個(gè)單獨(dú)事件。但相對(duì)于六個(gè)月或一年的時(shí)間間隔來(lái)說(shuō)，這表示事件的發(fā)生率中各事件無(wú)論如何不能認(rèn)為彼此不相關(guān)。
為了使一個(gè)事件不致被計(jì)算一次以上，在階段3對(duì)由若干子時(shí)間間隔組成的時(shí)間間隔進(jìn)行的分析只考慮各子時(shí)間間隔中規(guī)模最大的事件。這樣做的后果，忽略了在給定子時(shí)間間隔中規(guī)模小于最大規(guī)模的所有事件，但這一點(diǎn)并不要緊，因?yàn)檫@些事件是在較短的時(shí)間間隔和子時(shí)間間隔出來(lái)的。接著從各子時(shí)間間隔的最大值求出特定時(shí)間間隔具代表性的平均值。再根據(jù)此平均值推斷報(bào)警報(bào)的概率。
假設(shè)該概率的分布函數(shù)是個(gè)指數(shù)函數(shù)，且若長(zhǎng)短為T的時(shí)間間隔劃分成若干子時(shí)間間隔，且根據(jù)子時(shí)間間隔中信號(hào)最大值的平均值計(jì)算出規(guī)范化分布函數(shù)∫(λ，x)＝λexp(-λx)的參數(shù)λ，則假警報(bào)在子時(shí)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(wú)窮大的積分)在某一子時(shí)間間隔期間避免假警報(bào)的概率為P(T/m，L)＝1-e-λL在總時(shí)間間隔期間，避免假警報(bào)的概率為P(T，L)＝(1-e-λL)m在實(shí)用中，用戶確定系統(tǒng)應(yīng)將假警報(bào)避免到什么程度。舉例說(shuō)，若要想避免10個(gè)假警報(bào)中的9個(gè)，則取p為0.9。子時(shí)間間隔的值和數(shù)目m確定系統(tǒng)發(fā)出警告的條件若 λL≥In[1-P1/m(T，L)]，則發(fā)出警告p＝0.9，子時(shí)間間隔＝10時(shí)，閾值L對(duì)平均值1/λ的比值可計(jì)算如下λL＝-In(1-0.91/10)＝4.55
這個(gè)結(jié)果表明，在概率為0.9下，若系統(tǒng)想避免假警報(bào)，則在給定時(shí)間間隔中搜集到的數(shù)據(jù)，其平均值不應(yīng)超過(guò)報(bào)警閾值的22%。
在實(shí)際應(yīng)用中，時(shí)間間隔的帶寬要選擇得使最短的時(shí)間間隔由用戶確定，一般為10分鐘，最長(zhǎng)的時(shí)間間隔則由預(yù)計(jì)最長(zhǎng)的穩(wěn)態(tài)持續(xù)時(shí)間(例如6個(gè)月)確定。若從最短的時(shí)間間隔開(kāi)始，各時(shí)間間隔的長(zhǎng)短加倍，則得出15個(gè)時(shí)間間隔，從10分鐘至6個(gè)月。各時(shí)間間隔的平均值是用數(shù)字低通濾波器濾選子時(shí)間間隔的最大值得出的。各時(shí)間間隔的這個(gè)平均值是連同各情況下的臨時(shí)最大值存入存儲(chǔ)器中的。
警告的規(guī)則非常簡(jiǎn)單由系統(tǒng)計(jì)算出平均值，并核對(duì)這些平均值是否超過(guò)相應(yīng)于避免假警報(bào)概率P的給定閾值。各時(shí)間間隔的這個(gè)閾值可能不同。若如上所述，要避免10個(gè)假警報(bào)中的9個(gè)，則系統(tǒng)一旦肯定平均值已超過(guò)例如1小時(shí)時(shí)間間隔內(nèi)閾值的22%，就會(huì)發(fā)出信息信號(hào)，并要求在下一個(gè)小時(shí)內(nèi)進(jìn)行干預(yù)。若時(shí)間間隔為1個(gè)月，則由于不急于干預(yù)，因而會(huì)發(fā)出形式不同的信息信號(hào)。
圖2示出了本發(fā)明方法極其簡(jiǎn)單的功用。這個(gè)功用叫做誤用的檢測(cè)功用，它提請(qǐng)用戶注意可能發(fā)生的誤用。其基本原理是這樣的系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)定檢測(cè)器是否在規(guī)定時(shí)間間隔內(nèi)超過(guò)規(guī)定的危險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)而不撥動(dòng)警報(bào)以及這種現(xiàn)象的出現(xiàn)率，因?yàn)檫@時(shí)會(huì)有隨時(shí)撥動(dòng)假警報(bào)的風(fēng)險(xiǎn)。
圖2的上半部示出了傳感器信號(hào)5在時(shí)間t中繪出的關(guān)系曲線，縱坐標(biāo)上示出了上述低危險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)的閾值G1。由一個(gè)檢測(cè)器計(jì)出超出閾值G1的偏差的個(gè)數(shù)，并給計(jì)數(shù)器4傳送相應(yīng)的脈沖In。計(jì)數(shù)器4計(jì)出在例如24小時(shí)所選取的時(shí)間間隔內(nèi)脈沖的個(gè)數(shù)，并在該時(shí)間間隔終了時(shí)將計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值(在所示的實(shí)例中為5)傳遞給比較器5。比較器5將所收到的計(jì)數(shù)值與設(shè)定值相比較，若超過(guò)設(shè)定值，就發(fā)出“應(yīng)用不當(dāng)”或類似的信息信號(hào)。
上述所舉的實(shí)施例可以進(jìn)一步改進(jìn)。例如，可以將信號(hào)S量化，然后用它來(lái)確定信號(hào)S超過(guò)閾值G1的偏差的持續(xù)時(shí)間。顯然還可以采用其它更高的危險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)檢測(cè)誤用并用超過(guò)這些危險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)的偏差作為信息信號(hào)。
權(quán)利要求
1.防止火警系統(tǒng)假警報(bào)的一種方法，該系統(tǒng)中有多個(gè)與控制中心相連接的檢測(cè)器，各檢測(cè)器具有一個(gè)或多個(gè)傳感器，供監(jiān)示火災(zāi)指標(biāo)量和供產(chǎn)生相應(yīng)的傳感器信號(hào)用，危險(xiǎn)信號(hào)即根據(jù)該傳感器信號(hào)在信號(hào)處理操作過(guò)程中產(chǎn)生的，其特征在于，所述信號(hào)處理操作包括下列階段a.在規(guī)定的第一時(shí)間間隔期間分析傳感器信號(hào)(S)，b.計(jì)算在其后第二時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)生假警報(bào)的概率(P)；c.概率超過(guò)規(guī)定值時(shí)發(fā)出信息信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，第二時(shí)間間隔選用大致與第一時(shí)間間隔相同的長(zhǎng)短。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，傳感器信號(hào)(S)在一系列不同長(zhǎng)短的時(shí)間間隔內(nèi)分析。
4.根據(jù)1至3任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，各時(shí)間間隔劃分成許多長(zhǎng)短相等的子時(shí)間間隔
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在各子時(shí)間間隔內(nèi)確定傳感器信號(hào)(S)的最大值，根據(jù)所有子時(shí)間間隔的最大值計(jì)算特定時(shí)間間隔的平均值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，閾值根據(jù)避免假警報(bào)所想達(dá)到的程度規(guī)定，若平均值超過(guò)閾值就發(fā)出信息信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，不是用階段b那樣計(jì)算出概率，而是設(shè)定一個(gè)閾值(G1)，將傳感器信號(hào)(S)與該閾值相比較，超過(guò)閾值的偏差達(dá)到規(guī)定數(shù)目時(shí)發(fā)出誤用信號(hào)。
8.實(shí)施權(quán)利要求1或7所述的方法的火警系統(tǒng)，該火警系統(tǒng)的控制中心與多個(gè)檢測(cè)器相連接，各檢測(cè)器具有火災(zāi)指標(biāo)量傳感器并發(fā)出相應(yīng)的傳感器信號(hào)，控制中心還具有供處理這些傳感器信號(hào)的處理裝置，所述火警系統(tǒng)的特征在于，所述傳感器信號(hào)處理裝置具有在第一時(shí)間間隔期間記錄傳感器信號(hào)(S)的記錄裝置、將傳感器信號(hào)(S)與某閾值(G1)相比較的比較裝置和記錄傳感器信號(hào)(S)超出該閾值(G1)的偏差的記錄裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的火警系統(tǒng)，其特征在于，傳感器信號(hào)(S)處理裝置包括將第一時(shí)間間隔劃分成許多長(zhǎng)短相等的子時(shí)間間隔的裝置、確定各子時(shí)間間隔內(nèi)傳感器信號(hào)的最大值的裝置以及根據(jù)最大值求出平均值的裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的火警系統(tǒng)，其特征在于，求出時(shí)間間隔平均值的裝置由數(shù)字低通濾波器構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明的火警系統(tǒng)具有許多檢測(cè)器，各檢測(cè)器具有傳感器(1)供監(jiān)示火災(zāi)指標(biāo)量之用。傳感器(1)產(chǎn)生相應(yīng)的傳感器信號(hào)(S)，該信號(hào)傳送給分析級(jí)(3)，在分析級(jí)(3)中評(píng)估出未來(lái)火警的概率(P)，若出現(xiàn)規(guī)定的概率值，就發(fā)出信息信號(hào)。
文檔編號(hào)G08B17/00GK1109193SQ94118419
公開(kāi)日1995年9月27日 申請(qǐng)日期1994年11月23日 優(yōu)先權(quán)日1993年11月23日
發(fā)明者B·皮勒 申請(qǐng)人:塞比盧斯有限公司