基于端云协同的自动消防设施智能化远程控制系统研究

作     者：汤坤 

作者单位：安徽建筑大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王静舞;李增

授予年度：2024年

学科分类：081405[工学-防灾减灾工程及防护工程] 08[工学] 0837[工学-安全科学与工程] 0835[工学-软件工程] 0802[工学-机械工程] 0814[工学-土木工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：智慧消防 自动消防设施 远程控制 生成对抗网络 端云协同 

摘      要：近年来,由于物联网和人工智能等技术的发展,智慧消防的兴起已经势不可挡,有些地区已经落实了消防控制室值班制度的变革,比如重庆市在2022年实施的《重庆市消防设施管理规定》就表明允许远程控制消防控制室里的各种型号的消防主机,因此在关于智慧消防研究中对自动消防设施的智能化远程控制是一个重要的研究方向。本文按照消防主机型号自动识别-消防主机控制指令自动探索-自动消防设施远程控制系统研发的思路,开展了基于端云协同的自动消防设施智能化远程控制系统研发工作,具体如下: (1)针对现有消防主机型号众多,远程控制指令组成、长度不统一等问题,本文通过分析各个型号消防主机报警、故障数据特征,构建了用于型号分类的消防主机信号数据集;通过引入注意力机制基于卷积神经网络,设计了消防主机型号识别模型,并与传统的LSTN、GRU、RNN等方法进行了对比分析,实验结果表明,基于注意力机制的CNN模型在分类准确率、召回率和F1-score值方面更优。 (2)针对同一型号消防主机因安装场地不同,下设消防设备种类、编号不尽相同带来的控制指令繁杂的问题,本文通过分析各种控制指令数据特征,基于传统CVAE构建了四种消防主机控制指令生成模型,并进行了对比分析。实验结果表明,基于重构损失惩罚项的CVAE生成模型在控制指令生成上的性能更优;基于生成对抗网络分别引入上述构建的四种生成器模型替代生成对抗网络本身的生成器,重新构建了消防主机控制指令探索模型,并进行了对比分析。实验结果表明,基于引入重构损失惩罚项CVAE生成器的生成对抗网络探索模型在控制指令生成上的性能更优;并且经过对比分析,基于引入重构损失惩罚项CVAE生成器的生成对抗网络探索模型相对于基于重构损失惩罚项的CVAE模型在控制指令生成上的性能更优;最终选择基于引入重构损失惩罚项CVAE生成器的生成对抗网络探索模型来对不确定的控制指令进行智能化探索、收集,并建立了控制指令与控制功能之间的对应关系。 (3)设计了信息采集传输控制装置,该装置包含信息采集、处理模块、控制模块、通讯模块。开发了部署在云端的自动消防设施远程控制系统,该控制系统包括登录功能,智能分类功能、智能探索功能、功能控制等功能模块。 图[50]表[7]参[63]