技术领域本发明涉及一种基于多传感器的火灾预警方法。
背景技术：
火灾一直伴随人类的社会经济活动，可以导致人员伤亡、财产损失、环境污染甚至生态失衡，严重威胁到人类的生命财产安全和自然环境资源，因而进一步提高火灾报警器的报警准确率和减少误报、漏报的概率具有重要的意义。为了达到减少火灾报警器误报、漏报概率的目的，一般从以下两个途径入手:①提高探测传感器的灵敏度和可靠性；②采用多传感器探测并在软件上采用融合算法。由于单一传感器的火灾报警器价格相对低廉，所以工程应用上大部分还是这种报警器。多传感器报警器需要进行数据融合，同时通常采用组网进行集中监控，所以价格相对较高。在多传感器数据融合的方法上，文献报道未见有采用两种融合方法进行数据融合的案例。发明目的本发明的目的在于提供一种基于多传感器的火灾预警方法，能提高火灾报警器的报警准确率和减少误报、漏报的概率，且不增加产品的成本。本发明一种基于多传感器的火灾预警方法，采用测温传感器和CO浓度传感器实时探测环境温度值和CO浓度值，分别计算该温度值和CO浓度值对应发生火灾的概率值，然后分别采用D-S证据理论融合方法和Vague模糊集数据融合方法对温度值的对应发生火灾的概率值和CO浓度值的对应发生火灾的概率值进行融合，当两种融合结果的概率值之间的相对误差小于阈值时，即以两种融合结果的概率值的均值为最终火灾概率值，当最终火灾概率值超过50％即发出报警信号；否则，只有当两种融合结果的概率值都超过50％才发出报警信号。具体包括如下步骤：步骤1、采用测温传感器和CO浓度传感器，实时探测环境温度值和CO浓度值，分别计算出其对应的发生火灾的概率值：步骤11、将采集的温度值归一化计算，获得该温度值对应发生火灾的概率值：温度值的归一化公式如下所示：MT(C)=0x≤42e0.14×x-9.142<x<651x≥65---(1)]]>其中，MT(C)表示在某一温度x下发生火灾概率的可信度，数值在0-1之间；用MT(N)表示在某一温度下发生火灾概率的不可信度，数值也在0-1之间，MT(N)＝1-MT(C)；式(1)中的温度节点值42℃和65℃是按国家标准GB4716-2005确定的；42℃～65℃之间发生火灾的概率经过MATLAB仿真计算确定；步骤12、将采集的CO浓度值归一化计算，获得该CO浓度值对应发生火灾的概率值：CO浓度值的归一化公式如下所示：MCO(C)=0x≤10ppm0.06(x-10)10≤x≤150.3+0.1(x-15)15≤x≤200.8+0.04(x-20)20≤x≤251else---(2)]]>其中,MCO(C)表示在某一一氧化碳浓度x下发生火灾概率的可信度，数值在0-1之间；用MCO(N)表示在某一一氧化碳浓度下发生火灾概率的不可信度，数值也在0-1之间，MCO(N)＝1-MCO(C)；式(2)中的CO浓度节点值10ppm、15ppm、20ppm和25ppm是参照欧洲6种标准火CO最大生成量，上述各区间对应的发生火灾的概率经过MATLAB仿真计算确定；步骤2、分别采用D-S证据理论融合计算和Vague模糊集数据融合计算对步骤1所采集的温度值和CO浓度值对应发生火灾的概率值进行融合，当两种融合结果的概率值之间的相对误差小于阈值时，即以两种融合结果的概率值的均值为最终火灾概率值，该最终火灾概率值超过50％即发出报警信号；否则，只有当两种融合结果的概率值都超过50％，取两者的均值为融合结果，并发出报警信号；步骤21、利用D-S证据理论融合计算所采集的温度值和CO浓度值对应的发生火灾的概率值：步骤211、利用D-S证据融合规则可以计算这两个证据共同作用产生的能够较好地反映数据融合结果的基本概率分配函数：可信度m(C)＝MT(C)×MCO(C)(3)不可信度m(N)＝MT(N)×MCO(N)(4)模糊度m(φ)＝MT(C)×MCO(N)+MT(N)×MCO(C)(5)不一致因子K＝1-m(φ)(6)式中不一致因子K表示2个证据体矛盾的程度，D-S证据融合规则的结果根据K值进行归一化，如果K＝1，则表示几个证据体完全矛盾；步骤212、计算发生火灾的概率：M(C)＝m(C)/(1-K)(7)如果当M(C)≥0.5时，表示会出现火灾；步骤22、利用Vague模糊集融合计算所采集的温度值和CO浓度值对应的发生火灾的概率值：设U是论域，x∈U，对于论域U称满足下述条件的集合A＝{＜x,MA(x),NA(x)＞|x∈U