CN114992752B - 楼宇智能化消防排烟控制方法、装置及*** - Google Patents

楼宇智能化消防排烟控制方法、装置及*** Download PDF

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CN114992752B CN202210929920.6A CN202210929920A CN114992752B CN 114992752 B CN114992752 B CN 114992752B CN 202210929920 A CN202210929920 A CN 202210929920A CN 114992752 B CN114992752 B CN 114992752B
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Abstract

本发明公开了一种楼宇智能化消防排烟控制方法、装置及***，涉及消防排烟控制领域。主要包括：利用在楼宇中各区域所设置的监控设备及烟雾传感器，分别获得各区域的人员数量及烟雾浓度，以分别确定各区域的所需排烟量；分别获得各排烟风机在运行温度下的实际排烟量，并根据排烟风机的当前运行温度与安全运行温度的差值，将各排烟风机分为异常风机及正常风机；增大与任一异常风机存在相同覆盖区域的各正常风机在相同覆盖区域的排烟量，各正常风机在相同覆盖区域所增大的排烟量之和等于或大于该任一异常风机的排烟量的下降量。本发明实施例能够对消防过程中楼宇的排烟过程进行智能化控制，将异常排烟风机所覆盖的区域中烟雾有效排出。

Description

楼宇智能化消防排烟控制方法、装置及***
技术领域
本申请涉及消防排烟控制领域，具体涉及一种楼宇智能化消防排烟控制方法、装置及***。
背景技术
随着城市中的建筑物的数量逐年增加，建筑的火灾危险性也日显突出。一旦发生火灾，电梯井和管道井就像一个个大烟囱，形成很强的烟道拔力，使烟气上升迅速，给人员逃生造成极大的困难。统计表明，由于一氧化碳中毒窒息死亡或被其它有毒烟气熏死者一般占火灾总死亡人数的40％～50％，烟气中含有一氧化碳、一氧化氮等各种有毒气体，这些气体的含量超过人们生理正常所允许的最高浓度时会造成人们中毒死亡，其次烟气中悬浮微粒也是有害的。由于气体扩散作用，烟气微粒能进入人体肺部粘附并聚集在肺泡壁上，引起呼吸道疾病和增大心脏病死亡率，对人造成直接危害。
目前针对楼宇中火灾发生时的排烟，使用最为广泛的是在发生火灾时打开排烟阀，利用排烟风机将各排烟阀处所收集到的烟雾进行排出。
然而，在排烟风机运行的过程中，往往采用最高功率即最大排烟量的方式运行，同时，排烟风机的实际排烟量会受到运行温度的影响，而且，楼宇中各区域的人员分布以及所排烟阀的布置也不尽相同，使得排烟过程不具有针对性，使得排烟风机因存在异常而排烟量下降甚至无法工作时，其所覆盖的区域的烟雾无法有效排出。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供了一种楼宇智能化消防排烟控制方法、装置及***，能够对消防过程中楼宇的排烟过程进行智能化控制，将异常排烟风机所覆盖的区域中烟雾有效排出。
第一方面，本发明实施例提出了一种楼宇智能化消防排烟控制方法，包括：
利用在楼宇中各区域所设置的监控设备及烟雾传感器，分别获得各区域的人员数量及烟雾浓度，以分别确定每一排烟风机的所需排烟量。
根据排烟风机的实际排烟量与运行温度的对应关系，获得排烟风机在运行温度下的实际排烟量。
根据排烟风机的运行温度与安全运行温度的差值是否大于预设阈值，将排烟风机分为异常风机及正常风机。
根据与每一异常风机存在共同覆盖区域的正常风机的实际排烟量以及所需排烟量，以及每一异常风机对应的每一非0边权值，构建损失函数；所述损失函数用于确定每一异常风机对应的正常风机，在与异常风机的共同覆盖区域所增大的排烟量；所述边权值为异常风机与正常风机所覆盖区域的面积的交并比。
利用最优化算法，在损失函数取得最小值的情况下，分别确定每一异常风机所对应的正常风机，在与异常风机的共同覆盖区域所增大的排烟量，其中，每一异常风机所对应的正常风机在共同覆盖区域所增大的排烟量之和，等于或大于每一异常风机的排烟量的下降量；所述排烟量的下降量为每一异常风机的所需排烟量与实际排烟量的差值。
进一步的，楼宇智能化消防排烟控制方法中，所述损失函数包括：
Figure 837243DEST_PATH_IMAGE002
式中
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE003
表示损失函数，
Figure 545305DEST_PATH_IMAGE004
表示与异常风机所对应的正常风机的数量。
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE005
为与异常风机对应的第
Figure 919654DEST_PATH_IMAGE006
个正常风机的当前运行温度与安全运行温度之间的变化量。
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE007
为与异常风机对应的第
Figure 292211DEST_PATH_IMAGE006
个正常风机的所需排烟量。
Figure 664287DEST_PATH_IMAGE008
为与异常风机对应的第
Figure 797328DEST_PATH_IMAGE006
个正常风机在与异常风机的共同覆盖区域中所增大的排烟量，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE009
为与异常风机对应的第
Figure 975368DEST_PATH_IMAGE010
个正常风机在与异常风机的共同覆盖区域中所增大的排烟量。
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE011
为与异常风机对应的第
Figure 205361DEST_PATH_IMAGE012
个正常风机在与异常风机的相同覆盖区域中所增大的排烟量。
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE013
与异常风机对应的第
Figure 813585DEST_PATH_IMAGE010
个正常风机与异常风机的边权值，
Figure 902763DEST_PATH_IMAGE014
与异常风机对应的第
Figure 87757DEST_PATH_IMAGE012
个正常风机与异常风机的边权值。
进一步的，楼宇智能化消防排烟控制方法中，所述方法还包括：
根据各排烟风机当前运行温度与安全运行温度的差值以及初始运行功率，分别获得各排烟风机的调控优先值。
当存在区域被至少两个异常风机所覆盖时，获得该至少两个异常风机中调控优先值最大的异常风机。
增大与该调控优先值最大的异常风机存在相同覆盖区域的各正常风机在相同覆盖区域的排烟量，各正常风机在相同覆盖区域所增大的排烟量之和等于或大于该调控优先值最大的异常风机的排烟量的下降量。
进一步的，楼宇智能化消防排烟控制方法中，根据各排烟风机当前运行温度与安全运行温度的差值以及所需排烟量，分别获得各排烟风机的调控优先值，包括：
排烟风机的调控优先值
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE015
，其中
Figure 172257DEST_PATH_IMAGE016
为排烟风机当前运行温度与安全运行温度的差值，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE017
为预设参数，
Figure 234539DEST_PATH_IMAGE018
为排烟风机的所需烟量，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE019
为自然常数。
进一步的，楼宇智能化消防排烟控制方法中，利用在楼宇中各区域所设置的监控设备及烟雾传感器，分别获得各区域的人员数量及烟雾浓度，以分别确定各区域的所需排烟量，包括：
利用在楼宇中各区域所设置的烟雾传感器，分别获得各区域的烟雾浓度。
利用在楼宇中各区域所设置的监控设备，分别获得各区域的人员数量。
根据烟雾浓度及人员数量这两者与所需排烟量的对应关系，分别确定各区域的所需排烟量。
进一步的，楼宇智能化消防排烟控制方法中，利用在楼宇中各区域所设置的监控设备，分别获得各区域的人员数量，包括：
利用在楼宇中各区域所设置的监控设备，分别采集各区域同一时刻的监控图像。
对同一时刻同一层楼中各区域的监控画面进行角点检测、角点匹配，通过角点匹配获得仿射变换矩阵，根据仿射变换矩阵将同一时刻同一层楼中各区域的监控图像的视角变为俯视视角。
对同一时刻同一层楼中各区域俯视视角的监控画面进行拼接与融合，获得包含同一时刻同一层楼中所有人员的人员分布图像。
通过头部关键点检测分别获得同一时刻同一层楼的人员分布图像中各区域的人员数量。
进一步的，楼宇智能化消防排烟控制方法中，排烟风机的实际排烟量与运行温度的对应关系的获得包括：
获得同一型号的多个排烟机在同一温度下运行时实际排烟量的平均值，将该平均值作为该型号的排烟机在该运行温度下的实际排烟量。
分别获得同一型号的排烟机分别在不同温度下运行时的实际排烟量，并进行拟合获得同一型号的排烟机的实际排烟量与运行温度的对应关系。
利用同一型号的排烟机的实际排烟量与运行温度的对应关系的获得方法，分别获得各型号的排烟机的实际排烟量与运行温度的对应关系。
第二方面，本发明实施例提出了一种楼宇智能化消防排烟控制装置，包括：
所需排烟量获取模块，用于利用在楼宇中各区域所设置的监控设备及烟雾传感器，分别获得各区域的人员数量及烟雾浓度，以分别确定每一排烟风机的所需排烟量。
实际排烟量获取模块，用于根据排烟风机的实际排烟量与运行温度的对应关系，获得排烟风机在运行温度下的实际排烟量。
风机分类模块，用于根据排烟风机的运行温度与安全运行温度的差值是否大于预设阈值，将排烟风机分为异常风机及正常风机。
损失函数构建模块，用于根据与每一异常风机存在共同覆盖区域的正常风机的实际排烟量以及所需排烟量，以及每一异常风机对应的每一非0边权值，构建损失函数。所述损失函数用于确定每一异常风机对应的正常风机，在与异常风机的共同覆盖区域所增大的排烟量。所述边权值为异常风机与正常风机所覆盖区域的面积的交并比。
排烟量调节模块，用于利用最优化算法在损失函数取得最小值的情况下，分别确定每一异常风机所对应的正常风机，在与异常风机的共同覆盖区域所增大的排烟量，其中，每一异常风机所对应的正常风机在共同覆盖区域所增大的排烟量之和，等于或大于每一异常风机的排烟量的下降量。所述排烟量的下降量为每一异常风机的所需排烟量与实际排烟量的差值。
第三方面，本发明实施例提出了一种楼宇智能化消防排烟控制***，包括：存储器和处理器，所述处理器执行所述存储器存储的计算机程序，以实现本发明实施例中楼宇智能化消防排烟控制方法。
本发明实施例提供了一种楼宇智能化消防排烟控制方法、装置及***，相比于现有技术，本发明实施例的有益效果在于：能够对消防过程中楼宇的排烟过程进行智能化控制，将异常排烟风机所覆盖的区域中的烟雾有效排出。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种楼宇智能化消防排烟控制方法的流程示意图。
图2是本发明实施例提供的一种楼宇智能化消防排烟控制装置的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定***结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的***、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
当发生火灾时，安装在楼宇内各区域的机械排烟***支管端部中的排烟阀，被手动或电动打开，排烟阀能够在发生火灾时起到排烟的作用，同时排烟阀通过排烟***与排烟风机连接，个排烟风机通过所连接多个排烟阀实现对所覆盖的多个区域的排烟。
然而在发生火灾时，楼宇中各处的排烟***的运行状态相同，无法根据实时情况自适应控制排烟***的运行状态，无法达到最优的排烟能力，且当楼宇内排烟风机存在异常时，其所覆盖的区域中的烟雾无法有效排出，不便于为楼宇内人员提供更长的有效逃生时间。
本发明实施例提供了一种楼宇智能化消防排烟控制方法，如图1所示，包括：
步骤S101、利用在楼宇中各区域所设置的监控设备及烟雾传感器，分别获得各区域的人员数量及烟雾浓度，以分别确定每一排烟风机的所需排烟量。
步骤S102、根据排烟风机的实际排烟量与运行温度的对应关系，获得排烟风机在运行温度下的实际排烟量。
步骤S103、根据排烟风机的运行温度与安全运行温度的差值是否大于预设阈值，将排烟风机分为异常风机及正常风机。
步骤S104、根据与每一异常风机存在共同覆盖区域的正常风机的实际排烟量以及所需排烟量，以及每一异常风机对应的每一非0边权值，构建损失函数。
其中，所述损失函数用于确定每一异常风机对应的正常风机，在与异常风机的共同覆盖区域所增大的排烟量；所述边权值为异常风机与正常风机所覆盖区域的面积的交并比。
步骤S105、利用最优化算法，在损失函数取得最小值的情况下，分别确定每一异常风机所对应的正常风机，在与异常风机的共同覆盖区域所增大的排烟量。
其中，每一异常风机所对应的正常风机在共同覆盖区域所增大的排烟量之和，等于或大于每一异常风机的排烟量的下降量；所述排烟量的下降量为每一异常风机的所需排烟量与实际排烟量的差值。
本发明实施例的主要目的是：通过对楼宇内排烟风机在不同区域的排烟量进行调节，在保证烟雾尽可能多排出的情况下，使得排烟时间尽可能长，为楼宇内人员争取更长的逃生时间。
进一步的，步骤S101、利用在楼宇中各区域所设置的监控设备及烟雾传感器，分别获得各区域的人员数量及烟雾浓度，以分别确定每一排烟风机的所需排烟量。
首先，利用在楼宇中各区域所设置的烟雾传感器，分别获得各区域的烟雾浓度。
其次，利用在楼宇中各区域所设置的监控设备，分别获得各区域的人员数量。包括：
利用在楼宇中各区域所设置的监控设备，分别采集各区域同一时刻的监控图像；对同一时刻同一层楼中各区域的监控画面进行角点检测、角点匹配，通过角点匹配获得仿射变换矩阵，根据仿射变换矩阵将同一时刻同一层楼中各区域的监控图像的视角变为俯视视角。
需要说明的是，角点检测算法用于检测图像中存在的角点，角点检测算法可归纳为3类：基于灰度图像的角点检测、基于二值图像的角点检测、基于轮廓曲线的角点检测。基于灰度图像的角点检测又可分为基于梯度、基于模板和基于模板梯度组合3类方法，其中基于模板的方法主要考虑像素领域点的灰度变化，即图像亮度的变化，将与邻点亮度对比足够大的点定义为角点。
仿射变换矩阵用于对图像进行仿射变换，仿射变换的操作包括平移、旋转、放缩、剪切、反射以及这些变换的任意次序次数的组合，本发明实施例中利用仿射变换这一操作实现图像俯视图的获得。
然后，对同一时刻同一层楼中各区域俯视视角的监控画面进行拼接与融合，获得包含同一时刻同一层楼中所有人员的人员分布图像；通过头部关键点检测分别获得同一时刻同一层楼的人员分布图像中各区域的人员数量，关键点检测是指用于定位人体特定位置或区域(比如头部、眼睛、嘴巴、肩膀、腰、手肘、手腕、膝盖、脚腕)的一系列的点，本发明实施例中利用头部关键点实现对人数的识别。
最后，根据烟雾浓度及人员数量这两者与所需排烟量的对应关系，分别确定各区域的所需排烟量。包括：分别对区域的烟雾浓度以及人员数量进行等级划分，例如，将烟雾浓度以及人员数量均划分为10个等级，根据两者等级之和与所需排烟量的对应关系，分别确定各区域的所需排烟量。
需要说明的是，同一区域中烟雾浓度越大，所需要的排烟量越大，同时，同一区域中人员的数量越大，人员活动越密集；另一方面，在同一区域中烟雾浓度相同的情况下，数量较少的人群具备更大的人均活动空间，相较于数量更多的人群，数量较少的人群从烟雾中撤离所需要的时间更短，相同的烟雾浓度对于数量较少的人群的影响更小，因此，同一区域中人群数量越多，所需要的排烟量越大，因此，可以对区域的烟雾浓度以及人员数量进行等级划分，以便确定区域所需要的排烟量。
烟雾浓度越高且人员活动越密集的区域，其所需排烟量越大；同一区域中人员数量越多，该区域中人员的活动越频繁，则该区域越有可能成为人员逃生转移的关键的必经区域，因此，应该人员数量越多的区域，其所需的排烟量越大，以保证人员撤离时的安全。
最后，将各排烟风机所覆盖的各区域的所需排烟量之和分别作为各排烟风机的所需排烟量。
进一步的，步骤S102、根据排烟风机的实际排烟量与运行温度的对应关系，获得排烟风机在运行温度下的实际排烟量。
由于在不同温度下，同一型号的排烟风机的运行功率与其实际排烟量存在着不同的对应关系，即不同温度下，同一型号的排烟风机的实际排烟量随着其运行功率的变化曲线不同，因此，可以在确定其运行温度的情况下，根据所确定的温度下排烟风机的实际排烟量与其运行功率的变化曲线，确定运行温度下的实际排烟量。
根据排烟风机的实际排烟量与运行温度的对应关系，获得排烟风机在运行温度下的实际排烟量，包括：
获得同一型号的多个排烟机在同一温度下运行时实际排烟量的平均值，将该平均值作为该型号的排烟机在该运行温度下的实际排烟量；分别获得同一型号的排烟机分别在不同温度下运行时的实际排烟量，并进行拟合获得同一型号的排烟机的实际排烟量与运行温度的对应关系；利用同一型号的排烟机的实际排烟量与运行温度的对应关系的获得方法，分别获得各型号的排烟机的实际排烟量与运行温度的对应关系。
如此，能够获得排烟风机在实际运行过程中随着温度的变化的实际排烟量，以便后续过程中结合风机的实际排烟量对各排烟风机在各区域的排烟量进行调节。
本发明实施例中，可以确保对于排烟风机在不同区域的排烟量的调节前后，在不同区域的排烟阀的总的开合情况一致，例如，在保持排烟风机的功率不变的情况下，排烟风机可实同时对第一覆盖区域以及第二覆盖区域的覆盖，在第二覆盖区域同时被异常风机所覆盖的情况下，原有的第二覆盖区域的烟可能无法继续有效排出，可以将第一覆盖区域的排烟阀由全开启改为半开，同时将第二覆盖区域的排烟阀由全闭合改为半开状态。
需要说明的是，排烟风机对应的各排烟阀所处位置的人员密集程度越高、区域的烟雾浓度越高，排烟阀风机越重要，另一方面，排烟风机长时间以全额或高额功率进行运转时，会导致设备温度升高，进而使得其排烟能力下降，同时给设备的运行带来安全隐患，甚至使设备发生故障造成停机，且由于火灾的蔓延，环境温度会不断升高，可能会使排烟风机的过热进一步加剧。
因此，如要使得排烟风机的运行效果好且运行时间足够长，需要根据火灾发生时楼宇内的实际情况，利用与该排烟风机存在相同覆盖区域的其他的排烟风机辅助其共同完成排烟任务，从而使重要程度更高的风机工作更长的时间且尽可能完成现有排烟任务。
进一步的，步骤S103、根据排烟风机的运行温度与安全运行温度的差值是否大于预设阈值，将排烟风机分为异常风机及正常风机。
当排烟风机的当前运行温度与安全运行温度的差值超过预设阈值时，说明该风机已经超出了其安全运行温度范围，此时其实际排烟量会下降，讲该排烟风机作为异常风机；相反，当排烟风机的当前运行温度与安全运行温度的差值未超过预设阈值时，将该风机作为正常风机，作为一个示例，本发明实施例中预设阈值为30摄氏度。
进一步的，步骤S104、根据与每一异常风机存在共同覆盖区域的正常风机的实际排烟量以及所需排烟量，以及每一异常风机对应的每一非0边权值，构建损失函数。
其中，本发明实施例中损失函数，用于确定每一异常风机对应的正常风机在与异常风机的共同覆盖区域所增大的排烟量。
本发明实施例中边权值为异常风机与正常风机所覆盖区域的面积的交并比，同时，交并比即异常风机与正常风机的共同覆盖区域，与正常风机以及异常风机各自覆盖的区域的面积之和的比值。
具体的，当排烟风机发生异常时，可以由与其存在共同覆盖区域的其他排烟风机辅助其完成排烟任务，同时，本发明实施例中正常风机与异常风机之间的交并比越大，正常风机能够辅助异常风机的排烟功率或排烟量越大。
根据与每一异常风机存在共同覆盖区域的正常风机的实际排烟量以及所需排烟量，以及每一异常风机对应的每一非0边权值，构建损失函数，包括：
Figure 935647DEST_PATH_IMAGE020
式中，
Figure 924332DEST_PATH_IMAGE003
表示损失函数，
Figure 535442DEST_PATH_IMAGE004
表示与异常风机所对应的正常风机的数量。
Figure 420221DEST_PATH_IMAGE005
为与异常风机对应的第
Figure 749571DEST_PATH_IMAGE006
个正常风机的当前运行温度与安全运行温度之间的变化量。
Figure 10788DEST_PATH_IMAGE007
为与异常风机对应的第
Figure 744914DEST_PATH_IMAGE006
个正常风机的所需排烟量。
Figure 800594DEST_PATH_IMAGE008
为与异常风机对应的第
Figure 617241DEST_PATH_IMAGE006
个正常风机在与异常风机的共同覆盖区域中所增大的排烟量，
Figure 416569DEST_PATH_IMAGE009
为与异常风机对应的第
Figure 2272DEST_PATH_IMAGE010
个正常风机在与异常风机的共同覆盖区域中所增大的排烟量。
Figure 494433DEST_PATH_IMAGE011
为与异常风机对应的第
Figure 267217DEST_PATH_IMAGE012
个正常风机在与异常风机的相同覆盖区域中所增大的排烟量。
Figure 870236DEST_PATH_IMAGE013
与异常风机对应的第
Figure 573095DEST_PATH_IMAGE010
个正常风机与异常风机的边权值，
Figure 970578DEST_PATH_IMAGE014
与异常风机对应的第
Figure 496237DEST_PATH_IMAGE012
个正常风机与异常风机的边权值。
本发明实施例中损失函数中
Figure DEST_PATH_IMAGE021
部分，用于使得对于同一异常风机的不同正常风机的排烟量的调节量，与正常风机与异常风机之间的边权值是对应的，即异常风机所对应的正常风机的边权值越大，对其在与异常风机的共同覆盖区域的排烟量的增大量越大；且，在对于同一异常风机的不同正常风机的排烟量的调节量，与正常风机与异常风机之间的边权值对应的情况下，
Figure 699685DEST_PATH_IMAGE021
部分的求解结果为0。
例如，与同一异常风机所对应的三个正常风机，相对于异常风机的边权值依次为0.1，0.2以及0.3时，三个异常风机的排烟增量分别为2，2，2时，本发明实施例中损失函数
Figure 259980DEST_PATH_IMAGE021
的求解过程为：（0.2×2-0.1×2+0.3×2-0.2×2+0.3×2-0.2）=0.8，在这种排烟量的增加量的分配方式下，相较于分别对这三个异常风机排烟量的增加量分别为1，2，3，所获得的损失函数中右半部分的值更大，因此本发明实施例中损失函数右半部分，能够有效使得对于同一异常风机的不同正常风机的排烟量的调节量，与正常风机与异常风机之间的边权值尽量对应。
需要说明的是，每一异常风机所对应的正常风机在共同覆盖区域所增大的排烟量之和，等于或大于每一异常风机的排烟量的下降量；所述排烟量的下降量为每一异常风机的所需排烟量与实际排烟量的差值。
同时，为避免因辅助异常风机的排演工作而造成正常风机自身负载超过允许功率，本发明实施例中，可以将正常风机的在不同区域的排烟量之和控制在允许范围内，或者，保持对正常风机在不同区域的排烟量的进行调节后，保持其总排烟量不变。
需要说明的是，对于与异常风机存在相同覆盖区域的正常风机，在与异常风机的共同覆盖区域的排烟量的增加，可以通过保持正常风机的总排烟量不变，同时关闭部分与异常风机的共同覆盖区域以外区域的排烟阀，或者减小与异常风机的共同覆盖区域以外区域的排烟阀的开口，实现对与异常风机的共同覆盖区域的排烟量的增加。
进一步的，步骤S105、利用最优化算法，在损失函数取得最小值的情况下，分别确定每一异常风机所对应的正常风机，在与异常风机的共同覆盖区域所增大的排烟量。
需要说明的是，能够实现本发明实施例的最优化算法包括：拉格朗日乘数法、粒子群算法、遗传算法等。如此，确定了与每一异常风机所对应的正常风机，在与异常风机的共同覆盖区域的排烟量，实现了对楼宇中排烟过程的控制。
可选的，实际在发生火灾过程中，可能存在两个异常风机所覆盖的区域存在交集的情况，此时，可以根据各排烟风机当前运行温度与安全运行温度的差值以及初始运行功率，分别获得各排烟风机的调控优先值；从而当存在区域被至少两个异常风机所覆盖时，首先对该至少两个异常风机中调控优先值最大的异常风机进行辅助排烟，辅助排烟指的是上述过程中利用存在相同覆盖区域的正常风机帮助其执行排烟工作。
具体的，增大与该调控优先值最大的异常风机存在相同覆盖区域的各正常风机在相同覆盖区域的排烟量，各正常风机在相同覆盖区域所增大的排烟量之和等于或大于该调控优先值最大的异常风机的排烟量的下降量。
其中，排烟风机的调控优先值的获得过程包括：排烟风机的调控优先值
Figure 828364DEST_PATH_IMAGE015
，其中
Figure 106899DEST_PATH_IMAGE016
为排烟风机当前运行温度与安全运行温度的差值，
Figure 54651DEST_PATH_IMAGE017
为预设参数，
Figure 469452DEST_PATH_IMAGE018
为排烟风机的所需烟量，
Figure 208737DEST_PATH_IMAGE019
为自然常数。
如此，可以对优先级更高的异常风机所覆盖的区域的烟雾进行排出，以获得更高的排烟效率。
本发明实施例通过让与异常风机存在共同覆盖区域的正常风机，帮助异常风机执行排烟任务，同时，使得因帮助异常风机执行排烟任务，给正常风机造成的损失尽量减小，且各与异常风机存在共同覆盖区域的正常风机，在与异常风机的共同覆盖区域所增加的排烟量之和，大于或等于异常风机因运行温度变化造成的排烟量的下降量。如此，能够在存在异常风机的情况下，使异常风机所覆盖的各区域的烟雾得以排出，为楼宇内人员争取更多的逃生时间。
本发明实施例提供了一种楼宇智能化消防排烟控制装置，如图2所示，包括：
所需排烟量获取模块，用于利用在楼宇中各区域所设置的监控设备及烟雾传感器，分别获得各区域的人员数量及烟雾浓度，以分别确定每一排烟风机的所需排烟量。
实际排烟量获取模块，用于根据排烟风机的实际排烟量与运行温度的对应关系，获得排烟风机在运行温度下的实际排烟量。
风机分类模块，用于根据排烟风机的运行温度与安全运行温度的差值是否大于预设阈值，将排烟风机分为异常风机及正常风机。
损失函数构建模块，用于根据与每一异常风机存在共同覆盖区域的正常风机的实际排烟量以及所需排烟量，以及每一异常风机对应的每一非0边权值，构建损失函数。所述损失函数用于确定每一异常风机对应的正常风机，在与异常风机的共同覆盖区域所增大的排烟量。所述边权值为异常风机与正常风机所覆盖区域的面积的交并比。
排烟量调节模块，用于利用最优化算法在损失函数取得最小值的情况下，分别确定每一异常风机所对应的正常风机，在与异常风机的共同覆盖区域所增大的排烟量，其中，每一异常风机所对应的正常风机在共同覆盖区域所增大的排烟量之和，等于或大于每一异常风机的排烟量的下降量。所述排烟量的下降量为每一异常风机的所需排烟量与实际排烟量的差值。
其中，以上各模块的具体实现、相关说明及技术效果请参考具体实施方式中方法实施例部分。
基于与上述方法相同的发明构思，本实施例还提供了一种楼宇智能化消防排烟控制***，本实施例中楼宇智能化消防排烟控制***包括存储器和处理器，所述处理器执行所述存储器存储的计算机程序，以实现如楼宇智能化消防排烟控制方法实施例中所描述的对楼宇消防排烟进行智能化控制。
由于楼宇智能化消防排烟控制方法实施例中已经对楼宇消防排烟进行智能化控制的方法进行了说明，此处不再赘述。
综上所述，本发明提供了一种楼宇智能化消防排烟控制方法、装置及***，能够对消防过程中楼宇的排烟过程进行智能化控制，将异常排烟风机所覆盖的区域中的烟雾有效排出。
本发明中涉及诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。
还需要指出的是，在本发明的方法和***中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本公开的等效方案。
上述实施例仅仅是为清楚地说明所做的举例，并不构成对本发明的保护范围的限制。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种楼宇智能化消防排烟控制方法，其特征在于，包括：
利用在楼宇中各区域所设置的监控设备及烟雾传感器，分别获得各区域的人员数量及烟雾浓度，以分别确定每一排烟风机的所需排烟量；
根据排烟风机的实际排烟量与运行温度的对应关系，获得排烟风机在运行温度下的实际排烟量；
根据排烟风机的运行温度与安全运行温度的差值是否大于预设阈值，将排烟风机分为异常风机及正常风机；
根据与每一异常风机存在共同覆盖区域的正常风机的实际排烟量以及所需排烟量，以及每一异常风机对应的每一非0边权值，构建损失函数；所述损失函数用于确定每一异常风机对应的正常风机，在与异常风机的共同覆盖区域所增大的排烟量；所述边权值为异常风机与正常风机所覆盖区域的面积的交并比；所述损失函数包括：
Figure 440167DEST_PATH_IMAGE002
式中,
Figure DEST_PATH_IMAGE003
表示损失函数，
Figure 274131DEST_PATH_IMAGE004
表示与异常风机所对应的正常风机的数量；
Figure DEST_PATH_IMAGE005
为与异常风机对应的第
Figure 287086DEST_PATH_IMAGE006
个正常风机的当前运行温度与安全运行温度之间的变化量；
Figure DEST_PATH_IMAGE007
为与异常风机对应的第
Figure 733373DEST_PATH_IMAGE006
个正常风机的所需排烟量；
Figure 820278DEST_PATH_IMAGE008
为与异常风机对应的第
Figure 293985DEST_PATH_IMAGE006
个正常风机在与异常风机的共同覆盖区域中所增大的排烟量；
Figure DEST_PATH_IMAGE009
为与异常风机对应的第
Figure 794236DEST_PATH_IMAGE010
个正常风机在与异常风机的共同覆盖区域中所增大的排烟量；
Figure DEST_PATH_IMAGE011
为与异常风机对应的第
Figure 542749DEST_PATH_IMAGE012
个正常风机在与异常风机的相同覆盖区域中所增大的排烟量；
Figure DEST_PATH_IMAGE013
为与异常风机对应的第
Figure 280898DEST_PATH_IMAGE010
个正常风机与异常风机的边权值；
Figure 925506DEST_PATH_IMAGE014
为与异常风机对应的第
Figure 877501DEST_PATH_IMAGE012
个正常风机与异常风机的边权值；
利用最优化算法，在损失函数取得最小值的情况下，分别确定每一异常风机所对应的正常风机，在与异常风机的共同覆盖区域所增大的排烟量，其中，每一异常风机所对应的正常风机在共同覆盖区域所增大的排烟量之和，等于或大于每一异常风机的排烟量的下降量；所述排烟量的下降量为每一异常风机的所需排烟量与实际排烟量的差值。
2.根据权利要求1所述的楼宇智能化消防排烟控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据各排烟风机当前运行温度与安全运行温度的差值以及初始运行功率，分别获得各排烟风机的调控优先值；
当存在区域被至少两个异常风机所覆盖时，获得该至少两个异常风机中调控优先值最大的异常风机；
增大与该调控优先值最大的异常风机存在相同覆盖区域的各正常风机在相同覆盖区域的排烟量，各正常风机在相同覆盖区域所增大的排烟量之和等于或大于该调控优先值最大的异常风机的排烟量的下降量。
3.根据权利要求2所述的楼宇智能化消防排烟控制方法，其特征在于，根据各排烟风机当前运行温度与安全运行温度的差值以及所需排烟量，分别获得各排烟风机的调控优先值，包括：
排烟风机的调控优先值
Figure DEST_PATH_IMAGE015
，其中
Figure 164125DEST_PATH_IMAGE016
为排烟风机当前运行温度与安全运行温度的差值，
Figure DEST_PATH_IMAGE017
为预设参数，
Figure 553518DEST_PATH_IMAGE018
为排烟风机的所需烟量，
Figure DEST_PATH_IMAGE019
为自然常数。
4.根据权利要求1所述的楼宇智能化消防排烟控制方法，其特征在于，利用在楼宇中各区域所设置的监控设备及烟雾传感器，分别获得各区域的人员数量及烟雾浓度，以分别确定各区域的所需排烟量，包括：
利用在楼宇中各区域所设置的烟雾传感器，分别获得各区域的烟雾浓度；
利用在楼宇中各区域所设置的监控设备，分别获得各区域的人员数量；
根据烟雾浓度及人员数量这两者与所需排烟量的对应关系，分别确定各区域的所需排烟量。
5.根据权利要求4所述的楼宇智能化消防排烟控制方法，其特征在于，利用在楼宇中各区域所设置的监控设备，分别获得各区域的人员数量，包括：
利用在楼宇中各区域所设置的监控设备，分别采集各区域同一时刻的监控图像；
对同一时刻同一层楼中各区域的监控画面进行角点检测、角点匹配，通过角点匹配获得仿射变换矩阵，根据仿射变换矩阵将同一时刻同一层楼中各区域的监控图像的视角变为俯视视角；
对同一时刻同一层楼中各区域俯视视角的监控画面进行拼接与融合，获得包含同一时刻同一层楼中所有人员的人员分布图像；
通过头部关键点检测分别获得同一时刻同一层楼的人员分布图像中各区域的人员数量。
6.根据权利要求1所述的楼宇智能化消防排烟控制方法，其特征在于，排烟风机的实际排烟量与运行温度的对应关系的获得包括：
获得同一型号的多个排烟机在同一温度下运行时实际排烟量的平均值，将该平均值作为该型号的排烟机在该运行温度下的实际排烟量；
分别获得同一型号的排烟机分别在不同温度下运行时的实际排烟量，并进行拟合获得同一型号的排烟机的实际排烟量与运行温度的对应关系；
利用同一型号的排烟机的实际排烟量与运行温度的对应关系的获得方法，分别获得各型号的排烟机的实际排烟量与运行温度的对应关系。
7.一种楼宇智能化消防排烟控制装置，其特征在于，包括：
所需排烟量获取模块，用于利用在楼宇中各区域所设置的监控设备及烟雾传感器，分别获得各区域的人员数量及烟雾浓度，以分别确定每一排烟风机的所需排烟量；
实际排烟量获取模块，用于根据排烟风机的实际排烟量与运行温度的对应关系，获得排烟风机在运行温度下的实际排烟量；
风机分类模块，用于根据排烟风机的运行温度与安全运行温度的差值是否大于预设阈值，将排烟风机分为异常风机及正常风机；
损失函数构建模块，用于根据与每一异常风机存在共同覆盖区域的正常风机的实际排烟量以及所需排烟量，以及每一异常风机对应的每一非0边权值，构建损失函数；所述损失函数用于确定每一异常风机对应的正常风机，在与异常风机的共同覆盖区域所增大的排烟量；所述边权值为异常风机与正常风机所覆盖区域的面积的交并比；所述损失函数包括：
Figure 900186DEST_PATH_IMAGE020
式中,
Figure 843871DEST_PATH_IMAGE003
表示损失函数，
Figure 904494DEST_PATH_IMAGE004
表示与异常风机所对应的正常风机的数量；
Figure 617235DEST_PATH_IMAGE005
为与异常风机对应的第
Figure 338066DEST_PATH_IMAGE006
个正常风机的当前运行温度与安全运行温度之间的变化量；
Figure 769047DEST_PATH_IMAGE007
为与异常风机对应的第
Figure 69579DEST_PATH_IMAGE006
个正常风机的所需排烟量；
Figure 902405DEST_PATH_IMAGE008
为与异常风机对应的第
Figure 794138DEST_PATH_IMAGE006
个正常风机在与异常风机的共同覆盖区域中所增大的排烟量；
Figure 712416DEST_PATH_IMAGE009
为与异常风机对应的第
Figure 613375DEST_PATH_IMAGE010
个正常风机在与异常风机的共同覆盖区域中所增大的排烟量；
Figure 536594DEST_PATH_IMAGE011
为与异常风机对应的第
Figure 864807DEST_PATH_IMAGE012
个正常风机在与异常风机的相同覆盖区域中所增大的排烟量；
Figure 4802DEST_PATH_IMAGE013
为与异常风机对应的第
Figure 709453DEST_PATH_IMAGE010
个正常风机与异常风机的边权值；
Figure 251292DEST_PATH_IMAGE014
为与异常风机对应的第
Figure 750407DEST_PATH_IMAGE012
个正常风机与异常风机的边权值；
排烟量调节模块，用于利用最优化算法，在损失函数取得最小值的情况下，分别确定每一异常风机所对应的正常风机，在与异常风机的共同覆盖区域所增大的排烟量，其中，每一异常风机所对应的正常风机在共同覆盖区域所增大的排烟量之和，等于或大于每一异常风机的排烟量的下降量；所述排烟量的下降量为每一异常风机的所需排烟量与实际排烟量的差值。
8.一种楼宇智能化消防排烟控制***，包括：存储器和处理器，其特征在于，所述处理器执行所述存储器存储的计算机程序，以实现如权利要求1-6中任一项所述的楼宇智能化消防排烟控制方法。
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