CN107708062A - 一种基于室内定位的火灾疏散***及方法 - Google Patents

一种基于室内定位的火灾疏散***及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于室内定位的火灾疏散***及方法,属于地理信息技术领域,该***包括移动终端、服务器和若干个Beacon基站。其中移动终端与服务器建立连接并获取建筑物内的消防设施信息、火情和室内地图。移动终端与Beacon基站通过低功率蓝牙进行无线通信连接,利用三边定位算法计算移动终端的实时位置,并将位置信息上传至服务器。该***使用Beacon设备进行室内定位,Beacon基站被预先布置在室内并使用电池供电,可以在火灾发生时可能断电的情况下持续定位。

Description

一种基于室内定位的火灾疏散***及方法
技术领域
本发明涉及地理信息技术领域,尤其涉及一种基于室内定位的火灾疏散***及方法。
背景技术
随着城市化的迅速发展,建筑物逐渐区域大型化、高层化、复杂化。高层化于大型化的现代建筑物具有一下特征:其内部结构空间比较复杂,所提供的功能繁多,人员较为密集,且室内人员对建筑物整体结构并不熟悉,在发生火灾的情况下疏散效率不高。因此如何在火灾发生时提高室内人员的疏散效率,使人员可以安全、快速的从建筑物内疏散是一个重要课题。
目前的大型建筑物的防灾主要有以下几个发展方向:1)通过定期的消防演练,使人员熟悉建筑物内部结构和逃生通道,在火灾发生时可以快速有序的按照演练时的路线撤离建筑物。但是大型建筑物内人员流动量较大,比如大型商场的游客不具备参与消防演练的条件。在火灾发生时,现场环境可能会发生变化,比如火灾的发生切断了演练时的逃生通道。 2)紧急引导***,预先在建筑物内放置指示牌,引导人员前往逃生通道。该***同样无法根据现场情况实时更新,同时由于发生火灾时的混乱和建筑物的复杂性,人员可能错过指示牌,从而影响疏散的效率。同时消防员在营救被困人员时,难以确定被困人员的具***置,影响救援的效率。
发明内容
为了解决以上技术问题,本发明提出了一种基于室内定位的火灾疏散***。该***在火灾发生时提高复杂建筑物内人员的疏散效率。同时为消防员提供了被困人员的位置信息。
该***包括移动终端、服务器和若干个Beacon基站。其中移动终端与服务器建立连接并获取建筑物内的消防设施信息、火情和室内地图。移动终端与邻近Beacon基站通过低功率蓝牙进行无线通信连接。移动终端获取邻近Beacon基站的位置与相应得蓝牙信号强度,基于RSSI的室内无线信号衰减模型将蓝牙信号强度转化为相应距离,同时利用三边定位算法计算移动终端的实时位置,并将位置信息上传至服务器。
火灾发生时,***将火灾发生的位置信息推送给所有移动终端,并在移动终端显示建筑物内的详细地图和消防设施的位置信息。移动终端将实时位置信息上传至服务器,服务器通过最短路径算法计算出正确的逃生路线,引导人员逃离建筑物。消防员可以登陆***查看所有移动终端的位置信息并向移动终端推送信息。
移动终端使用蓝牙与人员所在位置附近的Beacon基站进行通信,得到邻近Beacon基站的设备、位置信息,并获取移动终端与邻近Beacon基站之间的蓝牙信号强度。移动终端基于RSSI的室内信号衰减模型将蓝牙信号强度转换为与邻近Beacon基站的距离信息,选取距离设备最近的3个邻近Beacon基站,移动设备处于所述3个邻近Beacon基站构成的三角形内。移动终端基于三边定位算法计算人员的实时位置,并将实时位置上传至服务器。
所述服务器中包括以下两个模块:
WEB模块:该模块提供与用户的交互功能,包括将GIS数据库中的信息呈现给用户,将用户的信息提交到数据库中。
GIS模块:该模块负责为本***提供基本的数据支持,同时根据建筑物内信息通过最短路径算法计算逃生路线。主要分为下面3个模块:
1). GIS数据库模块:本模块负责存储建筑物内的地理空间信息,建筑物内的地理空间信息包括:墙体、门、窗、楼梯、消防通道、消防设施(灭火器等)的位置信息,火灾发生的位置和范围信息,移动终端的位置信息。
2). GIS导航模块:本模块根据移动终端的实时位置,火灾发生的位置和范围,通过最短路径算法计算实时的逃生路线。
移动终端包括智能手机、平板电脑。
本发明还提供了一种基于室内定位的火灾疏散方法,
具体步骤如下:
1)首先将建筑物内的地理空间数据录入GIS数据库中,建筑物内的地理空间信息包括:墙体、门、窗、楼梯、消防通道、消防设施的位置信息;
2)发生火灾时,管理员启动***火警警报功能,服务器向移动终端推送警示信息;
3)移动终端使用蓝牙与人员所在位置附近的Beacon基站进行通信,得到邻近Beacon基站的设备、位置信息,并获取移动终端与邻近Beacon基站之间的蓝牙信号强度;移动终端基于RSSI的室内信号衰减模型将蓝牙信号强度转换为与邻近Beacon基站的距离信息,选取距离设备最近的3个邻近Beacon基站,移动设备处于所述3个邻近Beacon基站构成的三角形内;移动终端基于三边定位算法计算人员的实时位置,并将实时位置上传至服务器;
4)服务器接收到移动终端的位置信息,将信息存储到数据库中,根据该位置信息与火灾发生的地点和范围,基于最短路径算法计算出从建筑物内疏散的路线,将该路线发送至移动终端;
5)服务器将所有终端的实时位置信息呈现给管理员,以供消防人员查看被困人员的所在位置以及建筑物内人员疏散情况;
6)重复步骤3,直至人员离开建筑物。
本发明的有益效果是
本发明使用智能移动终端与邻近Beacon设备进行无线通信连接确定人员的实时位置,服务器基于最短路径算法计算出人员的逃生路线。该路线可根据现场的火情以及人员的实时位置动态更新,提高了火灾发生时人员疏散的效率。Beacon设备使用电池供电,在火灾发生可能造成的断电情况下仍能持续工作。
附图说明
图1是***组成图;
图2是***提供导航功能的流程图。
具体实施方式
下面对本发明的内容进行更加详细的阐述:
本发明的实施步骤如下:
1、首先将建筑物内的地理空间数据录入GIS数据库中,建筑物内的地理空间信息包括:墙体、门、窗、楼梯、消防通道、消防设施(灭火器等)的位置信息,为本***提供基本的数据支持。
2、发生火灾时,管理员启动***火警警报功能,服务器向移动终端推送警示信息。
3、移动终端使用蓝牙与人员所在位置附近的Beacon基站进行通信,得到邻近Beacon基站的设备、位置信息,并获取移动终端与邻近Beacon基站之间的蓝牙信号强度。移动终端基于RSSI的室内信号衰减模型将蓝牙信号强度转换为与邻近Beacon基站的距离信息,选取距离设备最近的3个邻近Beacon基站,移动设备处于所述3个邻近Beacon基站构成的三角形内。移动终端基于三边定位算法计算人员的实时位置,并将实时位置上传至服务器。
4、服务器接收到移动终端的位置信息,将信息存储到数据库中,根据该位置信息与火灾发生的地点和范围,基于最短路径算法计算出从建筑物内疏散的路线,将该路线发送至移动终端。
5、服务器将所有终端的实时位置信息呈现给管理员,以供消防人员查看被困人员的所在位置以及建筑物内人员疏散情况。
重复步骤3,直至人员离开建筑物。

Claims (6)

1.一种基于室内定位的火灾疏散***,其特征在于,包括:移动终端,服务器,一个以上的Beacon基站;
其中移动终端与服务器建立连接并获取建筑物内的消防设施信息、火情和室内地图;
移动终端与Beacon基站通过低功率蓝牙进行无线通信连接,利用三边定位算法计算移动终端的实时位置,并将位置信息上传至服务器。
2.根据权利要求1所述的***,其特征在于,
火灾发生时,***将火灾发生的位置信息推送给所有移动终端,并在移动终端显示建筑物内的详细地图和消防设施的位置信息;
移动终端将实时位置信息上传至服务器,服务器通过最短路径算法计算出正确的逃生路线,引导人员逃离建筑物;消防员可以登陆***查看所有移动终端的位置信息并向移动终端推送信息。
3.根据权利要求2所述的***,其特征在于,
移动终端使用蓝牙与人员所在位置附近的Beacon基站进行通信,得到邻近Beacon基站的设备、位置信息,并获取移动终端与邻近Beacon基站之间的蓝牙信号强度;移动终端基于RSSI的室内信号衰减模型将蓝牙信号强度转换为与邻近Beacon基站的距离信息,选取距离设备最近的3个邻近Beacon基站,移动设备处于所述3个邻近Beacon基站构成的三角形内。
4.根据权利要求1或3所述的***,其特征在于,
所述服务器中包括以下两个模块:
WEB模块:该模块提供与用户的交互功能,包括将GIS数据库中的信息呈现给用户,将用户的信息提交到数据库中;
GIS模块:该模块负责为本***提供基本的数据支持,同时根据建筑物内信息通过最短路径算法计算逃生路线;主要分为下面3个模块:
1). GIS数据库模块:负责存储建筑物内的地理空间信息,建筑物内的地理空间信息包括:墙体、门、窗、楼梯、消防通道、消防设施的位置信息,火灾发生的位置和范围信息,移动终端的位置信息;
2). GIS导航模块:根据移动终端的实时位置,火灾发生的位置和范围,通过最短路径算法计算实时的逃生路线。
5.根据权利要求1所述的***,其特征在于,所述移动终端包括智能手机、平板电脑。
6.一种基于室内定位的火灾疏散方法,其特征在于,
具体步骤如下:
1)首先将建筑物内的地理空间数据录入GIS数据库中,建筑物内的地理空间信息包括:墙体、门、窗、楼梯、消防通道、消防设施的位置信息;
2)发生火灾时,管理员启动***火警警报功能,服务器向移动终端推送警示信息;
3)移动终端使用蓝牙与人员所在位置附近的Beacon基站进行通信,得到邻近Beacon基站的设备、位置信息,并获取移动终端与邻近Beacon基站之间的蓝牙信号强度;移动终端基于RSSI的室内信号衰减模型将蓝牙信号强度转换为与邻近Beacon基站的距离信息,选取距离设备最近的3个邻近Beacon基站,移动设备处于所述3个邻近Beacon基站构成的三角形内;移动终端基于三边定位算法计算人员的实时位置,并将实时位置上传至服务器;
4)服务器接收到移动终端的位置信息,将信息存储到数据库中,根据该位置信息与火灾发生的地点和范围,基于最短路径算法计算出从建筑物内疏散的路线,将该路线发送至移动终端;
5)服务器将所有终端的实时位置信息呈现给管理员,以供消防人员查看被困人员的所在位置以及建筑物内人员疏散情况;
6)重复步骤3,直至人员离开建筑物。
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