СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ НЕСТАНДАРТНОЙ СИТУАЦИЕЙ, ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ СТАНЦИЯ ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА Российский патент 2016 года по МПК A62C3/00 

Изобретение относится к способу обнаружения угроз жизнедеятельности человека и уменьшения степеней опасностей, которым подвергаются люди в быту, на производстве и в других сферах деятельности, и относится к устройству для осуществления этого способа.

Одной из наиболее часто возникающих опасностей является пожар (нестандартная ситуация.)

Предлагаемое изобретение может относиться, например, к способу пожаротушения и пожарной технике.

Известны способы обнаружения и тушения пожаров и устройства их осуществления (патент РФ №2175779, №2179470, №2344859).

В этих способах предлагается осуществлять многофакторное наблюдение за контролируемой средой (объектом) и по результатам наблюдений, выполнив анализ исследуемой среды, вырабатывать управляющее воздействие на источник среды. Недостатками изобретений (патент РФ №2175779, №2179470) являются пороговые принципы обнаружения пожарной опасности.

Наиболее близким аналогом является способ обнаружения пожара и интеллектуальная станция управления для его осуществления, раскрытые в изобретении по патенту РФ №2344859 - прототип, где обеспечивается достоверность обнаружения пожара за счет непрерывного сравнения совокупностей текущих информативных параметров с массивом совокупностей заданных информативных параметров, причем управляющий сигнал на тушение вырабатывается только при условии максимального совпадения совокупности текущих информативных параметров с одной из совокупностей заданных информативных параметров, при этом дополнительно осуществляется по цепи обратной связи корректировка заданных информативных параметров и характеристик датчиков.

Для осуществления способа применена интеллектуальная станция, выполняющая:

- отбор проб воздуха из различных точек среды потенциальной пожарной опасности, направляя их к аспирационному устройству через входной трубопровод;

- измерение при помощи узла датчиков информативных параметров контролируемой среды (воздуха);

- анализ пожароопасности, определение степени опасности и ее классификация при помощи процессора;

- выработка управляющего воздействия посредством прибора управления и узла исполнительных органов;

- направление управляющего воздействия через выходной канал пожаротушения в контролируемую среду.

Известный способ многофакторного слежения за контролируемой средой с автоматической настройкой средств измерения, автоматическим определением степеней опасности, классификацией их и с управляющим воздействием на контролируемую среду объекта, описанный в патенте РФ №2344859, имеет следующие недостатки:

- при протяженных объектах большой массив передаваемых и принимаемых данных и связанных с ними объемов вычислений не позволяет быстро определять координаты источников нестандартных ситуаций на охраняемом объекте и представлять события в пространственном измерении с учетом их взаимосвязей и взаимодействий в динамике в географическом представлении;

- отсутствие возможностей направлять несколько управляющих воздействий разного типа одновременно и адресно в разные места охраняемого объекта;

- невозможность обеспечивать комплекс мероприятий профилактического и предупреждающего характеров адресно.

Предлагаемые способ обнаружения и управления нестандартной ситуацией и интеллектуальная станция должны обеспечивать более высокие информативность и скорость обработки контролируемых параметров охраняемого объекта с формированием адресно направленных управляющих команд разного типа и назначения.

Поставленная задача решается способом обнаружения и управления нестандартной ситуацией, осуществляемым оперативными измерениями информативных параметров контролируемой среды при помощи датчиков многофакторного контроля, которые выполняют, кроме того, анализ состояния среды, путем сравнения совокупности текущих значений информативных параметров с массивом совокупностей заданных информативных параметров с последующим формированием совокупностей отклонений/совпадений текущих информативных параметров, не совпадающих с совокупностями заданных, при этом вырабатывается управляющий сигнал по максимальному совпадению совокупности текущих информативных параметров с, по меньшей мере, одной из совокупностей заданных информативных параметров, причем каждая совокупность заданных информативных параметров связана с определенным типом управляющего воздействия на источник возникающей нестандартной ситуации, кроме того, по цепи обратной связи корректируются заданные информативные параметры и характеристики датчиков, согласно изобретению измерения информативных параметров выполняются путем зондирования контролируемой среды объекта при помощи пространственно распределенной сети адресных датчиков многофакторного контроля в зонах их ответственности самостоятельно и автоматически по заданному алгоритму, осуществляя предварительную обработку информативных параметров, включая их пространственные характеристики, направляя результат обработки в процессор станции управления, в массив совокупностей заданных информативных параметров станции управления предварительно закладываются координаты возможных источников возникновения нестандартных ситуаций и прогнозируемые динамические характеристики (модели, образы) их изменений с учетом их взаимосвязей и взаимодействия, далее, после обработки и анализа полученных информативных данных, станцией управления вырабатывается комплекс управляющих воздействий разных типов и назначений, соизмеримых прогнозируемым угрозам, которые направляются по адресным каналам к соответствующим исполнительным органам и дополнительно адресно сигналы направляются по цепям обратной связи для корректировки коэффициентов и характеристик адресных датчиков.

Комплекс адресных управляющих воздействий представляет собой мероприятия прежде всего профилактического, технологического и предупреждающего характеров, а аварийного характера - в исключительных случаях.

Для осуществления способа предлагается интеллектуальная станция управления, содержащая процессор, состоящий из аналого-цифровых преобразователей, и блока контроля, управления и программирования, и блока функциональных измерений и корреляций с матрицами совокупностей заданных информативных данных и условных переходов, согласно изобретению выполнены пульт дистанционного управления, объектовая пространственно распределенная сеть адресных датчиков многофакторного контроля, обеспечивающих самостоятельно формирование сигналов о пожарной опасности на основании результатов обработки измеряемых данных по заданному алгоритму, объектовый блок адресных коммутирующих устройств для исполнительных органов, линии цифровой связи с модулями сопряжений, которые обеспечивают передачу сигналов программирования от пульта дистанционного управления к процессору, передают от объектовой сети адресных датчиков многофакторного контроля текущие значения информативных параметров контролируемой среды, прошедших предварительную обработку, к процессору и направляют обратно корректирующие сигналы для изменения коэффициентов и характеристик датчиков, обеспечивают подачу управляющих команд от процессора и от пульта дистанционного управления в объектовый блок адресных коммутирующих устройств, передают информацию от процессора и от объектового блока адресных коммутирующих устройств на пульт дистанционного управления, подают команды от органов местного управления в объектовый блок адресных коммутирующих устройств, кроме того, матрицы с массивом совокупностей заданных информативных данных и условных переходов блока функциональных измерений и корреляций станции дополнены матрицами с информацией о местах расположения возможных источников нестандартных ситуаций и образов, моделей их поведения, а также дополнены матрицами, содержащими информацию о местах расположения исполнительных органов и их характеристики.

Сопоставительный анализ предлагаемого способа с прототипом показывает, что измерение информативных параметров контролируемой среды осуществляется зондированием пространства объекта самостоятельно и автоматически по заданному алгоритму при помощи объектовой сети адресных датчиков в зонах их ответственности, при этом получаемая предварительно обработанная текущая информация от датчиков сравнивается с массивом заданных информативных параметров в станции управления, в котором имеется информация о местах нахождения возможных (предполагаемых) источников нестандартных ситуаций и информация о моделях, образах их изменений в пространстве, а в прототипе отсутствует и, соответственно, не учитываются география расположения источников нестандартных ситуаций и поведение их в пространстве.

Новизна предлагаемого способа определяется наличием распределенной сети адресных датчиков многофакторного контроля, осуществляющих автоматический по заданному алгоритму самостоятельный предварительный анализ состояния среды в зонах их ответственности, наличием в массиве совокупностей заданных параметров станции управления координат расположения возможных источников нестандартных ситуаций и наличием моделей их изменений, что значительно увеличивает точность и достоверность получаемой информации, причем децентрализованная (непосредственно в зонах контроля) предварительная обработка значительной части информативных параметров датчиками сокращает итоговую скорость обработки информации, улучшает качество прогноза.

Оригинальность предлагаемого способа характеризуется тем, что, в отличии от известного способа, указанного в прототипе, формируется комплекс управляющих воздействий разного типа и назначений, соизмеримых степеням возникающих опасностей, направляемых по соответствующим адресам. В новом способе комплекс воздействий может представлять адресно направленные мероприятия технологического и/или аварийного характеров, которые вырабатываются автоматически на основании анализа пространственного расположения возникающих опасностей и их динамических изменений, после чего следует адресно направленная корректировка коэффициентов и характеристик адресных датчиков объектовой цепи.

Предлагаемый способ позволяет для обеспечения пожарной безопасности, например на тепловых электростанциях при конвейерной подаче угля, контролировать в разных зонах посредством сети адресных датчиков многофакторного контроля уровни взрывоопасной угольной запыленности, воспринимая запыленность как один из факторов пожарной опасности, осуществлять посредством сети адресных управляемых оросителей профилактическое увлажнение среды и/или осаждение пыли, и/или смыв пыли в канализацию, снижая таким образом уровень запыленности или накопления пыли на технологическом оборудовании.

Таким образом, на вышеописанном примере видно, что достигнутый технический результат позволяет не только иметь у предлагаемого способа высокую информативность, но и предоставляет возможность быстро, малозатратно и с небольшим ущербом устранять на ранних стадиях нежелательное развитие нестандартных ситуаций, таких как пожар или взрыв.

Для реализации способа предлагается интеллектуальная станция управления, которая поясняется структурной схемой, изображенной на фиг. 1.

Интеллектуальная станция управления, содержащая процессор 1, состоящий из аналого-цифровых преобразователей, блока контроля, управления и программирования и блока функциональных измерений и корреляций с матрицами совокупностей заданных информативных данных и условных переходов, имеет пульт дистанционного управления 2, объектовую распределенную сеть адресных датчиков многофакторного контроля 3, объектовый блок адресных коммутирующих устройств для исполнительных органов 4, линии цифровой связи с модулями сопряжений, выполненные в виде интерфейсов 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, которые соответственно обеспечивают передачу сигналов программирования от пульта дистанционного управления 2 к процессору 1, передают текущие значения информативных параметров контролируемой среды от объектовой сети адресных датчиков 3 к процессору 1 и направляют обратно корректирующие сигналы для изменения коэффициентов и характеристик датчиков, обеспечивают подачу управляющих команд от процессора 1 и от пульта дистанционного управления 2 в объектовый блок адресных коммутирующих устройств 4, передают информацию от процессора 1 и от объектового блока адресных коммутирующих устройств 4 на пульт дистанционного управления 2, подают команды от органов местного управления в объектовый блок адресных коммутирующих устройств 4.

Интеллектуальная станция работает следующим образом.

Основным узлом станции служит процессор 1, который принимает по линии 6 посредством своих аналого-цифровых преобразователей текущую информацию о состоянии охраняемого объекта от адресных датчиков (1,…,k) многофакторного контроля объектовой сети 3 и передает преобразованные сигналы в блок функциональных измерений и корреляций, далее уже обработанная информация о состоянии объекта поступает для анализа и выработки решений в блок контроля, управления и программирования, который формирует управляющие команды и сигналы, при этом команды по линии 8 поступают в объектовый блок адресных коммутирующих устройств 4, туда же могут поступать и другие управляющие команды: по линии 9 от пульта управления 2, по линии 12 от органов местного управления. Блок 4 управляет через свои выходы 1,…,L адресно выполненными исполнительными органами, которые могут быть оросителями с управляемым пуском, порошковыми управляемыми модулями и другими тому подобными средствами пожаротушения. Дополнительно блок контроля, управления и программирования процессора 1 принимает управляющие команды от пульта 2 по линии 5 и автоматически выдает корректирующие сигналы в аналого-цифровые преобразователи, в блок функциональных измерений и корреляций и по линии 7 - на адресные датчики сети 3. По линии 11 на пульт 2 из блока 4 поступает текущая информация о состоянии исполнительных органов; по линии 10 от блока функциональных измерений и корреляций процессора 1 идет в пульт 2 текущая информация о состоянии адресных датчиков сети 3.

В предлагаемой интеллектуальной станции, по сравнению с прототипом, наличие адресных датчиков многофакторного контроля, осуществляющих самостоятельный анализ контролируемой среды с последующим формированием сигналов пожарной опасности, повышает информативность и общую скорость обработки информативных данных, а наличие дополнительных технических средств управления (пульта дистанционного управления, органов местного управления) позволяет расширить диапазон управляющих команд.

Изобретение относится к способу и к средству обнаружения опасностей жизнедеятельности человека, включая пожарную опасность, и борьбы с этими опасностями. Обнаружение опасностей осуществляется измерением информативных параметров путем зондирования среды защищаемого объекта при помощи распределенной сети адресных датчиков многофакторного контроля с последующим анализом полученных данных, при этом учитывается массив совокупностей заданных информативных параметров, содержащий координаты возможных источников опасностей и прогнозируемые модели их изменений, их взаимосвязей и взаимодействий, кроме того, после анализа полученных информативных данных вырабатывается комплекс управляющих воздействий разных типов и назначений, соответствующих прогнозируемым угрозам, и эти воздействия направляются адресно к соответствующим исполнительным органам защиты, и дополнительно адресно направляются сигналы к датчикам многофакторного контроля по цепям обратной связи для корректировки характеристик этих датчиков. Средство обнаружения опасностей и защиты объекта состоит: из базовой части, содержащей блок контроля, управления и программирования, блок функциональных измерений и корреляций с матрицами совокупностей заданных информативных данных и условных переходов, аналого-цифровые преобразователи; из сети адресных датчиков многофакторного контроля; из сети объектовых адресных исполнительных органов защиты. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ обнаружения и управления нестандартной ситуацией, осуществляемый оперативными измерениями информативных параметров контролируемой среды при помощи датчиков многофакторного контроля, которые выполняют, кроме того, анализ состояния среды путем сравнения совокупности текущих значений информативных параметров с массивом совокупностей заданных информативных параметров с последующим формированием совокупностей отклонений/совпадений текущих информативных параметров, не совпадающих с совокупностями заданных, при этом вырабатывается управляющий сигнал по максимальному совпадению совокупности текущих информативных параметров с, по меньшей мере, одной из совокупностей заданных информативных параметров, причем каждая совокупность заданных информативных параметров связана с определенным типом управляющего воздействия на источник возникающей нестандартной ситуации, кроме того, по цепи обратной связи корректируются заданные информативные параметры и характеристики датчиков, отличающийся тем, что измерения информативных параметров выполняются путем зондирования контролируемой среды объекта при помощи пространственно распределенной сети адресных датчиков многофакторного контроля в зонах их ответственности самостоятельно и автоматически по заданному алгоритму, осуществляя предварительную обработку информативных параметров, включая их пространственные характеристики, направляя результат обработки в процессор станции управления, в массив совокупностей заданных информативных параметров станции управления предварительно закладываются координаты возможных источников возникновения нестандартных ситуаций и прогнозируемые динамические характеристики (модели, образы) их изменений с учетом их взаимосвязей и взаимодействия, далее, после обработки и анализа полученных информативных данных, станцией управления вырабатывается комплекс управляющих воздействий разных типов и назначений, соизмеримых прогнозируемым угрозам, которые направляются по адресным каналам к соответствующим исполнительным органам и дополнительно адресно сигналы направляются по цепям обратной связи для корректировки коэффициентов и характеристик адресных датчиков.

2. Интеллектуальная станция управления, содержащая процессор, состоящий из аналого-цифровых преобразователей, блока контроля, управления и программирования и блока функциональных измерений и корреляций с матрицами совокупностей заданных информативных данных и условных переходов, отличающаяся тем, что выполнены пульт дистанционного управления, объектовая пространственно распределенная сеть адресных датчиков многофакторного контроля, обеспечивающих самостоятельно формирование сигналов о пожарной опасности на основании результатов обработки измеряемых данных по заданному алгоритму, объектовый блок адресных коммутирующих устройств для исполнительных органов, линии цифровой связи с модулями сопряжений, которые обеспечивают передачу сигналов программирования от пульта дистанционного управления к процессору, передают от объектовой сети адресных датчиков многофакторного контроля текущие значения информативных параметров контролируемой среды, прошедших предварительную обработку, к процессору, и направляют обратно корректирующие сигналы для изменения коэффициентов и характеристик датчиков, обеспечивают подачу управляющих команд от процессора и от пульта дистанционного управления в объектовый блок адресных коммутирующих устройств, передают информацию от процессора и от объектового блока адресных коммутирующих устройств на пульт дистанционного управления, подают команды от органов местного управления в объектовый блок адресных коммутирующих устройств, кроме того, матрицы с массивом совокупностей заданных информативных данных и условных переходов блока функциональных измерений и корреляций станции дополнены матрицами с информацией о местах расположения возможных источников нестандартных ситуаций и образов, моделей их поведения, а также дополнены матрицами, содержащими информацию о местах расположения исполнительных органов и их характеристики.