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地下无轨设备智能消防系统主要技术的研究

作　者: 刘鑫
导　师: 胡天友
学　校: 电子科技大学
专　业: 电力电子与电气传动
关键词: 地下无轨设备 火灾探测技术 多传感器信息融合 BP神经网络 样条权神经网络 模糊控制
分类号: TU892
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


随着社会对火灾探测需求的日益提高,人们对火灾探测技术研究的日趋深入。火灾探测也逐渐从单一的“火灾探测——报警”系统发展成为具有智能化的“火灾探测——报警——实施消防”的智能消防系统。智能消防系统的发展对火灾探测技术、信号处理技术等方面提出了更高的要求。现阶段,多传感器信息融合技术已经成为信息处理的一个重要手段,其算法研究已经成为信息处理智能化研究的重要方向。多传感器信息融合技术的发展克服了单一传感器在火灾探测方面的不稳定性和局限性,能够产生比单一信息源更精确、更可靠的判断和估计。多传感器信息融合技术在智能楼宇,森林火灾预警,地面轨道交通等领域的火灾探测系统中已经得到了广泛的应用,但对于地下无轨设备的火灾探测系统,尚未得到应用。地下无轨设备引发的火灾是矿井火灾中的一种。本课题的研究就是以地下无轨设备作为研究对象,对地下无轨设备智能消防系统进行设计和研究。通过分析地下无轨设备的起火机理及火灾特性,选取合适的火灾探测器实现对地下无轨设备的全方位监测,以获得能够反应火灾灾情的数据信息;采用多传感器信息融合技术对探测到的数据信息进行信息融合,实现对当前数据的火情判断。本文涉及到的信息融合技术,采用神经网络和模糊控制相结合的处理方式,用以提高系统的可靠性和精确度。在算法研究中,采用BP神经网络算法和样条神经网络算法分别对火灾信息数据进行处理,并对处理结果进行比较。选取样条权神经网络算法作为地下无轨智能消防系统的融合算法,以提高系统信息处理的速率;在设计融合结构时,创新地采用了两级模糊控制处理方法,对所需处理的数据实施二次判决,以获得更为准确的判决结果。此外,本文还进行了系统设计,并选择适当的火灾探测器及车载控制系统完成地下无轨设备的智能消防。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章 绪论  8-16
  1.1 课题研究的背景及意义  8-9
  1.2 智能消防系统主要技术的研究状况  9-13
    1.2.1 火灾探测技术研究的历史和现状  9-12
    1.2.2 多传感器信息融合技术的发展概况  12-13
  1.3 论文主要创新点及研究内容  13-16
第二章 火灾探测技术的研究  16-20
  2.1 火灾产生的机理  16-17
  2.2 火灾探测信号的特征  17-18
  2.3 地下无轨设备火灾隐患分析  18-20
第三章 多传感器信息融合技术研究  20-36
  3.1 多传感器信息融合基本原理  20
  3.2 多传感器信息融合的结构  20-21
  3.3 多传感器信息融合算法  21-23
  3.4 多传感器信息融合信息处理  23-36
    3.4.1 预处理  23-24
    3.4.2 神经网络处理  24-33
    3.4.3 模糊控制器处理  33-36
第四章 地下无轨设备智能消防系统设计  36-60
  4.1 系统总体设计基本思路  36-38
  4.2 系统设计要求及功能需求  38-39
  4.3 信息融合技术在系统中的应用  39-46
    4.3.1 信息融合模型架构  39-40
    4.3.2 神经网络模型的设计  40-42
    4.3.3 模糊控制器的设计  42-46
  4.4 地下无轨设备智能消防系统的硬件设计  46-54
    4.4.1 火灾探测模块  46-49
    4.4.2 信号采集处理模块  49-52
    4.4.3 通信传输模块  52-54
    4.4.4 消防控制模块  54
  4.5 地下无轨设备智能消防系统的软件设计  54-60
    4.5.1 信息获取及通讯模块  55-56
    4.5.2 火灾探测分析模块  56-60
第五章 仿真实验  60-71
  5.1 仿真样本的选取及预处理  60-62
  5.2 神经网络算法仿真结果分析  62-68
    5.2.1 BP 神经网络仿真结果分析  62-64
    5.2.2 样条权神经网络训练仿真结果分析  64-67
    5.2.3 两种算法仿真结果对比分析  67-68
  5.3 模糊推理仿真过程及结果  68-71
    5.3.1 第一级模糊控制器仿真结果  68-69
    5.3.2 第二级模糊控制器推理规则  69-71
第六章 结论与展望  71-73
  6.1 本文在课题研究期间完成的工作  71
  6.2 目前存在的问题及今后的展望  71-73
致谢  73-74
附录  74-80
参考文献  80-83
攻硕期间取得的研究成果  83-84

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 房屋建筑设备 > 安全设备 > 防火设备
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