有效
铁路施工工地的火灾风险预警方法、系统、设备及介质
王基全、李纯、王青娥、陈辉华、王晓刚、陈志强、彭寿钧、王明强
山东铁路投资控股集团有限公司
摘要
本发明涉及公共安全领域,提供了铁路施工工地的火灾风险预警方法、系统、设备及介质,包括获取第一信息、第二信息和图片信息,第一信息包括铁路施工工地内测点采集的烟雾浓度信息和一氧化碳浓度信息,图片信息包括铁路施工工地内监控目标的图片信息,第二信息包括监控目标发生火灾时每组测点采集的一氧化碳浓度信息、烟雾浓度信息和温度信息;根据图片信息得到第三信息;将第一信息、第二信息和第三信息均进行标准化处理,根据标准化处理后的第一信息与第三信息得到第一特征值,根据标准化处理后的第二信息得到第二特征值;根据第一特征值和第二特征值计算铁路施工工地内监控目标着火概率,本发明融合多种火灾特征有效提高了火灾预警的准确率。
1.铁路施工工地的火灾风险预警方法,其特征在于,包括:获取第一信息、第二信息和图片信息,所述第一信息包括铁路施工工地内测点采集的烟雾浓度信息和铁路施工工地内测点采集的一氧化碳浓度信息,所述图片信息包括铁路施工工地内监控目标的图片信息,所述第二信息包括监控目标发生火灾时每组测点采集的一氧化碳浓度信息、烟雾浓度信息和温度信息;将所述图片信息进行处理,得到第三信息,所述第三信息包括铁路施工工地内监控目标对应的温度信息;将所述第一信息、所述第二信息和所述第三信息均进行标准化处理,得到标准化处理后的第一信息、标准化处理后的第二信息和标准化处理后的第三信息;将所述标准化处理后的第一信息与所述标准化处理后的第三信息进行融合,得到第一特征值;将所述标准化处理后的第二信息进行融合,得到第二特征值,所述第一特征值为一组测点同一时刻采集的一氧化碳浓度信息、烟雾浓度信息和温度信息融合后的值,所述第二特征为发生火灾时采集的一氧化碳浓度信息、烟雾浓度信息和温度信息融合后的值;根据所述第一特征值和所述第二特征值进行计算,得到所述铁路施工工地内监控目标的着火概率,并根据所述着火概率判断是否发出预警信息;其中,将所述第一信息、所述第二信息和所述第三信息均进行标准化处理,得到标准化处理后的第一信息、标准化处理后的第二信息和标准化处理后的第三信息,包括:获取第四信息和第五信息,所述第四信息包括第一时间段内测点采集的一氧化碳浓度信息和烟雾浓度信息,所述第五信息包括第一时间段内测点采集的监控目标的温度信息,所述第一时间段是以当前时刻为截至时刻,所述第一时间段是为预设时长的时间段;分别计算第一时间段内测点采集的一氧化碳浓度信息的均值、第一时间段内测点采集的烟雾浓度信息的均值和第一时间段内测点采集的监控目标的温度信息的均值,得到第六信息;利用所述第六信息对第四信息和第五信息中的缺失信息进行处理,得到处理后的第四信息和处理后的第五信息;利用拉格朗日插值法对所述处理后的第四信息和所述处理后的第五信息进行时间配准,得到所述标准化处理后的第一信息和所述标准化处理后的第三信息;其中,将所述图片信息进行处理,得到第三信息,包括:将所述图片信息进行灰度化处理,得到铁路施工工地内监控目标对应的灰度化图像;将所述铁路施工工地内监控目标对应的灰度化图像进行二值化处理,得到二值化处理后的图像;利用最大类间方差法对所述二值化处理后的图像进行分割,得到目标物的边缘图像;根据所述目标物的边缘图像的红通道对应的灰度得到铁路施工工地内监控目标对应的温度信息;其中,将所述标准化处理后的第一信息与所述标准化处理后的第三信息进行融合,得到第一特征值,包括:将所述标准化处理后的第一信息和所述标准化处理后的第三信息进行归一化处理,得到归一化处理后的第一信息和归一化处理后的第三信息;将所述归一化处理后的第一信息和所述归一化处理后的第三信息进行灰色关联分析,得到一氧化碳浓度信息对应的灰色关联系数、烟雾浓度信息对应的灰色关联系数和温度信息对应的灰色关联系数;根据所述一氧化碳浓度信息对应的灰色关联系数、所述烟雾浓度信息对应的灰色关联系数和所述温度信息对应的灰色关联系数进行计算,得到第一特征值;其中,将根据所述第一特征值和所述第二特征值进行计算,得到所述铁路施工工地内监控目标的着火概率,并根据所述着火概率判断是否发出预警信息,包括:根据所述第一特征值和所述第二特征值进行计算,得到第七信息,所述第七信息包括测点对应的监控目标每一时刻的着火概率,所述测点包括至少两组;根据所述第七信息计算每组测点的监控目标的着火概率的均值,得到每一时刻所述铁路施工工地内监控目标的着火概率;根据每一时刻所述铁路施工工地内监控目标的着火概率是否大于预设的阈值信息,判断是否发出预警信息,其中,当每一时刻所述铁路施工工地内监控目标的着火概率大于预设的第二阈值,则在监控目标处通过声音报警器进行现场预警;当每一时刻所述铁路施工工地内监控目标的着火概率大于预设的第三阈值,则发送预警信息至铁路施工工地相关负责人;当每一时刻所述铁路施工工地内监控目标的着火概率大于预设的第四阈值,则发送报警信息至火灾应急指挥中心,并实时同步监控目标对应的监控画面。
2.根据权利要求1所述的铁路施工工地的火灾风险预警方法,其特征在于,将所述第一信息、所述第二信息和所述第三信息均进行标准化处理之前,还包括:根据至少两个测点测得的一氧化碳浓度信息进行计算,得到置信距离,所述置信距离包括任意两个测点之间一氧化碳浓度信息的置信距离;基于所述置信距离构建样本集;判断所述样本集中的置信距离是否大于预设的第一阈值,其中,若所述样本集中的置信距离大于所述预设的第一阈值,则保留所述置信距离对应的一氧化碳浓度信息作为有效信息;若所述样本集中的置信距离大小所述预设的第一阈值,则滤除所述置信距离对应的所述一氧化碳浓度信息。
3.铁路施工工地的火灾风险预警系统,其特征在于,包括:获取模块,用于获取第一信息、第二信息和图片信息,所述第一信息包括铁路施工工地内测点采集的烟雾浓度信息和铁路施工工地内测点采集的一氧化碳浓度信息,所述图片信息包括铁路施工工地内监控目标的图片信息,所述第二信息包括监控目标发生火灾时每组测点采集的一氧化碳浓度信息、烟雾浓度信息和温度信息;第一处理模块,用于将所述图片信息进行处理,得到第三信息,所述第三信息包括铁路施工工地内监控目标对应的温度信息;第二处理模块,用于将所述第一信息、所述第二信息和所述第三信息均进行标准化处理,得到标准化处理后的第一信息、标准化处理后的第二信息和标准化处理后的第三信息;第三处理模块,用于将所述标准化处理后的第一信息与所述标准化处理后的第三信息进行融合,得到第一特征值;将所述标准化处理后的第二信息进行融合,得到第二特征值,所述第一特征值为一组测点同一时刻采集的一氧化碳浓度信息、烟雾浓度信息和温度信息融合后的值,所述第二特征为发生火灾时采集的一氧化碳浓度信息、烟雾浓度信息和温度信息融合后的值;第四处理模块,用于根据所述第一特征值和所述第二特征值进行计算,得到所述铁路施工工地内监控目标的着火概率,并根据所述着火概率判断是否发出预警信息;其中,所述第二处理模块,包括:获取单元,用于获取第四信息和第五信息,所述第四信息包括第一时间段内测点采集的一氧化碳浓度信息和烟雾浓度信息,所述第五信息包括第一时间段内测点采集的监控目标的温度信息,所述第一时间段是以当前时刻为截至时刻,所述第一时间段是为预设时长的时间段;第一计算单元,用于分别计算第一时间段内测点采集的一氧化碳浓度信息的均值、第一时间段内测点采集的烟雾浓度信息的均值和第一时间段内测点采集的监控目标的温度信息的均值,得到第六信息;第五处理单元,用于利用所述第六信息对第四信息和第五信息中的缺失信息进行处理,得到处理后的第四信息和处理后的第五信息;第六处理单元,用于利用拉格朗日插值法对所述处理后的第四信息和所述处理后的第五信息进行时间配准,得到所述标准化处理后的第一信息和所述标准化处理后的第三信息;其中,所述第一处理模块,包括:第一处理单元,用于将所述图片信息进行灰度化处理,得到铁路施工工地内监控目标对应的灰度化图像;第二处理单元,用于将所述铁路施工工地内监控目标对应的灰度化图像进行二值化处理,得到二值化处理后的图像;第三处理单元,用于利用最大类间方差法对所述二值化处理后的图像进行分割,得到目标物的边缘图像;第四处理单元,用于根据所述目标物的边缘图像的红通道对应的灰度得到铁路施工工地内监控目标对应的温度信息;其中,所述第三处理模块,包括:第七处理单元,用于将所述标准化处理后的第一信息和所述标准化处理后的第三信息进行归一化处理,得到归一化处理后的第一信息和归一化处理后的第三信息;第八处理单元,用于将所述归一化处理后的第一信息和所述归一化处理后的第三信息进行灰色关联分析,得到一氧化碳浓度信息对应的灰色关联系数、烟雾浓度信息对应的灰色关联系数和温度信息对应的灰色关联系数;第二计算单元,用于根据所述一氧化碳浓度信息对应的灰色关联系数、所述烟雾浓度信息对应的灰色关联系数和所述温度信息对应的灰色关联系数进行计算,得到第一特征值;其中,所述第四处理模块,包括:第九处理单元,用于根据所述第一特征值和所述第二特征值进行计算,得到第七信息,所述第七信息包括测点对应的监控目标每一时刻的着火概率,所述测点包括至少两组;第十处理单元,用于根据所述第七信息计算每组测点的监控目标的着火概率的均值,得到每一时刻所述铁路施工工地内监控目标的着火概率;判断单元,用于根据每一时刻所述铁路施工工地内监控目标的着火概率是否大于预设的阈值信息,判断是否发出预警信息,其中,当每一时刻所述铁路施工工地内监控目标的着火概率大于预设的第二阈值,则在监控目标处通过声音报警器进行现场预警;当每一时刻所述铁路施工工地内监控目标的着火概率大于预设的第三阈值,则发送预警信息至铁路施工工地相关负责人;当每一时刻所述铁路施工工地内监控目标的着火概率大于预设的第四阈值,则发送报警信息至火灾应急指挥中心,并实时同步监控目标对应的监控画面。
4.根据权利要求3所述的铁路施工工地的火灾风险预警系统,其特征在于,所述第二处理模块之前,还包括:计算模块,用于根据至少两个测点测得的一氧化碳浓度信息进行计算,得到置信距离,所述置信距离包括任意两个测点之间一氧化碳浓度信息的置信距离;构建模块,用于基于所述置信距离构建样本集;判断模块,用于判断所述样本集中的置信距离是否大于预设的第一阈值,其中,若所述样本集中的置信距离大于所述预设的第一阈值,则保留所述置信距离对应的一氧化碳浓度信息作为有效信息;若所述样本集中的置信距离大小所述预设的第一阈值,则滤除所述置信距离对应的所述一氧化碳浓度信息。
5.铁路施工工地的火灾风险预警设备,其特征在于,包括:存储器,用于存储计算机程序;处理器,用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至2任一项所述铁路施工工地的火灾风险预警方法的步骤。
6.一种可读存储介质,其特征在于:所述可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至2任一项所述铁路施工工地的火灾风险预警方法的步骤。





