Simulation techniques for the performance investigation of fire detection algorithms: Fid-Bau Portal

Simulation techniques for the performance investigation of fire detection algorithms

Derbel, F. / Horn, M. / Tränkler, H.R.

Zur Überprüfung der Leistungsfähigkeit von Brandmeldealgorithmen an Hand statistischer Werte wie der mittleren Brandmeldezeiten, der Meldewahrscheinlichkeiten und der Fehlalarmraten werden Simulationstechniken angewendet. Deren Anwendung führt zu einer Kosteneinsparung im Vergleich zur Durchführung von Versuchen mit definierten Prüffeuern und Störereignissen.i Simulation umfaßt die Modellierung e Ansprechverhaltens von Sensoren auf die genannten Prüfbedingungen. Die Grundlage für die Datenmodellierung bilden dabei die Meßwerte von Sensoren, die als Reaktion auf verschiedene Prüffeuer in Räumen von 9 m bis 11 m Länge, 6 m bis 8 m Breite und 4 m Höhe bei einem Abstand von 3 m zur Zentrallinie des Feuers erhalten wurden. Diese Sensoren sind zusätzlich mit einem Rauchdichte-Meßsystem ausgestattet. Die Berücksichtigung von Einflußparametern, die in der Praxis auftreten, geschieht durch gewichtete Steuerfunktionen. Der relative Massenverlust des Brennmaterials wird als Maß für die Beschreibung des Brandfortschritts in die Modellierung eingesetzt. Das Ergebnis der Modellierung bilden die simulierten Ansprechsignale des Sensors. Die Strahlungs-, Diffusions-, Konvektions-, Adsorptions- und Wärmeübertragungseffekte werden durch Gewichtsfunktionen in die Modellierung eingebracht. Der zeitliche Verlauf des Massenverlustes an brennendem Holz ergibt eine Kurve mit einem Wendepunkt im mittleren Bereich, die gut durch eine Sigmoid-Funktion modelliert werden kann. Im Rahmen der Modellierung werden die relevanten Merkmale der Funktion, der Wendepunkt und die Tangente im Wendepunkt variiert. Die Simulation von Störereignissen (Zigarettenrauch) erfolgt durch Modellierung der entsprechenden Meßsignale eines optischen Sensors. Nach einer Einstellung der Algorithmenparameter mittels iterativer Verfahren liefern die Brandmeldealgorithmen akzeptable Werte für die mittlere Brandmeldzeit und die Brandmeldewahrscheinlichkeit. Zigarettenrauch wird eindeutig als Nichtfeuer erkannt. Eine zuverlässige Klassifizierung eines Brandes nach der Euronorm EN54 (Holzbrand) ist nicht möglich.