在我国经济迅速发展的大背景下,火灾发生率依然居高不下,其中电气火灾更是占据了各类火灾的首位,电弧是造成电气火灾的主要原因。目前,我国住宅类建筑室内空间的消防安全依旧是一个棘手的问题,主要原因分为以下两大类:一是各种电器在使用过程中可能导致电气故障和火灾。二是住宅建筑趋于向高层建筑发展,当发生火灾时逃生困难。因此,建立一套完整的室内电气火灾综合防护系统不仅能够保证用电的安全性和可靠性,还有利于降低电气火灾的发生概率、人员伤亡和财产损失。为此,本文开展研究工作如下:(1)为了监控家用电器的使用情况,从家庭用电总负荷中辨识出各类负荷用电数据,提出基于改进的BP神经网络的家用电器负荷分解算法。通过Simulink分别搭建多种家用电器单独及同时运行的仿真模型得到相关波形,用自适应差分算法改进BP神经网络,并应用于多个用电器工作情况下的负荷辨识,相比于未改进的BP神经网络算法具有更好的辨识准确度。(2)家庭用户中,设备绝缘老化、开关存在烧蚀点等原因都易导致故障电弧的产生,当电弧较小或位置隐蔽的话,容易引起火灾。对电弧模型改进后,在上一节多负荷同时运行状态分解的基础上,将负荷分类成阻性、容性、感性负荷,并分别单独运行于不同状态,通过提取特征值实现对故障电弧的识别。(3)针对运行过程中产生故障电弧的电器,提取该用电器的故障电流,采用傅里叶变换得到各次谐波,建立谐波与发热量的关系,再用神经网络预测发热量,根据实际情况设置阈值判断该用电器是否有着火的可能性,对可能着火的电器进行危险性分析。(4)考虑到危险性较大的着火情况,提出了基于智能算法的三维火灾动态疏散策略。对于着火的住宅楼,首先考虑楼内个体疏散情形,在三维环境下建模,将传统蚁群算法进行改进,缩短个体疏散路径生成时间。再考虑住宅小区内地下车库中多人同时疏散情形,根据火源位置及整体人员疏密程度情况,提出基于元胞自动机的动态疏散策略,以优化疏散出口并合理配置空间内动态疏散指示灯,使总的疏散过程具有快速性、直观性。综合以上整个仿真实验结果表明,该电气火灾综合防护系统能对住宅内具有着火可能性的家用电器进行有效排查,降低火灾发生概率,并在危急情况下生成最佳疏散策略,减少人员伤亡。