CN116993917A - 一种基于三维模型实现的火灾模拟疏散演练方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于三维模型实现的火灾模拟疏散演练方法，包括获取建筑物的扫描数据，确定建筑物内的逃生路径和消防设施；根据逃生路径，设置建筑物内不同楼层的逃生节点，构建第一网络拓扑结构图；根据消防设施，设置建筑物内不同楼层的消防节点，构建第二网络拓扑结构图；将第一网络拓扑结构图和第二网络拓扑结构图融合，生成建筑物的三维模型；根据三维模型，设置火灾模拟的火情参数和人员参数，并触发不同楼层的火情评价机制；通过火情评价机制，获取不同楼层的疏散通道和灭火概率；根据疏散通道，生成火灾演练的逃生路径，并通过灭火概率，对逃生路径进行动态调整。
Description
技术领域
本发明涉及消防演练技术领域，特别涉及一种基于三维模型实现的火灾模拟疏散演练方法。
背景技术
目前，随着城区建设和经济社会发展，大型综合商场的建筑结构和布局日趋多样化、规模化、立体化、复杂化，又加之新建筑、新材料、新能源、新技术、新项目及人口老龄化、建筑老龄化、交通老龄化等衍生出来的“新问题”，对于消防救援处置能力、处置效率、处置方法都提出更高要求。
由于我国关于应急管理理论与技术的研究起步较晚，应急管理应用***的基础还比较薄弱。尽管我国已将应急平台建设列入国家科技发展规划，但目前仍在大力推广建设中，从国家到地方，从行业管理部门到各级生产企业均尚未建立完善的应急业务管理***。在这种形势下，由于缺少数字化预案建设所需的各种相关资源数据支撑，要建设数字化预案***需要配套建设风险管理、事故模拟、预测预警、决策支持、物资管理等业务功能的软硬件***，从而导致数字化预案***建设的附加成本大大增加，因此目前国内数字化预案技术的推广应用进展较为缓慢。
对于数字化的火灾模拟演练方法，现有技术中的方法只能是通过广播预警或者通过仿真空间的模拟仿真计数，但是现有的模拟方法只能模拟人员如何逃生，不能模拟如何规划逃生路径，计算逃生路径的拥挤状况，不能依据火情的变化情况进行逃生路径的动态规划，从而广播逃生路径，也不能判断不同火情地点是否可以进行灭火，只能基于固定的逃生路径进行疏散，但是，现实的火灾中，可以灭火开通一条新的逃生路径。
发明内容
本发明提供一种基于三维模型实现的火灾模拟疏散演练方法，用以解决现有技术中的方法只能是通过广播预警或者通过仿真空间的模拟仿真计数，但是现有的模拟方法只能模拟人员如何逃生，不能模拟如何规划逃生路径，计算逃生路径的拥挤状况，不能依据火情的变化情况进行逃生路径的动态规划，从而广播逃生路径，也不能判断不同火情地点是否可以进行灭火，从而不能实现在快速灭火的区域进行灭火疏散的情况。
本发明提出了一种基于三维模型实现的火灾模拟疏散演练方法，包括：
获取建筑物的扫描数据，确定建筑物内的逃生路径和消防设施；
根据逃生路径，设置建筑物内不同楼层的逃生节点，构建第一网络拓扑结构图；
根据消防设施，设置建筑物内不同楼层的消防节点，构建第二网络拓扑结构图；
将第一网络拓扑结构图和第二网络拓扑结构图融合，生成建筑物的三维模型；
根据三维模型，设置火灾模拟的火情参数和人员参数，并触发不同楼层的火情评价机制；
通过火情评价机制，获取不同楼层的疏散通道和灭火概率；
根据疏散通道，生成火灾演练的逃生路径，并通过灭火概率，对逃生路径进行动态调整。
优选的，所述扫描数据包括：室内结构扫描数据、消防设施扫描数据、安防设备扫描数据、公共设施扫描数据和公区场景数据。
优选的，所述逃生路径包括如下识别步骤：
根据扫描数据，确定建筑物内不同楼层的逃生通道，确定标准逃生通道数据；
根据标准逃生通道数据，并结合楼层平面地图，确定出逃生卡口分布图；
根据逃生卡口分布图和相邻楼层的连接通道，生成符合火灾逃生路线的标准路径集；
根据标准路径集进行通行量数值倒叙排列，得出的不同卡口的逃生优先度；
根据逃生优先度，并结合k-means聚类算法进行等级划分，得到多条逃生路径。
优选的，所述消防设施包括消防照明设施、消防传感设施和消防灭火设施；其中，
消防照明设施包括应急照明灯和公区照明***；
消防传感设施包括公区摄像设备和公区传感设备；
消防灭火设施包括各类灭火器、消火栓、自动报警器、手动报警器、室内消防给水***、消防广播***、应急疏散***、独立式消防传感器报警***。
优选的，所述三维模型包括如下构建步骤：
根据第一网络拓扑结构图和第二网络拓扑结构图，生成建筑物的二维模型数据，并根据所述二维模型数据，采用三维建模软件，得到原始三维模型数据；
对原始三维模型数据进行三维引擎解析，并将解析后的三维模型数据存入模型数据库中；
在接收到用户终端输入的加载指令时，将模型数据库中与所述加载指令相对应的三维模型数据预加载至内存中；
在所述内存中，根据预加载的三维模型数据构建三维场景图像数据，生成可视化的三维模型。
优选的，所述设置火灾模拟的火情参数和人员参数包括：
获取用户输入的火灾模拟参数，进行火情解析和人员分布解析；其中，
火情解析用于确定火灾模拟的火情位置、火情大小和火情分布趋势；
人员分布解析用于确定火灾模拟的人员楼层分布和人员分布数量；
并基于火情解析和人员分布解析，确定火情模拟的场景分布参数；
基于场景分布参数，在三维模型中设置火情参数和人员参数。
优选的，所述在三维模型中设置火情参数和人员参数包括：
基于三维模型，创建基于火情模拟的简易模型；
基于简易模型确定火情模拟的计算模型；其中，
计算模型用于火情参数和人员参数模拟火情场景，确定火情因子；
基于计算模型，生成多个火情因子，并载入火情模拟进程和人员分布位置进程；
为多个火情因子载入进程和人员分布位置载入进程配置火情模拟行为树，并进行火情场景的三维模拟。
优选的，所述火情评价机制包括疏散评价机制和灭火评价机制；其中，
疏散评价机制用于根据预设的疏散评价体系，构建疏散评价模型，输出当前火情疏散的评分结果；
灭火评价机制用于根据预设的灭火评价体系，构建灭火评价模型，输出当前不同位置火情的灭火简易度的评分结果。
优选的，所述疏散评价机制包括如下疏散评价步骤：
选取目标楼层，采集目标楼层的通道信息，并划分不同通道口，计算计算不同通道口的疏散拥挤状态；
基于目标楼层的人数信息，构建目标楼层的疏散拥挤率模型；
计算目标楼层不同通道口的拥挤率，并基于拥挤状态判别目标楼层的不同通道口的疏散人数；
融合不同楼层的疏散人数，生成火灾演练的逃生路径。
优选的，所述灭火评价机制包括如下灭火评价步骤：
获取不同火情点的火势数据和灭火设备数据；其中，
根据火势数据和灭火设备数据，构建基于不同火情点的灭火动作模型；
基于极大似然估计以及期望最大化算法分别对灭火动作模型进行迭代优化，直至收敛；
在迭代过程中，分别将火势数据和灭火设备数据代入灭火动作模型，确定灭火的概率熵；
根据概率熵，生成确定不同火情点的灭火评价概率。
本发明的有益效果为：
本发明可以动态模拟演练过程中建筑物内的火情状况，计算不同逃生路径的疏散能力和不同逃生路径内的火情灭火概率，进而实现对不同逃生路径的疏散能力进行动态调整。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施例中一种基于三维模型实现的火灾模拟疏散演练方法的方法流程图；
图2为本发明实施例中常规逃生路径的识别流程图；
图3为本发明实施例中三维模型的搭建流程图；
图4为本发明实施例中三维模型中设置火情参数和人员参数的设置流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本申请提出了提一种基于三维模型实现的火灾模拟疏散演练方法，用于解决在进行在室内发生火灾的情况下，如何进行动态的调整是被的逃生路径，动态的判断不同火情点的灭火概率，从而实现动态的火灾模拟疏散演练，也能通过本发明在现有的火灾情况下，进行火灾同步，从而实现动态火灾路径调整。
本申请的具体实施步骤如下：
获取建筑物的扫描数据，确定建筑物内的逃生路径和消防设施；
根据逃生路径，设置建筑物内不同楼层的逃生节点，构建第一网络拓扑结构图；
根据消防设施，设置建筑物内不同楼层的消防节点，构建第二网络拓扑结构图；
将第一网络拓扑结构图和第二网络拓扑结构图融合，生成建筑物的三维模型；
根据三维模型，设置火灾模拟的火情参数和人员参数，并触发不同楼层的火情评价机制；
通过火情评价机制，获取不同楼层的疏散通道和灭火概率；
根据疏散通道，生成火灾演练的逃生路径，并通过灭火概率，对逃生路径进行动态调整。
如附图1所示，上述技术方案的工作原理为：
在本实施例中，本发明会预先获取建筑物的扫描数据，扫描数据包括但不限于建筑物的图纸扫描数据和建筑物通过无人机和室内监控设备获取的实时扫描数据，常规逃生路径为建筑物内在设计阶段，预先规划的逃生路径；消防设施是建筑物内本身安装和设置的消防设施，包括但不限于灭火器、消防水枪、烟雾报警***、消火栓、破拆工具、自动喷水灭火***、防排烟***、防火分隔***、消防广播***、应急疏散***；进一步的还会对建筑物内，可燃气体存储区域、易燃物存储区域进行扫描定位。
在本实施例中，常规逃生路径和目标逃生路径包括建筑物内可以进行逃生的逃生通道或建筑物外临时搭建的逃生通道。
在本实施例中，逃生节点为不同楼层内的逃生路口，逃生路径中的转向节点、跨越节点，即指引逃生节点，第一网络拓扑结构图为由逃生路口搭建的建筑物逃生扑结构图，通过第一网络拓扑结构图，本申请在模拟疏散演练的时候，逃生者可以判断那些地点可以实现快速的逃生。
在本实施例中，第二网络拓扑结构图为不同消防设备构成的建筑消防节点图，这些消防设备可以和逃生节点重合，从而可以实现在进行火灾模拟疏散的时候，可以通过这些消防设施减轻逃生节点的火情，从而实现逃生，也可以通过在消防设施所在区域，通过消防设备进行灭火，或者用消防设备开发出一个新的逃生节点，例如用消防栓打碎玻璃，从而通过云梯逃生。
在本实施例中，三维模型为建筑物的立体可视化模型，可以识别建筑物内的建筑物分布和建筑物内不同的逃生路径；三维模型的作用时进行建筑物的模拟，并在其中设置多种不同的火情参数和人员参数，即设置不同的起火点和火势延申点等等，从而对火灾的趋势和分布进行模拟，人员参数包括不同楼层的分布人数，性别，每个人距离不同逃生路径的距离，逃生所需要的时间等等。
在本实施例中，火情参数和人员参数表示预先设置的演练时刻内建筑物内的火灾的分布区域和不同区域的火势。
在本实施例中，火情评价机制用于评价建筑物内当前不同逃生路径的可疏散人数和不同逃生路径的火势状况，从而判断如何进行规划逃生路径，进行火灾模拟的疏散规划，灭火概率是不同火情点以及附近的消防设备是否可以实现灭火的评估概率，从而疏通新的逃生路径或者进行灭火、减轻火势，从而拥有更加充足的时间进行火灾疏散。
在本实施例中，在明确逃生路径的时候，即每个人的目标逃生路径，或者每个楼层的逃生路径的时候，可以基于演练的实时状况进行火灾的灭火动态调整，或者每个火情点的灭火概率，实施动态调整目标逃生路径，从而实现更多方向，更多角度，更多火情态势的火灾模拟，疏散演练。
上述技术方案的有益效果为：
本发明可以动态模拟演练过程中建筑物内的火情状况，计算不同逃生路径的疏散能力和不同逃生路径内的火情灭火概率，进而实现对不同逃生路径的疏散能力进行动态调整。
优选的，所述扫描数据包括：室内结构扫描数据、消防设施扫描数据、安防设备扫描数据、公共设施扫描数据和公区场景数据。
在本实施例中，扫描数据包括建筑物内的所有数据，包括但不限于消防数据、场景分布数据、人员分布数据、环境分布数据等等。
具体的，所述常规逃生路径包括如下识别步骤：
根据扫描数据，识别建筑物内不同楼层的逃生通道，确定标准逃生通道数据；
将标准逃生通道数据与楼层平面地图结合，生成逃生卡口分布图；
根据逃生卡口分布图和相邻楼层的连接通道，生成符合火灾逃生路线的标准路径集；
根据标准路径集进行通行量数值倒叙排列，得出的不同卡口的逃生优先度；
根据逃生优先度，并结合k-means聚类算法进行等级划分，得到多条常规逃生路径。
上述技术方案的工作原理为：
如附图2所示，在本实施例中，逃生通道数据为建筑物内不同楼层可以进行逃生的逃生通道的位置数据、路线和指引数据，通过扫描，可以在预设了逃生路径识别标准的情况下，确定所有的标准逃生通道。
在本实施例中，逃生卡口分布图是不同楼层的逃生通道入口分布图，楼层平面地图，确定了不同建筑或者设备的分布区域，而标准逃生通道数据确定之后，两者融合，就可以确定不同逃生卡口得分布地点，即可以进行火灾疏导的区域引导。
在本实施例中，标准路径集为火灾逃生的所有路径集合，标准路径集通过逃生卡口分布图和相邻楼层的连接通道，可以构建建筑物内的所有逃生路径。
在本实施例中，等级划分是为了判定不同逃生路径在当前火情下的疏散能力，通行量数值倒叙排列，即将不同逃生路径的可以进行逃生通行的人数进行测量，判断每个逃生路径可以同时通过的人数，从而根据逃生路径可以通行的人数确定最佳的逃生路径和最差的逃生路径，逃生路径是必定可以安全逃生的路径。k-means聚类算法是为了进行对逃生路径进行聚类分析，确定最佳的逃生路径。
上述技术方案的有益效果在于：
本申请可以在火灾的模拟的时候，根据逃生通道，确定多个逃生卡口，进行逃生路径的优先度判定，从而实现高效逃生。
优选的，所述消防设施包括消防照明设施、消防传感设施和消防灭火设施；其中，
消防照明设施包括应急照明灯和公区照明***；
消防传感设施包括公区摄像设备和公区传感设备；
消防灭火设施包括各类灭火器、消火栓、自动报警器、手动报警器、室内消防给水***、消防广播***、应急疏散***、独立式消防传感器报警***。
上述技术方案的原理在于：
本申请中，消防设施的作用是为了在火灾模拟演练的时候，进行火灾逃生路径的照明，逃生路径的传感，逃生路径的报警、消防设备的广播等等，进而实现对火灾的数据采集和应急灭火。
上述技术方案的有益效果在于：
本申请可以通过消防设施，在火灾演练过程中通过消防设备进行火情数据采集、火灾演练疏导报警以及短暂的灭火等等。
优选的，所述三维模型通过如下步骤构建：
根据第一网络拓扑结构图和第二网络拓扑结构图，提取节点信息，将节点信息和建筑物蓝图导入三维建模软件，生成基于消防标记的原始三维模型数据；其中，
消防标记包括消防设备标记和消防路径标记；
根据原始三维模型，进行消防路径的通行量计算，确定逃生路径的人流量模拟区间；
根据原始三维模型，进行消防设备的灭火计算，确定不同消防设备所在区域的火情处理区间；
根据人流量模拟区间和火情处理区间，设置建筑物的火灾模拟通量接口，并生成可视化的三维模型。
上述技术方案的工作原理为：
如附图3所示，通过第一网络拓扑结构图和第二网络拓扑结构图，我们可以确定消防设备的分布信息以及作用；也可以确定常规消防路径，即火灾疏散的逃生路径信息。将消防设备的位置和逃生路径的卡口作为节点，生成节点信息，进而将这些节点信息和建筑蓝图导入三维建模软件，从而实现了原始建筑物的三维模型的搭建，并且对不同的节点进行标记。
通过原始三维模型数据，消防路径的通行量计算，即判断每个逃生路径可以同时通行的人数，包括每个逃生路径的任意路径区域同时通行的人数，从而可以确定在火灾模拟疏散演练的过程中，确定逃生路径中任意区域可以同时通行的人数区间；
通过原始三维模型数据，消防设备的灭火计算，可以确定消防设备是否可以实现对存在火情区域进行灭火，而且可以确定消防设备可以进行灭火的火情大小，即火情处理区间。
进而，设置建筑物的火灾模拟通量接口，即设置在进行火灾模拟疏散的时候，可以进行的火情参数设置接口和疏散人数以及疏散的人的位置数据，可视化的三维模型，能够实现可视化的观察在模拟火灾模拟疏散的结果，可视化的方式依靠常规的可视化方式。
优选的，所述设置火灾模拟的火情参数和人员参数包括：
获取用户输入的火灾模拟参数，进行火情解析和人员分布解析；其中，
火情解析用于确定火灾模拟的火情位置、火情大小和火情分布趋势；
人员分布解析用于确定火灾模拟的人员楼层分布和人员分布数量；
并基于火情解析和人员分布解析，确定火情模拟的场景分布参数；
基于场景分布参数，在三维模型中设置火情参数和人员参数。
上述技术方案的工作原理为：
在本实施例中，火灾模拟参数为演练之前预先设置的火灾模拟的地点、火情程度、疏散人数和疏散人数的分布，火灾的发展趋势和灭火需要的时间。火情解析和人员分布解析用于确定火情的变化数据和分布数据，人员分布解析用于确定疏散的人数和疏散的人在建筑物中的位置。
在本实施例中，场景分布参数是三维模型中，需要进行火灾场景搭建的具体参数，即火情模拟的时候，建筑物上不同火情点的场景，疏散人员的场景以及不同逃生路径实时状况的场景；
通过这些场景参数，通过火灾模拟通量接口设置对应的火情参数和人员参数，实现对火灾模拟疏散演练中演练的火情模拟和人员模拟。
上述技术方案的有益效果在于：
本申请可以通过根据用户需要进行设置的火灾模拟参数，按照不同的建筑物，不同的火情，不同的人员分布，进行全局性的火灾模拟，从而在进行火灾疏散的时候，可以实现动态的模拟演练。
优选的，所述在三维模型中设置火情参数和人员参数包括：
基于三维模型，创建基于火情模拟的简易模型；
基于简易模型确定火情模拟的计算模型；其中，
计算模型用于火情参数和人员参数模拟火情场景，确定火情因子；
基于计算模型，生成多个火情因子，并载入火情模拟进程和人员分布位置进程；
为多个火情因子载入进程和人员分布位置载入进程配置火情模拟行为树，并进行火情场景的三维模拟。
上述技术方案的工作原理为：
如附图4所示，在本实施例中，火情模拟的简易模型是火情分布的简易显示模型，即建筑物不同区域的火情分布地址和火情大小，以及不同火情点影响范围和可能对疏散人员产生的危害性；
在本实施例中，计算模型计算当前火情状态下，火情趋势和疏散的人员分布位置和分布趋势，以及在疏散的时候，具体疏散趋势，从而实现对火情场景的模拟，确定火情场景的状态，火情场景的火情因子，火情因子包括火情分布因子，火情危害性因子、火情影响趋势因子。
在本实施例中，火情场景的模拟包括火情状况的模拟和火灾中人员的模拟，因此，配置了火情模拟进程和人员分布位置进程，从而实现对火情场景的三维模拟，火情模拟行为树是用于根据不同的载入进程和载入的参数，确定每一个火灾模拟疏散的演练行为，包括但不限于疏散行为，火情分布和趋势状态行为，以及人员的状态分布行为。
上述技术方案的有益效果在于：
本申请在进行火情三维模拟的过程中，为了解决当前火灾模拟疏散过程中，三维软件只能实现全场景模拟，而不能实现任意区域的定向模拟功能，以及在火情模拟中，只能模拟火情，不能同时模拟火情的状态特效，精细度不高，以及只能单项的模拟火情，不能同时模拟疏散人员。
优选的，所述火情评价机制包括疏散评价机制和灭火评价机制；其中，
疏散评价机制用于根据预设的疏散评价体系，构建疏散评价模型，输出当前火情疏散的评分结果；
灭火评价机制用于根据预设的灭火评价体系，构建灭火评价模型，输出当前不同位置火情的灭火简易度的评分结果。
上述技术方案的工作原理为：
在本实施例中，疏散评价机制用于通过疏散评价体系以及疏散过程中不同疏散卡口的疏散能力评价机制和疏散的人数评价机制，以及逃生路径的长度等等综合性的评价构成。
本发明是将疏散评价体系和灭火评价体系相结合的方式，首先疏散评价体系可以判断每个火情点以及逃生路径的疏散情况，灭火评价模型可以实现对不同火情点灭火概率进行评分，从而，在进行疏散的时候，可以开发新的逃生路径，而不是只能以现有的方式，在火灾疏散演练模拟的过程中，只能是通过固定的逃生路径进行逃生，而不能实时根据现实情况中，火灾可以实现“定向灭火”的方式，实现不断更新逃生路径的疏散演练体系。
优选的，所述疏散评价机制包括如下疏散评价步骤：
选取目标楼层，采集目标楼层的通道信息，并划分不同通道口，计算计算不同通道口的疏散拥挤状态；
基于目标楼层的人数信息，构建目标楼层的疏散拥挤率模型；
计算目标楼层不同通道口的拥挤率，并基于拥挤状态判别目标楼层的不同通道口的疏散人数；
融合不同楼层的疏散人数，生成火灾演练的逃生路径。
上述技术方案的工作原理为：
在本实施例中，本发明在进行演疏散的时候，会进行不同通道口的拥挤程度计算，确定不同通道口的疏散人数，进而广播不同通道口的可疏散人数，进行疏散的合理安排。
在本实施例中，通过把不同楼层的疏散人数和疏散路径进行融合，从而确定整个建筑物的逃生路径，以此实现在对不同楼层的人员进行疏散的时候，能够不同楼层之间的人数融合以及逃生路径融合，从而不会出现在疏散的时候，因此不同楼层通过同一逃生路径的人太多，导致疏散混乱或者疏散的时候产生了***件等非火灾这类直接因素造成的人员伤亡。
优选的，所述灭火评价机制包括如下灭火评价步骤：
获取不同火情点的火势数据和灭火设备数据；
根据火势数据和灭火设备数据，构建基于不同火情点的灭火动作模型；
基于极大似然估计以及期望最大化算法分别对灭火动作模型进行迭代优化，直至收敛；
在迭代过程中，分别将火势数据和灭火设备数据代入灭火动作模型，确定灭火的概率熵；
根据概率熵，生成确定不同火情点的灭火评价概率。
上述技术方案的工作原理为：
在本实施例中，灭火动作模型是为了判断在当前的消防设备情况下，不同逃生路径内的火情点可以灭火，变为安全逃生路径的概率；
在本实施例中，将火势数据和灭火设备数据代入灭火动作模型是为了计算灭火的具体概率，判断是否能够进行灭火，进而实现灭火疏散。
通过不同火情点的火势数据，例如火势蔓延方向和火势大小以及火情点周边的可燃物情况，可以判断当前火情点的灭火设备是否能够达到灭火要求，从而构建灭火动作模型，进行灭火。
极大自然估计以及期望最大化算法可以判断在现有灭火条件下，通过不断迭代计算实时变化的火势数据和灭火数据，判断是否达到灭火的要求，基于概率熵，确定灭火的成功率，当成功率达到预设要求的时候，就可以通过灭火的形势，不断地更新火灾模拟疏散的逃生路径，以及可以进行开发，实现灭火开创新的逃生路径的预估模拟数据。
上述技术方案的有益效果在于
本申请可以尽可能的贴近实际的火灾状况下，在人群疏散方面可以进行操作的逃生方式，不被现有的火灾模拟情况下，固定化的疏散方案所完全束缚，更能为现实情况中的火灾场景，给消防员提供可操作的人群疏散和救火方案，以及快速实现人员疏散的方案。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种基于三维模型实现的火灾模拟疏散演练方法，其特征在于，包括：
获取建筑物的扫描数据，确定建筑物内的常规逃生路径和消防设施；
根据逃生路径，设置建筑物内不同楼层的逃生节点，构建第一网络拓扑结构图；
根据消防设施，设置建筑物内不同楼层的消防节点，构建第二网络拓扑结构图；
将第一网络拓扑结构图和第二网络拓扑结构图融合，生成建筑物的三维模型；
根据三维模型，设置火灾模拟的火情参数和人员参数，并触发不同楼层的火情评价机制；
通过火情评价机制，获取不同楼层的疏散通道和灭火概率；
根据疏散通道，生成火灾演练的目标逃生路径，并通过灭火概率，对目标逃生路径进行动态调整。
2.如权利要求1所述的一种基于三维模型实现的火灾模拟疏散演练方法，其特征在于，所述扫描数据包括：室内结构扫描数据、消防设施扫描数据、安防设备扫描数据、公共设施扫描数据和公区场景数据。
3.如权利要求1所述的一种基于三维模型实现的火灾模拟疏散演练方法，其特征在于，所述常规逃生路径包括如下识别步骤：
根据扫描数据，识别建筑物内不同楼层的逃生通道，确定标准逃生通道数据；
将标准逃生通道数据与楼层平面地图结合，生成逃生卡口分布图；
根据逃生卡口分布图和相邻楼层的连接通道，生成符合火灾逃生路线的标准路径集；
根据标准路径集进行通行量数值倒叙排列，得出的不同卡口的逃生优先度；
根据逃生优先度，并结合k-means聚类算法进行等级划分，得到多条常规逃生路径。
4.如权利要求1所述的一种基于三维模型实现的火灾模拟疏散演练方法，其特征在于，所述消防设施包括消防照明设施、消防传感设施和消防灭火设施；其中，
消防照明设施包括应急照明灯和公区照明***；
消防传感设施包括公区摄像设备和公区传感设备；
消防灭火设施包括各类灭火器、消火栓、自动报警器、手动报警器、室内消防给水***、消防广播***、应急疏散***、独立式消防传感器报警***。
5.如权利要求1所述的一种基于三维模型实现的火灾模拟疏散演练方法，其特征在于，所述三维模型通过如下步骤构建：
根据第一网络拓扑结构图和第二网络拓扑结构图，提取节点信息，将节点信息和建筑物蓝图导入三维建模软件，生成基于消防标记的原始三维模型数据；其中，
消防标记包括消防设备标记和消防路径标记；
根据原始三维模型数据，进行消防路径的通行量计算，确定逃生路径的人流量模拟区间；
根据原始三维模型，进行消防设备的灭火计算，确定不同消防设备所在区域的火情处理区间；
根据人流量模拟区间和火情处理区间，设置建筑物的火灾模拟通量接口，并生成可视化的三维模型。
6.如权利要求5所述的一种基于三维模型实现的火灾模拟疏散演练方法，其特征在于，所述设置火灾模拟的火情参数和人员参数包括：
获取用户输入的火灾模拟参数，进行火情解析和人员分布解析；其中，
火情解析用于确定火灾模拟的火情位置、火情大小和火情分布趋势；
人员分布解析用于确定火灾模拟的人员楼层分布和人员分布数量；
并基于火情解析和人员分布解析，确定火情模拟的场景分布参数；
基于场景分布参数，在三维模型中设置火情参数和人员参数。
7.如权利要求6所述的一种基于三维模型实现的火灾模拟疏散演练方法，其特征在于，所述设置火灾模拟的火情参数和人员参数还包括：
基于三维模型，创建基于火情模拟的简易模型；
基于简易模型，生成火情模拟的计算模型；其中，
计算模型用于火情参数和人员参数的场景状态计算，模拟火情场景，确定火情因子；
基于计算模型，生成多个火情因子，并载入火情模拟进程和人员分布位置进程；
为多个火情因子载入进程和人员分布位置载入进程配置火情模拟行为树，并进行火情场景的三维模拟。
8.如权利要求1所述的一种基于三维模型实现的火灾模拟疏散演练方法，其特征在于，所述火情评价机制包括疏散评价机制和灭火评价机制；其中，
疏散评价机制用于根据预设的疏散评价体系，构建疏散评价模型，输出当前火情疏散的评分结果；
灭火评价机制用于根据预设的灭火评价体系，构建灭火评价模型，输出当前不同位置火情的灭火简易度的评分结果。
9.如权利要求1所述的一种基于三维模型实现的火灾模拟疏散演练方法，其特征在于，所述疏散评价机制包括如下疏散评价步骤：
选取目标楼层，采集目标楼层的通道信息，并划分不同通道口，计算不同通道口的疏散拥挤状态；
基于目标楼层的人数信息，构建目标楼层的疏散拥挤率模型；
计算目标楼层不同通道口的拥挤率，并基于拥挤状态判别目标楼层的不同通道口的疏散人数；
融合不同楼层的疏散人数，生成火灾演练的逃生路径。
10.如权利要求1所述的一种基于三维模型实现的火灾模拟疏散演练方法，其特征在于，所述灭火评价机制包括如下灭火评价步骤：
获取不同火情点的火势数据和灭火设备数据；
根据火势数据和灭火设备数据，构建基于不同火情点的灭火动作模型；
基于极大自然估计以及期望最大化算法分别对灭火动作模型进行迭代优化，直至收敛；
在迭代过程中，分别将火势数据和灭火设备数据代入灭火动作模型，确定灭火的概率熵；
根据概率熵，生成确定不同火情点的灭火评价概率。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114463483A (zh) * | 2021-08-23 | 2022-05-10 | 兰州交通大学 | 一种针对火灾疏散的动态矢栅一体化动态室内通行网络表达技术 |
| CN117495311A (zh) * | 2023-12-15 | 2024-02-02 | 浙大启真未来城市科技(杭州)有限公司 | 一种区域消防安全体检方法 |
| CN117689212A (zh) * | 2024-01-30 | 2024-03-12 | 青岛创新奇智科技集团股份有限公司 | 一种生产环境安全监测方法、装置、终端设备和存储介质 |
| CN117784692A (zh) * | 2023-12-29 | 2024-03-29 | 营口天成消防设备有限公司 | 一种智慧消防应急照明和疏散指示*** |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002149965A (ja) * | 2000-11-16 | 2002-05-24 | Toshiba Corp | 建物火災リスク評価装置、建物火災リスク評価方法および記憶媒体 |
| KR20140071835A (ko) * | 2012-12-04 | 2014-06-12 | 한국건설기술연구원 | 3차원 공간 기반의 화재 피난 시뮬레이션 시스템 및 시뮬레이션 방법 |
| CN112288985A (zh) * | 2020-10-26 | 2021-01-29 | 上海今维物联网科技有限公司 | 一种基于bim数据实时更新的火灾应急逃生路径生成方法、装置及计算机设备 |
| KR20210055428A (ko) * | 2019-11-07 | 2021-05-17 | 선문대학교 산학협력단 | 대피 경로 안내 장치 및 방법 |
| CN115545359A (zh) * | 2022-12-01 | 2022-12-30 | 北京科技大学 | 一种面向复杂建筑火灾的动态智能疏散方法及装置 |
| CN116189401A (zh) * | 2023-01-03 | 2023-05-30 | 重新定义(杭州)科技发展有限公司 | 一种智能消防中的信息处理方法 |
| CN116227763A (zh) * | 2022-11-26 | 2023-06-06 | 中国消防救援学院 | 一种基于可视化模型的消防应急指挥方法及*** |
-
2023
- 2023-08-09 CN CN202310998825.6A patent/CN116993917B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002149965A (ja) * | 2000-11-16 | 2002-05-24 | Toshiba Corp | 建物火災リスク評価装置、建物火災リスク評価方法および記憶媒体 |
| KR20140071835A (ko) * | 2012-12-04 | 2014-06-12 | 한국건설기술연구원 | 3차원 공간 기반의 화재 피난 시뮬레이션 시스템 및 시뮬레이션 방법 |
| KR20210055428A (ko) * | 2019-11-07 | 2021-05-17 | 선문대학교 산학협력단 | 대피 경로 안내 장치 및 방법 |
| CN112288985A (zh) * | 2020-10-26 | 2021-01-29 | 上海今维物联网科技有限公司 | 一种基于bim数据实时更新的火灾应急逃生路径生成方法、装置及计算机设备 |
| CN116227763A (zh) * | 2022-11-26 | 2023-06-06 | 中国消防救援学院 | 一种基于可视化模型的消防应急指挥方法及*** |
| CN115545359A (zh) * | 2022-12-01 | 2022-12-30 | 北京科技大学 | 一种面向复杂建筑火灾的动态智能疏散方法及装置 |
| CN116189401A (zh) * | 2023-01-03 | 2023-05-30 | 重新定义(杭州)科技发展有限公司 | 一种智能消防中的信息处理方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 辛晶;周扬;夏登友;李健行;: "城市商业综合体建筑火灾事故情景推演模型", 灾害学, no. 03 * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114463483A (zh) * | 2021-08-23 | 2022-05-10 | 兰州交通大学 | 一种针对火灾疏散的动态矢栅一体化动态室内通行网络表达技术 |
| CN117495311A (zh) * | 2023-12-15 | 2024-02-02 | 浙大启真未来城市科技(杭州)有限公司 | 一种区域消防安全体检方法 |
| CN117495311B (zh) * | 2023-12-15 | 2024-03-29 | 浙大启真未来城市科技(杭州)有限公司 | 一种区域消防安全体检方法 |
| CN117784692A (zh) * | 2023-12-29 | 2024-03-29 | 营口天成消防设备有限公司 | 一种智慧消防应急照明和疏散指示*** |
| CN117689212A (zh) * | 2024-01-30 | 2024-03-12 | 青岛创新奇智科技集团股份有限公司 | 一种生产环境安全监测方法、装置、终端设备和存储介质 |
| CN117689212B (zh) * | 2024-01-30 | 2024-05-14 | 青岛创新奇智科技集团股份有限公司 | 一种生产环境安全监测方法、装置、终端设备和存储介质 |
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