一种船舶火灾监控系统的制作方法

本发明涉及船舶监控系统，具体为一种船舶火灾监控系统。

背景技术：

1、船舶火灾可能发生在船上的许多地方，具体取决于船舶的类型和使用情况。常见的起火点包括发动机舱、人员休息室和厨房等。发动机舱内船舶主机以及船舶燃油和电气系统，工作环境温度高、设备过载或电线短路都有可能引发火灾。人员休息区域和厨房区域，用火不慎也有可能导致火灾。当船舶在水上航行过程中发生火灾时，由于交通条件受限，处置难度大。火势容易蔓延，甚至引起爆炸事故，因此对火源的及时控制至关重要。为保障人身生命安全和减少财产损失，日常加强火灾防控，火灾发生后谨慎严谨的根据火势制定合理的扑救方案。燃烧三要素分别是可燃物质、助燃物质和火源，灭火方法主要有三种：冷却灭火法是将水、泡沫或二氧化碳等具有冷却降温和吸热作用的灭火剂直接喷洒到着火的物体上，使其温度降到燃烧所需的最低温度后熄火；窒息灭火法是通过降低氧气浓度或者增加惰性气体浓度来消除燃烧所需的助燃物质，或切断氧气供应熄灭火源；化学抑制灭火法是利用化学物质覆盖在可燃物表面隔离燃烧物和空气，从而灭火。以上三种方法需要在实际应用中结合使用，以达到快速有效地灭火目的。

2、目前，为了保障货物在运输过程中的安全，通常在船舱安装视频监控系统和烟雾报警器进行监测，当多个船舱着火时，人员无法快速分析全部火情，定位关键起火点并制定灭火方案。

技术实现思路

1、（一）解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种船舶火灾监控系统，具备监测全面无死角、灭火效率高等优点，解决了船舱众多无法快速定位制定灭火方案的问题。

3、（二）技术方案

4、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种船舶火灾监控系统，包括烟雾检测单元、实时监控单元和温度检测单元，所述烟雾检测单元与数据收集模块通过网络连接，所述实时监控单元与数据收集模块通过网络连接，所述温度检测单元与数据收集模块通过网络连接，所述数据收集模块将船舱数据集通过网络与数据分析模块连接；

5、所述数据分析模块根据船舱数据集特征对其进行分类编号，所述船舱数据集分类由烟雾检测数据集、实时监控图像数据集和温度检测数据集组成，所述数据分析模块根据烟雾检测数据集编号、实时监控图像数据集编号和温度检测数据集编号，计算烟雾浓度差、燃烧速率和温度差，并将数值储存至目标识别模块中，所述数据分析模块通过网络与目标识别模块连接；

6、所述目标识别模块根据船舱数据集特征对其进行分类编号，所述船舱数据集由驱动区域数据集、人员密集区域数据集、功能区域数据集和甲板区域数据集组成，所述驱动区域数据集编号为，所述人员密集区域数据集编号为，所述功能区域数据集编号为，所述甲板区域数据集编号为，所述目标识别模块通过烟雾浓度差、燃烧速率、火势隔离带安全距离面积和船身整体船舱总面积，根据公式计算船舱数据集中单个或多个区域的已燃烧空间占比，所述目标识别模块通过网络与控制模块连接；

7、所述控制模块由灭火单元和密封单元组成，所述控制模块根据船舱火灾数据控制灭火单元和密封单元。

8、优选的，所述烟雾检测单元通过烟雾传感器每间隔10分钟采集一次船舱烟雾浓度值，并将前后采集到的烟雾浓度值通过网络发送至数据分析模块中，所述实时监控单元通过激光摄像头实时采集船舱图像，并将采集到的图像通过网络发送至数据分析模块中，所述温度检测单元通过温度传感器每间隔30分钟采集一次船舱温度值，并将采集到的温度值通过网络发送至数据分析模块中。

9、优选的，所述数据分析模块根据船舱数据集特征分别对烟雾检测数据集、实时监控图像数据集和温度检测数据集进行编号，所述烟雾检测数据集编号为、...，所述实时监控图像数据集编号为、...，所述温度检测数据集编号为、...。

10、优选的，所述数据分析模块根据烟雾检测数据集、实时监控图像数据集和温度检测数据集计算烟雾浓度差、燃烧速率和温度差，其计算公式如下：

11、

12、公式中，表示烟雾浓度差，表示船舱内第一次烟雾浓度值，表示10分钟后第二次烟雾浓度值，表示两次烟雾浓度差值，表示安全情况下烟雾浓度敏感值；

13、

14、公式中，表示燃烧速率，表示前一刻船舱内燃烧面积，表示后一刻船舱内燃烧面积，表示前后时刻船舱内燃烧面积差值；

15、

16、公式中，表示温度差，表示前后两次船舱内温度差值的绝对值，表示正常情况下的参考温差值。

17、优选的，所述目标识别模块根据烟雾浓度差、燃烧速率和温度差判断船舱着火状态，所述烟雾浓度差或温度差中任意一项数值≥1时，船舱内部烟雾浓度和温度差超过敏感值，对照燃烧速率数值立即查看船舱图像。

18、优选的，所述目标识别模块通过船舱分布区域建立分类模型，且模型编号与船舱数据集特征编号一一对应，所述驱动区域数据集模型编号为、...，所述人员密集区域数据集模型编号为、...，所述功能区域数据集模型编号为、...，所述甲板区域数据集模型编号为和。

19、优选的，所述目标识别模块通过烟雾浓度差和燃烧速率，计算船舱数据集中单个或多个区域的已燃烧空间占比，其计算公式如下：

20、

21、公式中，表示已燃烧空间占比，表示火势和烟雾扩散总面积，表示火势隔离带安全距离面积，表示船身整体船舱总面积。

22、优选的，所述控制模块根据计算出的已燃烧空间占比和温度差由低向高设置优先级，所述控制模块将设置优先级后的已燃烧空间占比数值和温度差数值通过网络输入灭火单元和密封单元。

23、优选的，所述优先级设置标准如下：

24、500℃≥，为低危系数；

25、500℃，为高危系数；

26、≥，为低占比；

27、，为高占比。

28、优选的，所述温度差为低危系数，已燃烧空间占比为高占比时，灭火单元配合密封单元进行灭火，所述温度差为高危系数，已燃烧空间占比为低占比时，仅通过密封单元进行灭火。

29、与现有技术相比，本发明提供了一种船舶火灾监控系统，具备以下有益效果：

30、1、本发明通过烟雾传感器、激光摄像头和温度传感器采集船舱数据集，通过数据收集模块网络连接至数据分析模块，根据公式计算出烟雾浓度差、燃烧速率和温度差，并将数值储存至目标识别模块中，实现监测全面无死角的同时，能够快速识别起火点位于船身驱动区域、人员密集区域、功能区域或甲板区域。

31、2、本发明通过烟雾浓度差或温度差中任意一项数值≥1时，船舱内部烟雾浓度和温度差超过敏感值，对照燃烧速率数值立即查看船舱图像，发现火情迅速，目标识别模块通过烟雾浓度差和燃烧速率，计算船舱数据集中单个或多个区域的已燃烧空间占比，控制模块根据船舶火灾数据设置优先级，有效辅助指挥全力灭火或疏散逃生，灭火效率高，对人员生命财产安全有较高保障。

技术特征：

1.一种船舶火灾监控系统，其特征在于：包括烟雾检测单元、实时监控单元和温度检测单元，所述烟雾检测单元与数据收集模块通过网络连接，所述实时监控单元与数据收集模块通过网络连接，所述温度检测单元与数据收集模块通过网络连接，所述数据收集模块将船舱数据集通过网络与数据分析模块连接；

2.根据权利要求1所述的一种船舶火灾监控系统，其特征在于：所述烟雾检测单元通过烟雾传感器每间隔10分钟采集一次船舱烟雾浓度值，并将前后采集到的烟雾浓度值通过网络发送至数据分析模块中，所述实时监控单元通过激光摄像头实时采集船舱图像，并将采集到的图像通过网络发送至数据分析模块中，所述温度检测单元通过温度传感器每间隔30分钟采集一次船舱温度值，并将采集到的温度值通过网络发送至数据分析模块中。

3.根据权利要求2所述的一种船舶火灾监控系统，其特征在于：所述数据分析模块根据船舱数据集特征分别对烟雾检测数据集、实时监控图像数据集和温度检测数据集进行编号，所述烟雾检测数据集编号为、...，所述实时监控图像数据集编号为、...，所述温度检测数据集编号为、...。

4.根据权利要求3所述的一种船舶火灾监控系统，其特征在于：所述数据分析模块根据烟雾检测数据集、实时监控图像数据集和温度检测数据集计算烟雾浓度差、燃烧速率和温度差，其计算公式如下：

5.根据权利要求4所述的一种船舶火灾监控系统，其特征在于：所述目标识别模块根据烟雾浓度差、燃烧速率和温度差判断船舱着火状态，所述烟雾浓度差或温度差中任意一项数值≥1时，船舱内部烟雾浓度和温度差超过敏感值，对照燃烧速率数值立即查看船舱图像。

6.根据权利要求1所述的一种船舶火灾监控系统，其特征在于：所述目标识别模块通过船舱分布区域建立分类模型，且模型编号与船舱数据集特征编号一一对应，所述驱动区域数据集模型编号为、...，所述人员密集区域数据集模型编号为、...，所述功能区域数据集模型编号为、...，所述甲板区域数据集模型编号为和。

7.根据权利要求4所述的一种船舶火灾监控系统，其特征在于：所述目标识别模块通过烟雾浓度差和燃烧速率，计算船舱数据集中单个或多个区域的已燃烧空间占比，其计算公式如下：

8.根据权利要求7所述的一种船舶火灾监控系统，其特征在于：所述控制模块根据计算出的已燃烧空间占比和温度差由低向高设置优先级，所述控制模块将设置优先级后的已燃烧空间占比数值和温度差数值通过网络输入灭火单元和密封单元。

9.根据权利要求8所述的一种船舶火灾监控系统，其特征在于：所述优先级设置标准如下：

10.根据权利要求9所述的一种船舶火灾监控系统，其特征在于：所述温度差为低危系数，已燃烧空间占比为高占比时，灭火单元配合密封单元进行灭火，所述温度差为高危系数，已燃烧空间占比为低占比时，仅通过密封单元进行灭火。

技术总结
本发明涉及船舶监控系统技术领域，且公开了一种船舶火灾监控系统，包括数据收集模块、数据分析模块、目标识别模块和控制模块。该船舶火灾监控系统通过烟雾传感器、激光摄像头和温度传感器采集数据集，通过数据收集模块网络连接至数据分析模块，根据公式计算出烟雾浓度差、燃烧速率和温度差，并将数值储存至目标识别模块中，实现监测全面无死角的同时，能够快速识别起火点方位，船舱内部烟雾浓度和温度差超过敏感值，对照燃烧速率数值立即查看船舱图像，发现火情迅速，目标识别模块计算船舱数据集中已燃烧空间占比，控制模块根据船舶火灾数据设置优先级，指挥全力灭火或疏散逃生，灭火效率高。

技术研发人员：曾广才,郑伟,谢伟,崔双堂
受保护的技术使用者：南通惠江海洋科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/12