模糊神经网络在火灾探测中的应用研究

《模糊神经网络在火灾探测中的应用研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要本文根据火灾探测的特点，针对于火灾探测复杂的、非线性结构的对象，提出将模糊神经网络应用于火灾探测中，以降低火灾探测的误报率、提高准确性的思想。本文首先阐述了模糊系统和神经网络在火灾探测中的应用依据，并对模糊控制、神经网络以及模糊神经网络的发展和原理等进行综述。本文采用模糊神经网络用于火灾探测中不仅能将模糊系统与神经网络的仿人思维的功能与处理非线性结构的共同特点发挥出来，而且还能各取所长，共生互补。应用多层前馈网络构造模糊变量隶属函数和模糊推理控制模型，使神经网络不再表现为黑箱式映射，其所有节点和参数都具有模糊系统等

2、价意义。将模糊规则与隶属度函数用神经网络表现出来，利用神经网络的自学习特性实现隶属度函数和模糊规则的自动提取，可优化调整隶属函数，并且模糊系统也弥补了神经网络运算速度较慢的缺点，因此将其用于火灾探测会具有较低的误报率、较高的可靠性和较强的环境适应能力。同时本文提出模颧神经网络用于火灾探测中的模型结构，详细介绍了模糊神经网络的设计过程与算法。并对模糊神经网络进行训练，得到较为满意的结果，证明了将模糊神经网络应用于火灾探测的思想是符合实际要求的。关键词：神经网络、模糊系统、模糊神经网络、火灾探测模糊神经网络在火灾探测中的应

3、用研究(1)人工智能技术的应用，自从Y．Okay锄a(日本)唧Hl和s．N出111ishi(日本)嘲把神经网络和模糊逻辑应用到火灾探测技术之后．它们已经成为提高现有探测系统性能的利器。火灾探测系统不再单一依靠开关量信号，而是反映火灾特征的模拟量。神经网络的自学习能力使系统能适应环境变化，其容错能力又提高了系统的可靠性。国内外关于此方面的论文很多，MilkeJ．A16】、吴龙标口-9】等和何建华【10】等在这方面做了很多工作。模糊算法的应用使得经神经网络输出处理也难以判断的数据进行再加工，进一步提高报警的准确性。(2)与

4、其它技术的融合火灾探测技术在与其它技术的融合中得到不断的发展。在统计方法上，Thom鹊J．McAvoyeta1．【ll】提出了一种基于统计的火灾算法，它可以提高传统感烟探测器的准确度，尤其对阴燃有良好的响应。杨宗凯提出的复合偏置滤波算法，应用单个火灾信号或综合两种信号特征计算信号超过预定门限的持续时间，有效地克服了干扰信号。王殊提出的复合特定趋势算法，能够根据信号的稳定值识别复合信号位于稳定值上方的正方向变化和稳定值下方的负变化趋势。在趋势判断函数中引入判别门限，有效克服了随机噪声干扰。另外，斑chardw．Bukow

5、skieta1．【12】提出了根据实际火灾的计算模型与探测器信号进行匹配来判断火灾的新方法。在火灾探测的基础研究上，将持续发展的方向有：如何预知现有探测扑救系统在非理想的实际状况下的性能、如何区分与火灾现象具有相同(相似)产物的背景源、加热和燃烧状况下材料行为、如何探测低浓度的热解或燃烧产物(光、热、烟气)等。1．3火灾探测技术研究的未来发展趋势在火灾探测的基础研究上，将持续发展的方向有：如何预知现有探测扑救系统在非理想的实际状况下的性能、如何区分与火灾现象具有相同(相似)产物的背景源、加热和燃烧状况下材料行为、如何探

6、测低浓度的热解或燃烧产物(光、热、烟气)等。在探测的应用技术方面，以下几个方面将进一步发展：(1)其他领域的新技术引发火灾探测技术新途径；(2)多元复合探测和多判据探测【】31，其中尤以气体复合探测器为代表；(3)激光技术在火灾探测中的应用。激光图像粒径分群将是一种有效的火灾爿}火灾识别方法，激光前向／后向散射的应用将极大改善光点激光感烟探测的性能。(4)模糊逻辑、神经网络算法和其它小波变换的信号处理方法在探测算法中的引入；．(5)火灾探测技术与自动化、现代通讯技术、智能大厦技术的进一步结合，火灾探测系统更趋自动化、开

7、放性和模块化。1．4本工作涉及的研究内容和章节安排本论文的主要研究内容安排：第一章：阐述在火灾探测中应用模糊系统和神经网络的主要依据，并介绍了模糊系统和神经网络各自的特点和相结合的方式与优势所在。第二章：分别详细讲解了模糊系统、神经网络各自技术原理和模糊神经网络的构成，模糊神经再络在火灾探测中的应用研究并介绍了基于火灾探测的模糊神经网络的工作原理。第三章：以三种不同参数探测器进行同时探测为例．详细介绍了构建模糊神经网络的火灾探铡算法模型的思想和过程，并对此模糊神经网络的探测算法模型进行样本训练，得到训练后的数据，并以训

8、练样本值和偏离训练样本值分别作为网络的输入，验证网络输出的正确性，证明此算法模型的可行性。第四章：为结论与展望。分析此模糊神经网络的火灾探测算法模型在现阶段应用的一些局限性和希望改进的方面，并对未来火灾探测的发展提出一些展望。4模糊神经网络在火灾探测中的应用研究2模糊系统和神经网络在火灾探测中的结合应用，2．1火灾探测的基本特征物