(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210383621.7 (22)申请日 2022.04.12 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114699699 A (43)申请公布日 2022.07.05 (73)专利权人 合肥工业大 学智能制造技 术研究 院 地址 230000 安徽省合肥市包河区花园大 道369号 (72)发明人 李满厚　张超　杨慎林　 (74)专利代理 机构 合肥市泽信专利代理事务所 (普通合伙) 3414 4 专利代理师 潘飞 (51)Int.Cl. G01D 21/02(2006.01)A62C 37/00(2006.01) H04N 5/232(2006.01) H04N 5/33(2006.01) H04N 7/18(2006.01) (56)对比文件 CN 113577622 A,2021.1 1.02 CN 113058185 A,2021.07.02 CN 104299351 A,2015.01.21 CN 113936239 A,202 2.01.14 CN 1943824 A,20 07.04.11 US 2009315722 A1,2009.12.24 US 2011122245 A1,201 1.05.26 US 5832187 A,19 98.11.03 审查员 王洋 (54)发明名称 一种储油场所用火情监测与控制系统 (57)摘要 本发明涉及物联网设备领域， 特别是涉及一 种储油场所用火情监测与控制系统。 该系统用于 实时检测储油场所的火灾状态， 并在出现火情时 及时进行自动扑灭和围堵。 该火情监测与控制系 统包括： 探测模块、 视频监控模块、 自动化灭火 车、 燃油导流单元、 围堵灭火单元、 多个第一通讯 单元、 多个第二通讯单元， 以及中央服务器。 其 中， 探测模块包括多组火灾感应器。 视频监控模 块包含多个摄像头。 自动化灭火车中包括运动平 台， 定位模块、 储罐， 电磁阀、 以及喷射组件。 燃油 导流单元包括导流槽； 围堵灭火单元用于向导流 槽内喷射阻燃的发泡剂。 中央服务器为系统管理 中心。 本发明解决了现有消防系统无法有效监控 并快速处 理流淌火等复杂火情的问题。 权利要求书3页 说明书15页 附图6页 CN 114699699 B 2022.11.22 CN 114699699 B 1.一种储油场所用火情监测与控制系统， 其特征在于， 其用于实时检测储油场所的火 灾状态， 并在出现 火情时及时进行自动扑灭和围堵； 所述火情监测与控制系统包括： 探测模块， 其包括用于探测燃料泄露或燃烧状态的多组火灾感应器， 各组火灾感应器 均匀分布在所述储油场所内的各个区域； 每组火灾感应 器均具有一个专属的设备编号； 视频监控模块， 其包含多个均匀分布在所述储油场所内的摄像头； 每个摄像头均包含 自然光成像模块和热成像模块， 所述摄像头安装在PTZ云台上； 每个摄像头均具有一个专属 的设备编号； 自动化灭火车， 其数量为一个或多个， 且分布在储油场所中预设的高风险区域内； 每个 自动化灭火车中包括运动平台、 定位模块、 储罐、 电磁阀、 以及喷射组件； 所述运动平台用于 驱动自动化灭火车到达目标区域； 所述储罐内含有灭火剂； 所述电磁阀用于调节所述储罐 与所述喷射组件的连通关系； 所述喷射组件用于在电磁阀打开后喷射储罐内的灭火剂； 所 述喷射组件的喷射高度、 喷射距离和喷射角度可调； 所述定位模块用于获取自动化灭火车 的实时位置； 燃油导流单元， 其包括位于储油场所周围的环形的导流槽， 所述导流槽的上槽口与底 面齐平； 所述导流槽最低处的下方还设置有埋设于地下 的集液罐， 所述集液罐与导流槽通 过一条倾斜向下 的滑道连通； 所述滑道与集液罐连通处设置滤网， 以及用于控制二者导通 的活动挡板； 所述 导流槽内设置液位计； 所述 集液罐内充盈有阻燃气体； 围堵灭火单元， 其用于向所述导流槽内喷射阻燃的发泡剂， 进而构成物理防火墙并覆 盖导流槽内的燃油； 多个第一通讯单元， 各个第一通讯单元分别与所述火灾感应器、 摄像头、 液位计、 定位 模块电连接； 所述第一通讯单元用于获取所述火灾感应器、 摄像头、 液位计和定位模块的检 测结果并发送到一个中央服 务器； 多个第二通讯单元， 各个第二通讯单元分别与所述自动化灭火车、 PTZ云台、 活动挡板 和围堵灭火单元通信连接， 所述第二通讯单元用于接收由一个中央服务器向各个装置或设 备下达的控制指令； 以及 中央服务器， 其包括火情监测单元、 火情识别单元、 火情控制单元和燃油处理单元； 所 述火情监测单元用于获取火灾感应器的预警信号， 并根据产生预警信号的火灾感应器的设 备编号确定发生火灾的区域信息； 然后根据所述区域信息 向负责当前区域的摄像头的ptz 云台下达控制指 令， 调整摄像头的监控 范围， 采集火场的实时图像； 同时根据火场在实时图 像中的像素位置以及ptz云台的参数信息计算出火灾位置信息； 所述火情识别单元用于根 据获取的火灾实时图像以及不同火灾感应器的预警信号 发生时间； 综合计算出火灾状态特 征， 所述火灾状态特征包括蔓延 速率、 火焰高度和火焰体积； 所述火情控制单元用于根据所 述火灾位置信息驱动自动化 灭火车到达火灾 发生的目标区域， 然后根据所述火灾状态特征 确定自动化灭火车 的应对策略； 所述燃油处理单元用于接 收液位计的检测结果， 并在导流 槽内的油液量超过预设液位高度时， 开启围堵灭火单元， 并在完成封堵后打开活动挡板， 将 导流槽内的油液排入到集液 罐内； 所述火情监测单元中存储有一个用于表征火灾感应器的设备编号与储油场所中特定 区域间的映射关系的第一对照表； 所述火情监测单元中还存储有一个用于表征摄像头的设 备编号与储油场所中的特定区域间的映射关系的第二对照表； 所述火情监测单元根据获取权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114699699 B 2的产生预警信号的火灾传感器的设备编号， 依 次查询第一对照表和第二对照表， 进而确定 负责相应区域的一个或多个摄像头， 并调节所述摄像头的PTZ参数， 实现对火场状态的定向 监测； 所述火情控制单元中包含多分类模块和指令生成模块； 所述多分类模块采用基于决策 树、 朴素贝叶斯和随机森林中的任意一种机器学习算法的多分类模型； 所述多分类模型用 于根据火场状态确定采用的灭火策略， 其中， 所述多分类模型的输入包括： 产生预警信号的 火灾感应器编号、 火焰蔓延速率、 火焰高度、 火焰体积； 所述多分类模型的输出包括灭火剂 类型和灭火剂喷射量的分类结果； 所述指 令生成模块分别用于： (1)根据估算出的火焰中心 位置和自动化灭火车 的实时位置， 生成自动化灭火车 的运动轨迹， 并向运动平台下达位移 指令； (2)根据多分类模型的分类结果下达电磁阀的开关指令， 控制喷射的灭火剂的类型、 喷射速度和喷射量； (3)根据 识别出的火焰高度和额火焰体积向喷杆下达升降指 令， 调节灭 火剂的喷射高度和喷射距离； (4)根据识别出的火场形态， 向转动座下达旋转指令， 调节灭 火剂的喷射方向； (5)根据获取的液位计的检测结果， 向围堵灭火单元下达开关指令， 喷射 泡沫灭火剂形成阻火索； 同时向驱动活动挡板的驱动机构下达工作指令， 控制活动挡板的 开合； 其中， 火灾感应 器中预警信号AL的生成函数如下： Cali＝α·(spli‑spl0)+β(lii‑li0)+γ(ti‑t0)+ μ(LELi‑lel0)+σ(PPMi‑ppm0) 上式中， i表示火灾感应器的编号； Cali表示火灾预测值； Cal0表示安全状态 下的火灾预 测值的基 准值； spli表示声音传感器的声 压级检测结果； spl0表示当前环境的平均声 压级； α 表示声响信号对火灾预测值的影响权重； lii表示光传感器的光强检测结果； 表示当前环境 在正常状态下的最 大光强li0； β 表示光强对火灾 预测值的影响权重； ti表示温度传感器的检 测结果； t0表示当前环境的环境温度； γ表示温度对火灾预测值的影响权重； LELi表示烟雾 传感器的检测结果； 表示烟雾传感器的信号初始值lel0； μ表示烟雾浓度对火灾预测值的影 响权重； PPMi表示当前环境的目标可燃物的实时浓度； ppm0表示当前环境中目标可燃物的最 大允许浓度； σ 表示可燃物 挥发值对火灾预测值的影响权 重。 2.根据权利要求1所述的储油场所用火情监测与控制系统， 其特征在于： 所述探测模块 中的火灾感应器使用温度传感器、 烟雾传感器、 气体传感器、 光强传感器、 声音传感器中的 一种或任意多种构成的组合式传感器； 每个火灾传感器根据自身的安装位置和探测距离对 应一个特定的感应区域， 所有火灾传感器的感应区域之和覆盖整个储油场所； 每个火灾感 应器根据检测到的一种或多种实时检测信号计算出一个火险评估值； 然后 将所述火险评估 值与一个预设的参考阈值作比较， 当火险评估值超过参考阈值时， 则产生一个预警信号， 并 将所述预警信号以及自身的设备编号发送给中央服 务器。 3.根据权利要求1所述的储油场所用火情监测与控制系统， 其特征在于： 所述视频监控 模块中的各个摄像头采用带有PTZ云台的广角摄像头； 每个摄像头根据自身的安装位置和 探测距离对应一个特定的监控区域； 所有摄像头的监控区域之和覆盖整个储油场所； 每个 摄像头将