消防火灾复燃监测预警方法、装置、电子设备及存储介质与流程

1.本发明属于消防监测预警技术领域，尤其涉及消防火灾复燃监测预警方法、装置、电子设备及存储介质。


背景技术：

2.森林不仅关系着我国生态环境建设，而且对我国林业经济以及和谐社会的发展具有重大作用。森林火灾是对林业森林影响最大、危害最深的自然灾害，每年因森林失火而造成的经济、社会及环境效益的损失巨大。我国自身森林覆盖率较低，尽管近年来加大了对林业建设的投入，但仍与发达国家存在较大差距。目前，我国多数林区均存在林区管理站分布分散，布局不合理等现象，使得林区管理人员，防火、救火人员不集中，往往无法在发生火灾的第一时间集中进行救火，加之各林区管理人员较少，专业技能较差等因素，均加大了森林防火的难度。
3.国家知识产权局公开了一种森林火灾监测方法，申请号cn201310292917.9，具体方法为，包括下列步骤：森林监控：先用瞭望塔上的球形摄像机或透雾摄像机或热辐射探测仪进行全方位监视，发现火点后，用瞭望塔上的长焦距高倍变焦镜头对火点进行拉近拍摄；信号分析处理：将长焦距高倍变焦镜头摄制后的图像由数据处理控制柜进行分析处理；报警：将分析后的数据资料和最佳灭火方案以及该火点所在区域的气象资料经无线网络或电缆发送至省、市、县区级和乡镇级护林防火中心，并启动森林防火预案，派出灭火队；灭火过程监控：用球形摄像机和长焦距高倍变焦镜头对火点火势、火头走向和周边情况以及灭火过程进行实时监控，并将画面经无线网络及时传输至各级护林防火中心，便于指挥部人员及时调派人力和物资；灭火后的实时监控：用长焦距高倍变焦镜头对火点进行灭火后的实时监控，防止死灰复燃，并将画面经无线网络及时传输至值班的护林防火中心，便于指挥部人员及时组织人员扑救。所采用这种方法和结构后，由于先用球形摄像机或透雾摄像机或热辐射探测仪进行全方位监视，然后，用长焦距高倍变焦镜头进行定点监控；再由数据处理控制柜将长焦距高倍变焦镜头摄制后的图像进行分析处理，最后由数据处理控制柜经信号发射机将相关数据资料发送到各级终端机上。从而达到分辨率高，能及时发现火点，监测火场蔓延的情况、提供火场信息，又能节省人力的目的，此方法仅仅公开了通过长焦距高倍变焦镜头对火点进行灭火后的实时监控具体监控方法以及监控方式并未公开。
4.目前在森林火灾扑灭后的区域存在复燃的风险，复燃主要原因在于局部温度过高的同时有新鲜空气流入该区域，为该区域提供充足的氧气含量，进而造成复燃，如不及时处理则会发生复燃现象。


技术实现要素：

5.本发明目的在于提供消防火灾复燃监测预警方法、装置、电子设备及存储介质，进而解决目前在森林火灾扑灭后的区域存在复燃的风险，复燃主要原因在于局部温度过高的同时有新鲜空气流入该区域，为该区域提供充足的氧气含量，进而造成复燃，如不及时处理
则会发生复燃现象。
6.为实现上述目的，本发明的消防火灾复燃监测预警方法、装置、电子设备及存储介质的具体技术方案如下：第一方面，本技术提供了一种消防火灾复燃监测预警方法，技术方案如下，包括：获取救援后烟雾区热量分布状态和烟雾流动状态，烟雾流动状态具体为烟雾流动速率以及烟雾轮廓，热量分布状态具体为温区轮廓；判断烟雾轮廓与温区轮廓的区域重合率；根据区域重合率、流动速率和持续重合时间确定复燃风险等级并进行预警;其中，救援后主要是指消防人员在扑灭目标区域后的区域，目标区域在扑灭后随着时间的流逝，部分区域湿度不足即水分流失高造成部分区域温度逐渐升高；温区轮廓即是高区域的轮廓即后续大概率会发生复燃的区域；烟雾轮廓是指火灾扑灭后存留在空气中的固体小颗粒，烟雾轮廓即为气流的流动轨迹，气流的流动带动空气中烟雾的流动进而通过烟雾轮廓采集气体流动趋势，即采集氧气供应情况；区域重合率是指气体流动轨迹与高温区域的覆盖情况，也可以说高温区域供氧情况，流动速率是指烟雾的流动速度，同理既是供氧速率，高温区域氧气含量越高，复燃概率就会越高；持续重合时间是指气体流动轨迹覆盖高温区域的持续重合时间，由于空气流动是不可控因素，同时方向也会发生改变，高温区域的持续供氧量决定了高温区域的复燃概率；复燃风险等级即高温区域复燃的概率大小，也可以说事件的紧急程度，通过上述要素的结合判定最后的复燃风险等级，并通知作业中或作业后的消防人员进行排查，降低复燃风险，同时提高作业效率。
7.根据温区轮廓确定高温区域；进一步，在本技术中，所述获取温区轮廓的步骤包括：获取救援后烟雾区温度分布信息构建温度分布坐标系；根据温度分布坐标系上的温度信息与复燃温度标准值进行对比构建温区轮廓。
8.根据建立温度分布坐标系进而可以对烟雾区内的温度分布情况进行监控，对未发生复燃或已发生复燃的区域进行信息采集并进行预警。
9.进一步，在本技术中，所述获取救援后烟雾轮廓的步骤包括：获取烟雾区烟雾流动状态图像上烟雾流动速率信息；根据各个点位流速信息确定烟雾轮廓，并构建烟雾状态分布坐标系。
10.根据各个点位流速信息确定烟雾轮廓，烟雾轮廓中含有边界和方向，通过烟雾轮廓确定空气的流动轨迹，进而确定温区轮廓的供氧情况，进而可以提前预知复燃情况。
11.进一步，在本技术中，所述判断烟雾流动速率的步骤包括：获取烟雾区烟雾流动状态图像信息上烟雾浓度信息；根据烟雾浓度信息标记最高浓度点位置；获取下一帧烟雾区烟雾流动状态图像信息中该浓度点位置；根据浓度点位置变化情况以及两帧图像间隔时间得出烟雾流动速率。
12.根据浓度点位置变化情况以及两帧图像间隔时间得出烟雾流动速率，烟雾流动速率决定了温区轮廓内的供氧速率，同时也决定了复燃风险。
13.进一步，在本技术中，所述判断烟雾轮廓与温区轮廓的区域重合率的步骤包括：获取温度分布坐标系的原点经纬度位置信息；
根据温度分布坐标系的原点经纬度位置信息调整烟雾状态分布坐标系原点经纬度信息并与之重合；根据烟雾轮廓与复燃温度轮廓重合程度确定区域重合率。
14.根据烟雾轮廓与复燃温度轮廓重合程度确定区域重合率，区域重合率越高，即最高可达到100%，即完全覆盖，完全覆盖即与氧气接触面积增大进而提高了复燃率。
15.进一步，在本技术中，所述确定复燃风险等级的步骤包括：区域重合率包括三个等级分别为低等重合率、中等重合率与高等重合率；流动速率包括三个等级分别为低等流动速率、中等流动速率与高等流动速率；持续重合时间包括三个等级分别为低等持续重合时间、中等持续重合时间与高等持续重合时间；高风险，当区域重合率、流动速率越、持续重合时间三者中存在至少两个高等级时；低风险，当区域重合率、流动速率越、持续重合时间三者均为低等级时；中风险，其他情况。
16.风险等级决定了响应速度，低风险与中风险的情况只需注意监控，高风险需要立即响应。
17.进一步，在本技术中，所述复燃风险等级预警的方式为：获取与存在复燃风险等级区域的位置最近的消防人员位置信息，并将复燃等级信息以及位置信息发送至消防员进行处理。
18.可以有效针对不同风险等级进行有效的措施，人员与复燃风险等级区域的匹配更具有针对性。
19.第二方面，本技术提供一种消防火灾复燃监测预警装置，包括：获取模块，用于获取救援后烟雾区热量分布状态和烟雾流动状态；判断模块，用于烟雾轮廓与温区轮廓的区域重合率；处理模块，用于根据区域重合率、流动速率和持续重合时间确定复燃风险等级并进行预警。
20.第三方面，本技术提供一种电子设备，包括处理器以及存储器，所述存储器存储有计算机可读取指令，当所述计算机可读取指令由所述处理器执行时，运行上述任一项所述方法中的步骤。
21.第四方面，本技术一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，运行上述任一项所述方法中的步骤。
22.本发明的优点在于：本发明通过获取救援后烟雾区热量分布状态和烟雾流动状态，烟雾流动状态具体为烟雾流动速率以及烟雾轮廓，热量分布状态具体为温区轮廓；判断烟雾轮廓与温区轮廓的区域重合率；根据区域重合率、流动速率和持续重合时间确定复燃风险等级并进行预警进而对烟雾区的复燃情况进行有效的监控，同时通过对烟雾区内高温区进行判断预测进而实现对风险的预知，可以有效防止复燃现象的发生。
23.本发明通过对从烟雾区获取的热成像图片或视频进行处理，读取标记温度分布坐标系上200℃的坐标点，并将相近点进行连线形成温区轮廓，温度分布坐标系上分布有多个
不同位置的温区轮廓，当温区轮廓内的复燃温度标准值的坐标点温度下降即小于200℃则重新规划温区轮廓，温度下降的原因在于该点由于长期缺少氧气的供应无法维持当前温度，造成温度降低，也可以说是烟雾轮廓没有覆盖到该点，相应温度升高的原因在于，该点持续或间歇得到了氧气的供应进而温度升高。根据建立温度分布坐标系进而可以对烟雾区内的温度分布情况进行监控，对未发生复燃或已发生复燃的区域进行信息采集并进行预警。
24.本发明根据浓度点位置变化情况以及两帧图像间隔时间得出烟雾流动速率，通过图像选点进行对烟雾的流动速率进行计算，也可以说是对空气流动率的计算，同时可以根据最高浓度点横纵坐标的变换确定其流动方向。
附图说明
25.图1为本技术提供的一种消防火灾复燃监测预警方法的流程图；图2为本技术提供的一种消防火灾复燃监测预警装置的示意图；图3为本技术提供的一种电子设备示意图；图中：210、获取模块；220、判断模块、230、处理模块；310、处理器；320、存储器。
具体实施方式
26.下面将结合本技术中附图，对本技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
27.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
28.请参照图1，一种消防火灾复燃监测预警方法，技术方案如下，包括：s110、获取救援后烟雾区热量分布状态和烟雾流动状态，烟雾流动状态具体为烟雾流动速率以及烟雾轮廓，热量分布状态具体为温区轮廓；s120、判断烟雾轮廓与温区轮廓的区域重合率；s130、根据区域重合率、流动速率和持续重合时间确定复燃风险等级并进行预警。
29.其中，救援后主要是指消防人员在扑灭目标区域后的区域，目标区域在扑灭后随着时间的流逝，部分区域湿度不足即水分流失高造成部分区域温度逐渐升高；温区轮廓即是高区域的轮廓即后续大概率会发生复燃的区域；烟雾轮廓是指火灾扑灭后存留在空气中的固体小颗粒，烟雾轮廓即为气流的流动轨迹，气流的流动带动空气中烟雾的流动进而通过烟雾轮廓采集气体流动趋势，即采集氧气供应情况；区域重合率是指气体流动轨迹与高温区域的覆盖情况，也可以说高温区域供氧情况，流动速率是指烟雾的流动速度，同理既是供氧速率，高温区域氧气含量越高，复燃概率就会越高；持续重合时间是指气体流动轨迹覆盖高温区域的持续重合时间，由于空气流动是不可控因素，同时方向也会发生改变，高温区
域的持续供氧量决定了高温区域的复燃概率；复燃风险等级即高温区域复燃的概率大小，也可以说事件的紧急程度，通过上述要素的结合判定最后的复燃风险等级，并通知作业中或作业后的消防人员进行排查，降低复燃风险，同时提高作业效率。
30.例如，本技术通过在烟雾区设置有成矩阵布置的飞行器，飞行器上装载有热成像装置，热成像装置用于对烟雾区内的高温区域进行信息收集，并将收集的热成像图像或视频信息传递至控制中心进行处理，主要处理输出温区轮廓；无人机上同时装载有实时图像或视频采集装置，无人机将图像或视频传递至控制中心进行处理，主要处理输出烟雾流动速率以及烟雾轮廓，控制中心同时输出风险等级以及预警信号。
31.根据区域重合率、流动速率和持续重合时间确定复燃风险等级并进行预警进而对烟雾区的复燃情况进行有效的监控，同时通过对烟雾区内高温区进行判断预测进而实现对风险的预知，可以有效防止复燃现象的发生。
32.在本技术中，所述获取温区轮廓的步骤包括：获取救援后烟雾区温度分布信息构建温度分布坐标系；根据温度分布坐标系上的温度信息与复燃温度标准值进行对比构建温区轮廓。
33.其中，温度分布坐标系的横纵坐标分别代表距离，用于方便对温区轮廓进行定位；复燃温度标准值为200℃-250℃。
34.例如，复燃温度标准值为200℃时，通过对从烟雾区获取的热成像图片或视频进行处理，读取标记温度分布坐标系上200℃的坐标点，并将相近点进行连线形成温区轮廓，温度分布坐标系上分布有多个不同位置的温区轮廓，当温区轮廓内的复燃温度标准值的坐标点温度下降即小于200℃则重新规划温区轮廓，温度下降的原因在于该点由于长期缺少氧气的供应无法维持当前温度，造成温度降低，也可以说是烟雾轮廓没有覆盖到该点，相应温度升高的原因在于，该点持续或间歇得到了氧气的供应进而温度升高。
35.根据建立温度分布坐标系进而可以对烟雾区内的温度分布情况进行监控，对未发生复燃或已发生复燃的区域进行信息采集并进行预警。
36.在本技术中，所述获取救援后烟雾轮廓的步骤包括：获取烟雾区烟雾流动状态图像上烟雾流动速率信息；根据各个点位流速信息确定烟雾轮廓，并构建烟雾状态分布坐标系。
37.其中，通过在烟雾区获取的图片或视频信息通过图像上的烟雾相对流动速度差确定烟雾流动区域进而确定边界，烟雾状态分布坐标系与温度分布坐标系设置方法相同，只是记录载体不同，进而可以更准确的计算重合率。
38.也可以采用风向标的方式确定烟雾轮廓，具体为在飞行器上设置有风向标，同时飞行器的布置面大于烟雾区，进而对烟雾区外部风向进行监控，实现对烟雾区的风险预测，可以更为提前预知温区轮廓供氧情况，进而提前预警。
39.根据各个点位流速信息确定烟雾轮廓，烟雾轮廓中含有边界和方向，通过烟雾轮廓确定空气的流动轨迹，进而确定温区轮廓的供氧情况，进而可以提前预知复燃情况。
40.在本技术中，所述判断烟雾流动速率的步骤包括：获取烟雾区烟雾流动状态图像信息上烟雾浓度信息；根据烟雾浓度信息标记最高浓度点位置；获取下一帧烟雾区烟雾流动状态图像信息中该浓度点位置；
根据浓度点位置变化情况以及两帧图像间隔时间得出烟雾流动速率。
41.其中，通过图像选点进行对烟雾的流动速率进行计算，也可以说是对空气流动率的计算，同时可以根据最高浓度点横纵坐标的变换确定其流动方向。
42.在本技术中，所述判断烟雾轮廓与温区轮廓的区域重合率的步骤包括：获取温度分布坐标系的原点位置信息；根据温度分布坐标系的原点位置信息调整烟雾状态分布坐标系原点信息并与之重合；根据烟雾轮廓与复燃温度轮廓重合程度确定区域重合率。
43.其中，根据烟雾轮廓与复燃温度轮廓重合程度确定区域重合率，区域重合率越高，即最高可达到100%，即完全覆盖，完全覆盖即与氧气接触面积增大进而提高了复燃率。
44.进一步，在本技术中，所述确定复燃风险等级的步骤包括：区域重合率包括三个等级分别为低等重合率、中等重合率与高等重合率；流动速率包括三个等级分别为低等流动速率、中等流动速率与高等流动速率；持续重合时间包括三个等级分别为低等持续重合时间、中等持续重合时间与高等持续重合时间；高风险，当区域重合率、流动速率越、持续重合时间三者中存在至少两个高等级时；低风险，当区域重合率、流动速率越、持续重合时间三者均为低等级时；中风险，其他情况。
45.风险等级决定了响应速度，低风险与中风险的情况只需注意监控，高风险需要立即响应。
46.具体：区域重合率包括三个等级分别为低等重合率：1-30%、中等重合率：31-60%与高等重合率：61-100%；流动速率包括三个等级分别为低等流动速率：小于0.5m/s、中等流动速率：不小于0.5m/s且小于3.0m/s与高等流动速率：大于3.0m/s；持续重合时间包括三个等级分别为低等持续重合时间：小于120s、中等持续重合时间：不小于120s且小于300s与高等持续重合时间大于300s。
47.例如：情况一，区域重合率为70%，流动速率为7.0m/s，持续重合时间20s，此情况为短期内温区轮廓注入大量氧气，生温区轮廓会急剧升温蒸发水分进而达到燃点，最后复燃，此情况为高风险需要就近作业人员立即处理。
48.情况二，区域重合率为70%，流动速率为0.3m/s，持续重合时间20s，此情况为氧气接触面积大但供氧量不足，不足以达到复燃，此情况为中风险需要作业人员注意。
49.情况三，区域重合率为20%，流动速率为0.3m/s，持续重合时间20s，此情况为氧气接触面接小，供氧量小，此情况为低风险进行持续监控即可。
50.进一步，在本技术中，所述复燃风险等级预警的方式为：获取与存在复燃风险等级区域的位置最近的消防人员位置信息，并将复燃等级信息以及位置信息发送至消防员进行处理。
51.参考附图2，本技术提供一种消防火灾复燃监测预警装置，包括：获取模块210，用于获取救援后烟雾区热量分布状态和烟雾流动状态；
判断模块220，用于烟雾轮廓与温区轮廓的区域重合率；处理模块230，用于根据区域重合率、流动速率和持续重合时间确定复燃风险等级并进行预警。
52.获取模块210包括：热成像摄像头、视频采集摄像头、风向标传感器模块，热成像摄像头用于获取救援后烟雾区热量分布状态，视频采集摄像头用于获取救援后烟雾区烟雾流动状态，风向标传感器模块用于获取救援后烟雾区烟雾流动状态。
53.风向标传感器模块是一种以风向箭头的转动探测、感受外界的风向信息，并将其传递给同轴码盘，同时输出对应风向相关数值的物理装置。风向传感器可测量室外环境中的近地风向。
54.通过上述技术方案，处理模块230根据区域重合率、流动速率和持续重合时间确定复燃风险等级并进行预警，进而减少复燃的情况发生，也可以实现预处理，防止作业人员的风险。
55.此外，在一些优选的实施例中，本技术提供的一种消防火灾复燃监测预警装置可以执行上述方法中的任一项步骤。
56.参考附图3，本技术提供一种电子设备，包括处理器以及存储器，所述存储器存储有计算机可读取指令，当所述计算机可读取指令由所述处理器执行时，运行上述任一项所述方法中的步骤。通过上述技术方案，处理器310和存储器320通过通信总线和/或其他形式的连接机构（未标出）互连并相互通讯，存储器320存储有处理器310可执行的计算机程序，当电子设备运行时，处理器310执行该计算机程序，以执行时执行上述实施例的任一可选的实现方式中的方法，以实现以下功能：获取救援后烟雾区热量分布状态和烟雾流动状态，烟雾流动状态具体为烟雾流动速率以及烟雾轮廓，热量分布状态具体为温区轮廓；判断烟雾轮廓与温区轮廓的区域重合率；根据区域重合率、流动速率和持续重合时间确定复燃风险等级并进行预警。
57.第四方面，本技术一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，运行上述任一项所述方法中的步骤，以实现以下功能：获取救援后烟雾区热量分布状态和烟雾流动状态，烟雾流动状态具体为烟雾流动速率以及烟雾轮廓，热量分布状态具体为温区轮廓；判断烟雾轮廓与温区轮廓的区域重合率；根据区域重合率、流动速率和持续重合时间确定复燃风险等级并进行预警。
58.其中，存储介质可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器（static random access memory, 简称sram），电可擦除可编程只读存储器（electrically erasable programmable read-only memory, 简称eeprom），可擦除可编程只读存储器（erasable programmable read only memory, 简称eprom），可编程只读存储器（programmable red-only memory, 简称prom），只读存储器（read-onlymemory, 简称rom），磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
59.可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本技术的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。