隧道火灾分布式光纤温度传感小波分析报警方法及系统

摘要

本发明是一种隧道火灾分布式光纤温度传感小波分析报警方法及系统，本方法基于分布式光纤温度传感装置，通过获取隧道温度场监测数据的时空矩阵，对隧道温度场分布形态进行提取，将实时监测数据转化为一维离散信号，并选择合理小波基对离散信号进行一定尺度的小波分解，通过观察细节信号上小波系数的模极大值状况来判断温度场的异常点，从而快速判别出火灾发生的时刻和位置并发布报警讯息。本发明方法适用于各种隧道火灾的监测，均可迅速识别出火灾温度场的异常点，具有提高火灾发生定位精度、缩短火灾报警时间的优点。

主权项

一种隧道火灾分布式光纤温度传感小波分析报警方法，其特征在于包括步骤：1)隧道温度场监测数据的时空矩阵获取用沿隧道走向设置的分布式温度传感光纤采集隧道温度场监测数据；将所有监测数据组织成时空矩阵D的形式；设分布式温度传感光纤沿线的采样点总数为n，采样总次数为m，则D为一个n行m列的二维矩阵；2)隧道温度场形态特征的提取对时空矩阵D进行提取操作，得到隧道温度场多项形态分布的矩阵或向量表示；3)隧道火灾预报警在未发生火灾时隧道内的温度相对稳定，根据长期数据积累和历史波形总结出一个标准波形y＝f(x)，实际波形F(x)超过标准波形y＝f(x)的部分即奇异点；当检测到奇异点的数目超过数量报警值M，或者同一时刻的相邻测点的温升梯度值超过温升梯度报警值G，或者同一测点相邻采样时刻的温升梯度值超过温升梯度报警值H，便进行预报警；4)分析预报警信号，进行隧道火灾确认报警对预报警的信号进行基于小波分析的奇异点检测：首先，确定分解尺度；其次，选择最优小波基函数，对采集的信号进行小波分解，得到信号的高频部分和低频部分，最终确定奇异点；所述选择最优小波基函数是按照小波基函数的属性、被检信号的特征和所作分析的具体要求而定；如果本步骤最终没有检测到奇异点，则取消报警、认定为安全状态；如果本步骤最终检测出奇异点，则进行缓冲，对下一个预报警的信号再次进行基于小波分析的奇异点检测，当再次检测到奇异点，则进行火灾位置时间确认及发布报警；本步骤中，确认奇异点的判断标准：①：对于一个预报警信号A，如果在分解尺度j‑1上有一个较大幅度的模极大值，并且该模极大值的位置接近于在分解尺度j上具有相同符号的模极大值的位置，就可以判定这两个极值点是对应于同一个突变点的，并说明这两个点在同一条极大值线上；若下一个预报警信号B的分解尺度j‑1的极大值特征表现得更为明显，则判断为预报警信号A处发生温度场异常，即出现奇异点；②：对于一个预报警信号A，搜索分解尺度j上的模极大值的最大值Max，如果Max超过设定的报警值，并且下一个预报警信号B对应位置的系数也是模最大值，且持续增大，则判断预报警信号A处发生温度场异常，即出现奇异点；③：满足①或②任意一个认定为火灾报警点，即出现奇异点。