DE102014205486A1 - Method and system for transmitting a path within a building - Google Patents
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Abstract
System (1) und Verfahren zur dynamischen Ermittlung eines sicheren Weges für mindestens eine in einem Gebäude (G) befindliche Person (P) mit einem Datenspeicher (2), der ein Gebäude-Datenmodell des Gebäudes (G) speichert, das eine Gebäude-Topologie des Gebäudes (G) und einen Gebäude-Zustand des Gebäudes (G) angibt; einer Überwachungseinheit (3), die den Gebäude-Zustand des Gebäudes (G) zur Erkennung mindestens einer aufgetretenen Gebäude-Zustandsänderung überwacht; und mit einer Berechnungseinheit (4), die mindestens einen sicheren Weg für die Person (P) durch das Gebäude (G) auf Basis des in dem Datenspeicher (2) gespeicherten Gebäude-Datenmodells und der durch die Überwachungseinheit (3) erkannten Gebäude-Zustandsänderungen berechnet, falls die erkannte Gebäude-Zustandsänderung und/oder der Gebäude-Zustand des Gebäudes (G) als sicherheitskritisch bewertet wird.System (1) and method for dynamically determining a safe path for at least one person (P) in a building (G) having a data memory (2) storing a building data model of the building (G) that contains a building topology of the building (G) and indicates a building condition of the building (G); a monitoring unit (3) which monitors the building state of the building (G) for detecting at least one building state change that has occurred; and with a calculation unit (4), the at least one safe path for the person (P) through the building (G) based on the building data model stored in the data memory (2) and the building state changes detected by the monitoring unit (3) calculated if the detected building status change and / or the building condition of the building (G) is assessed as safety-critical.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Ermittlung eines sicheren Weges für mindestens eine in einem Gebäude befindliche Person und insbesondere die dynamische Berechnung optimaler Fluchtwege basierend auf unterschiedlichen Modellzuständen. The invention relates to a method and a system for determining a safe path for at least one person in a building, and in particular the dynamic calculation of optimal escape routes based on different model states.
Gebäude, insbesondere öffentliche Gebäude, in denen sich eine Vielzahl von Personen aufhalten können, sehen zur Erhöhung der Sicherheit der darin befindlichen Personen Fluchtwege vor. Es kann jedoch vorkommen, dass sich die Verhältnisse innerhalb des Gebäudes ändern. Beispielsweise kann bei einem Feuer durch die dabei entstehende Hitze oder Rauchentwicklung ein Fluchtweg für die in dem Gebäude befindlichen Personen unpassierbar werden. Daher werden dynamische Änderungen innerhalb des Gebäudes herkömmlicherweise mittels Sensoren überwacht. Beispielsweise löst ein Rauchmelder einen Alarm bei einem herkömmlichen Gebäudemanagementsystem aus, wenn die Rauchentwicklung eine Auslöseschwelle überschreitet. Der Rauchmelder gibt daraufhin ein akustisches Warnsignal ab, woraufhin Personen, die sich innerhalb des Gebäudes befinden, auf einem vorgegebenen statischen Fluchtweg aus dem Gebäude geleitet werden. Buildings, in particular public buildings, where a large number of people may be present, provide for escape routes to increase the security of the persons therein. However, circumstances may change within the building. For example, in a fire by the resulting heat or smoke, an escape route for those in the building people are impassable. Therefore, dynamic changes within the building are conventionally monitored by sensors. For example, a smoke alarm triggers an alarm in a conventional building management system when the smoke level exceeds a tripping threshold. The smoke detector then emits an audible warning, whereupon persons inside the building are directed out of the building by a predetermined static escape route.
Ein Nachteil bei derartigen herkömmlichen Gebäudemanagementsystemen besteht allerdings darin, dass diese nicht auf dynamisch auftretende Veränderungen der Umgebung oder auf unvorhergesehene Situationen reagieren können. Breitet sich beispielsweise ein Feuer innerhalb des Gebäudes aus, kann ein bisher noch passierbarer Fluchtweg plötzlich unpassierbar werden. Ein herkömmliches Gebäudemanagementsystem ist nicht in der Lage, dynamisch auf eine derartige unvorhergesehene Situation zu reagieren. A disadvantage of such conventional building management systems, however, is that they can not respond to dynamic changes in the environment or to unforeseen situations. If, for example, a fire spreads within the building, a previously passable escape route can suddenly become impassable. A conventional building management system is unable to respond dynamically to such an unforeseen situation.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und ein System zur Ermittlung eines sicheren Weges für mindestens eine in einem Gebäude befindliche Person zu schaffen, die dynamisch auf Situationsänderungen reagieren können und somit die Sicherheit der in dem Gebäude befindlichen Personen deutlich steigern. It is therefore an object of the present invention to provide a method and system for determining a safe path for at least one person in a building, who can react dynamically to changes in the situation and thus significantly increase the safety of the persons in the building.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. This object is achieved by a method having the features specified in
Die Erfindung schafft demnach ein Verfahren zur Ermittlung eines sicheren Weges für mindestens eine in einem Gebäude befindliche Person mit den Schritten:
Bereitstellen eines Gebäude-Datenmodells des Gebäudes, welches eine Gebäude-Topologie und einen Gebäude-Zustand des Gebäudes angibt,
Überwachen des Gebäude-Zustandes des Gebäudes zur Erkennung mindestens einer aufgetretenen Gebäude-Zustandsänderung und Berechnen eines sicheren Weges für die Person durch das Gebäude auf Basis des Gebäude-Datenmodells und der aufgetretenen Gebäude-Zustandsänderung, falls die aufgetretene Gebäude-Zustandsänderung oder der Gebäude-Zustand des Gebäudes als sicherheitskritisch bewertet wird. The invention accordingly provides a method for determining a safe path for at least one person in a building with the steps:
Providing a building data model of the building indicating a building topology and a building state of the building,
Monitoring the building state of the building to detect at least one building state change that has occurred and to calculate a safe path for the person through the building based on the building data model and the occurred building state change if the occurred building state change or the building state of the building is assessed as safety-critical.
Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Gebäude-Zustände des Gebäudes sensorisch mittels Sensoren erfasst, die an dem Gebäude vorgesehen sind, und die Gebäude-Zustände zur Erkennung von Gebäude-Zustandsänderungen miteinander verglichen. In one possible embodiment of the method according to the invention, building states of the building are sensed by means of sensors provided on the building, and the building states are compared with each other for the detection of building state changes.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zukünftige Gebäude-Zustände des Gebäudes simuliert und zur Erkennung von zukünftigen Gebäude-Zustandsänderungen miteinander verglichen. In a further possible embodiment of the method according to the invention, future building states of the building are simulated and compared with each other to detect future building state changes.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mindestens ein sicherer Weg für die Person ausgehend von einem aktuellen Standort der innerhalb des Gebäudes befindlichen Person zu einem sicheren Zielort berechnet. In a further possible embodiment of the method according to the invention, at least one safe route for the person is calculated from a current location of the person inside the building to a safe destination.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der aktuelle Standort der Person mittels Sensoren erfasst. In a further possible embodiment of the method according to the invention, the current location of the person is detected by means of sensors.
Bei diesen Sensoren kann es sich beispielsweise um Kameras oder Sensorfußbodenplatten handeln. These sensors may be, for example, cameras or sensor floor panels.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der aktuelle Standort der Person anhand eines Betriebszustandes eines Arbeitsplatzrechners der Person erfasst. In a further possible embodiment of the method according to the invention, the current location of the person is detected on the basis of an operating state of a workstation of the person.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der aktuelle Standort der Person mittels eines von der Person mit sich geführten elektronischen Gerätes erfasst. In a further possible embodiment of the method according to the invention, the current location of the person is detected by means of an electronic device guided by the person.
Bei diesem elektronischen Gerät kann es sich um ein Mobiltelefon oder um ein mit einem RFID-Chip versehenes Badge handeln. This electronic device may be a mobile phone or a badge provided with an RFID chip.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden an die in dem Gebäude befindliche Person Leithinweise zur Bewegung entlang eines berechneten sicheren Weges übermittelt. In a further possible embodiment of the method according to the invention, guide notes for movement along a calculated safe path are transmitted to the person in the building.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden auf Basis der sensorisch überwachten oder simulierten Gebäudezustände beobachtbare Zustände eines Hidden-Markov-Modells des Gebäudes generiert. In a further possible embodiment of the method according to the invention, observable states of a hidden Markov model of the building are generated on the basis of the sensory-monitored or simulated building states.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das bereitgestellte Gebäude-Datenmodell durch ein BIM(Building Information Modeling)-Datenmodell gebildet, dessen Gebäude-Zustände innere Zustände des generierten Hidden-Markov-Modells des Gebäudes bilden. In another possible embodiment of the method according to the invention, the provided building data model is formed by a BIM (Building Information Modeling) data model whose building states form internal states of the generated hidden Markov model of the building.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden auf Basis des generierten Hidden-Markov-Modells des Gebäudes, welches als innere Zustände Gebäude-Zustände des BIM-Datenmodells und als beobachtbare Zustände die sensorisch erfassten oder simulierten Gebäude-Zustände aufweist, zukünftige Gebäude-Zustände und/oder Gebäude-Zustandsänderungen sowie deren Auftrittswahrscheinlichkeit berechnet. In a further possible embodiment of the method according to the invention, based on the generated hidden Markov model of the building, which has as internal states building states of the BIM data model and as observable states the sensory detected or simulated building states, future building states and / or building state changes and their probability of occurrence.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf Basis des generierten Hidden-Markov-Modells eine Auftrittswahrscheinlichkeit, dass ein zukünftiger Gebäude-Zustand und/oder eine zukünftige Gebäude-Zustandsänderung auftritt, in Abhängigkeit einer Veränderungsgeschwindigkeit von Sensorwerten, die von den an dem Gebäude vorgesehenen Sensoren gemessen oder simuliert werden, und/oder in Abhängigkeit von statistischen Auswertungen der gemessenen oder simulierten Sensorwerte berechnet. In a further possible embodiment of the method according to the invention, on the basis of the generated hidden Markov model, a probability of occurrence that a future building state and / or a future building state change occurs as a function of a rate of change of sensor values, which of the building provided sensors are measured or simulated, and / or calculated as a function of statistical evaluations of the measured or simulated sensor values.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf Basis des generierten Hidden-Markov-Modells eine Auftrittswahrscheinlichkeit, dass ein zukünftiger Gebäude-Zustand und/oder eine zukünftige Gebäude-Zustandsänderung auftritt, in Abhängigkeit von in der Vergangenheit aufgetretenen und gespeicherten Gebäude-Zuständen und/oder Gebäude-Zustandsänderungen und den dabei aufgetretenen und gespeicherten Sensorwerten berechnet. In a further possible embodiment of the method according to the invention, on the basis of the generated hidden Markov model, a probability of occurrence that a future building state and / or a future building state change occurs depending on past and stored building states and / or building status changes and the occurred and stored sensor values.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die berechnete Auftrittswahrscheinlichkeit eines zukünftigen Gebäude-Zustandes ausgewertet und automatisch präventiv Gegenmaßnahmen eingeleitet, welche das Auftreten des zukünftigen Gebäude-Zustandes verhindern und/oder dessen Auswirkungen reduzieren, falls die berechnete Auftrittswahrscheinlichkeit über einem einstellbaren Schwellenwert liegt und der zukünftige Gebäude-Zustand als sicherheitskritisch bewertet wird. In a further possible embodiment of the method according to the invention, the calculated occurrence probability of a future building state is evaluated and automatically initiated preventive countermeasures that prevent the occurrence of the future building state and / or reduce its effects, if the calculated probability of occurrence is above an adjustable threshold and the future building condition is assessed as safety-critical.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das bereitgestellte Gebäude-Datenmodell in Abhängigkeit der aufgetretenen Gebäude-Zustandsänderungen über die Zeit fortlaufend aktualisiert. In a further possible embodiment of the method according to the invention, the provided building data model is continuously updated over time as a function of the building state changes that have occurred.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird durch die aufgetretenen Gebäude-Zustandsänderungen eine Kette von Gebäude-Zuständen gebildet, welche innere Zustände eines instanziierten Hidden-Markov-Modells des Gebäudes bilden. In another possible embodiment of the method according to the invention, a chain of building states, which form internal states of an instantiated hidden Markov model of the building, is formed by the building state changes that have occurred.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Gebäude-Zustandsänderung oder ein Gebäudezustand des Gebäudes als sicherheitskritisch bewertet, falls die Sicherheit mindestens einer in dem Gebäude befindlichen Person hierdurch vermindert wird. In a further possible embodiment of the method according to the invention, a building status change or a building condition of the building is assessed as safety-critical if the safety of at least one person in the building is thereby reduced.
Die Erfindung schafft ferner ein System zur dynamischen Ermittlung eines sicheren Weges für mindestens eine in einem Gebäude befindliche Person mit den in Patentanspruch 16 angegebenen Merkmalen. The invention further provides a system for dynamically determining a safe path for at least one person in a building with the features specified in claim 16.
Die Erfindung schafft demnach ein System zur dynamischen Ermittlung eines sicheren Weges für mindestens eine in dem Gebäude befindliche Person mit:
einem Datenspeicher, der ein Gebäude-Datenmodell des Gebäudes speichert, das eine Gebäude-Topologie des Gebäudes und einen Gebäude-Zustand des Gebäudes angibt,
einer Überwachungseinheit, die den Gebäude-Zustand des Gebäudes zur Erkennung mindestens einer aufgetretenen Gebäude-Zustandsänderung überwacht, und mit
einer Berechnungseinheit, die mindestens einen sicheren Weg für die Person durch das Gebäude auf Basis des in dem Datenspeicher gespeicherten Gebäude-Datenmodells und der durch die Überwachungseinheit erkannten Gebäude-Zustandsänderungen berechnet, falls die erkannte Gebäude-Zustandsänderung und/oder der Gebäude-Zustand des Gebäudes als sicherheitskritisch bewertet wird. The invention accordingly provides a system for dynamically determining a safe path for at least one person in the building with:
a data store storing a building data model of the building indicating a building topology of the building and a building state of the building,
a monitoring unit that monitors the building state of the building to detect at least one building change of status that has occurred, and with
a computing unit that calculates at least one safe path for the person through the building based on the building data model stored in the data store and the building state changes detected by the monitoring unit if the detected building state change and / or the building state of the building is rated as safety-critical.
Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems erfasst die Überwachungseinheit Gebäude-Zustände des Gebäudes mittels Sensoren oder simuliert zukünftige Gebäude-Zustände, wobei die Überwachungseinheit diese Gebäude-Zustände miteinander zur Erkennung von aufgetretenen Gebäude-Zustandsänderungen fortlaufend vergleicht. In one possible embodiment of the system according to the invention, the monitoring unit detects building conditions of the building by means of sensors or simulates future building states, wherein the monitoring unit continuously compares these building states with each other for the detection of building status changes that have occurred.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems weist dieses System eine Leiteinheit auf, wobei die Leiteinheit an die betroffene in dem Gebäude befindliche Person Leithinweise zur Bewegung ausgehend von einem aktuellen Standort der Person entlang des durch die Berechnungseinheit berechneten sicheren Weges durch das Gebäude hindurch zu einem sicheren Zielort übermittelt. In a further possible embodiment of the system according to the invention, this system has a guide unit, wherein the guide unit to the affected located in the building Person transmits guidance notes on the movement from a current location of the person along the safe way calculated by the calculation unit through the building to a secure destination.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung generiert die Berechnungseinheit auf Basis der sensorisch überwachten oder simulierten Gebäude-Zustände beobachtbare Zustände eines Hidden-Markov-Modells. In a further possible embodiment of the device according to the invention, the calculation unit generates observable states of a hidden Markov model on the basis of the sensory monitored or simulated building states.
Dabei wird das bereitgestellte Gebäude-Datenmodell vorzugsweise durch ein BIM(Building Information Modeling)-Datenmodell gebildet, dessen Gebäude-Zustände innere Zustände des generierten Hidden-Markov-Modells des Gebäudes bilden. In this case, the provided building data model is preferably formed by a BIM (Building Information Modeling) data model whose building states form internal states of the generated hidden Markov model of the building.
Die Berechnungseinheit berechnet vorzugsweise auf Basis des generierten Hidden-Markov-Modells des Gebäudes zukünftige Gebäude-Zustände und/oder Gebäude-Zustandsänderungen sowie deren Auftrittswahrscheinlichkeit. The calculation unit preferably calculates future building states and / or building state changes on the basis of the generated hidden Markov model of the building as well as their probability of occurrence.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems berechnet die Berechnungseinheit auf Basis des generierten Hidden-Markov-Modells eine Auftrittswahrscheinlichkeit, dass ein zukünftiger Gebäude-Zustand und/oder eine zukünftige Gebäude-Zustandsänderung auftritt, in Abhängigkeit einer Veränderungsgeschwindigkeit von Sensorwerten, die von an dem Gebäude vorgesehenen Sensoren gemessen werden oder die simuliert werden und/oder in Abhängigkeit von statistischen Auswertungen der gemessenen oder simulierten Sensorwerte. In a further possible embodiment of the system according to the invention, the calculation unit calculates, on the basis of the generated hidden Markov model, a probability of occurrence that a future building state and / or a future building state change occurs as a function of a rate of change of sensor values Building provided sensors are measured or simulated and / or depending on statistical evaluations of the measured or simulated sensor values.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems berechnet die Berechnungseinheit auf Basis des generierten Hidden-Markov-Modells eine Auftrittswahrscheinlichkeit, dass ein zukünftiger Gebäude-Zustand und/oder eine zukünftige Gebäude-Zustandsänderung auftritt in Abhängigkeit von in der Vergangenheit aufgetretenen und gespeicherten Gebäude-Zuständen und/oder Gebäude-Zustandsänderungen und den dabei aufgetretenen und gespeicherten Sensorwerten. In a further possible embodiment of the system according to the invention, the calculation unit calculates on the basis of the generated hidden Markov model an occurrence probability that a future building state and / or a future building state change occurs as a function of building states that have occurred and are stored in the past and / or building status changes and the occurred and stored sensor values.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems wertet die Berechnungseinheit die Auftrittswahrscheinlichkeit des zukünftigen Gebäude-Zustandes aus und veranlasst eine Steuereinheit, präventiv Gegenmaßnahmen durchzuführen, welche das Auftreten des zukünftigen Gebäude-Zustandes verhindern, und/oder dessen Auswirkungen reduzieren, falls die berechnete Auftrittswahrscheinlichkeit des zukünftigen Gebäude-Zustandes über einem einstellbaren Schwellenwert liegt und der zukünftige Gebäude-Zustand als sicherheitskritisch bewertet wird. In a further possible embodiment of the system according to the invention, the calculation unit evaluates the probability of occurrence of the future building state and causes a control unit to perform preventive countermeasures, which prevent the occurrence of the future building state, and / or reduce its effects, if the calculated probability of occurrence of future building state is above an adjustable threshold and the future building condition is assessed as safety-critical.
Im Weiteren werden mögliche Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens und des erfindungsgemäßen Systems zur dynamischen Ermittlung eines sicheren Weges für mindestens eine in einem Gebäude befindliche Person unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert. In the following, possible embodiments of the method according to the invention and of the system according to the invention for the dynamic determination of a safe path for at least one person in a building will be explained in more detail with reference to the attached figures.
Es zeigen: Show it:
Wie man aus
Das Gebäudemanagementsystem
Der Datenspeicher
Bei dem in
Die Berechnungseinheit
Auf Basis des generierten Hidden-Markov-Modells HMM berechnet die Berechnungseinheit
Bei dem in
Die Gebäude-Zustände des Gebäudes G werden sensorisch, beispielsweise mittels der in
Bei einer möglichen Ausführungsform wird der berechnete Fluchtweg bzw. sichere Weg direkt an die betroffene Person übermittelt. Beispielsweise kann die Berechnungseinheit
Bei einer möglichen Ausführungsform werden auf Basis der sensorisch überwachten oder simulierten Gebäude-Zustände des Gebäudes G beobachtbare Zustände eines Hidden-Markov-Modells HMM des Gebäudes generiert. Das Hidden-Markov-Modell HMM ist ein stochastisches Datenmodell mit beobachtbaren Zuständen und mit nicht beobachtbaren inneren Zuständen. Das bereitgestellte Gebäude-Datenmodell wird vorzugsweise durch ein BIM-Datenmodell gebildet, dessen Gebäude-Zustände innere Zustände des generierten Hidden-Markov-Modells HMM des Gebäudes G bilden. Das generierte Hidden-Markov-Modell kann in einem Datenspeicher, beispielsweise dem Datenspeicher
Das bereitgestellte Gebäude-Datenmodell wird vorzugsweise in Abhängigkeit der aufgetretenen Gebäude-Zustandsänderungen über die Zeit fortlaufend aktualisiert. Die aufgetretenen Gebäude-Zustandsänderungen bilden eine Kette von Gebäude-Zuständen, welche innere Zustände eines instanziierten Hidden-Markov-Modells HMM des Gebäudes bilden. Eine Gebäude-Zustandsänderung oder ein aufgetretener Gebäude-Zustand des Gebäudes G wird durch die Berechnungseinheit
In einem ersten Schritt S1 wird ein Gebäude-Datenmodell des Gebäudes bereitgestellt. Das Gebäude-Datenmodell gibt eine Gebäude-Topologie und einen Gebäude-Zustand des Gebäudes an. In a first step S1, a building data model of the building is provided. The building data model indicates a building topology and a building state of the building.
In einem weiteren Schritt S2 wird der Gebäude-Zustand des Gebäudes zur Erkennung mindestens einer aufgetretenen Gebäude-Zustandsänderung überwacht. In a further step S2, the building state of the building is monitored to detect at least one building state change that has occurred.
Schließlich wird in einem Schritt S3 ein sicherer Weg für die Person P durch das Gebäude auf Basis des Gebäude-Datenmodells und der aufgetretenen Gebäude-Zustandsänderungen berechnet, falls die aufgetretenen Gebäude-Zustandsänderung oder der Gebäude-Zustand des Gebäudes G als sicherheitskritisch bewertet wird. Finally, in a step S3, a safe path for the person P is calculated by the building on the basis of the building data model and the occurred building state changes, if the occurred building state change or the building state of the building G is assessed as safety-critical.
Das in Schritt S1 bereitgestellte Gebäude-Datenmodell ist beispielsweise ein BIM-Datenmodell, welches in dem Datenspeicher
Die zeitlich sich ändernden Zustände des Gebäudes G bezüglich der Sensoren S werden auf das gespeicherte BIM-Datenmodell des Gebäudes abgebildet. Dies geschieht entweder durch Bereitstellung eines komplett neuen BIM-Datenmodells oder als eine Delta-Version zu dem jeweilig vorherigen Zustand des BIM-Datenmodells. Weiterhin kann der Gebäude-Zustand mit einem Datum bzw. Uhrzeit versehen werden, um seine Gültigkeit anzuzeigen. The temporally changing states of the building G with respect to the sensors S are mapped to the stored BIM data model of the building. This is done either by providing a completely new BIM data model or as a delta version to the respective previous state of the BIM data model. Furthermore, the building state can be provided with a date or time to indicate its validity.
Die verschiedenen Gebäude-Zustände, welche in dem BIM-Datenmodell angegeben sind, können sich beispielsweise hinsichtlich der Existenz von Wänden oder Treppen unterscheiden. Diese Gebäudestrukturen können beispielsweise durch Feuer oder Explosionen zerstört bzw. verändert werden. Ferner können Türen innerhalb des Gebäudes G geöffnet oder geschlossen sein. Weiterhin können sich die Zustände des BIM-Datenmodells hinsichtlich der Raumbelegung mit Personen P verändern. For example, the various building states specified in the BIM data model may differ in the existence of walls or stairs. These building structures can be destroyed or changed, for example, by fire or explosions. Furthermore, doors within the building G can be opened or closed. Furthermore, the states of the BIM data model can change with regard to the occupancy of persons with P.
In Reaktion auf einen neuen Gebäude-Zustand bzw. eine Gebäude-Zustandsänderung kann eine Personenstromsimulation PS durchgeführt werden. Diese Personenstromsimulation PS kann das BIM-Datenmodell als topologische Grundlage einlesen. Das Modell kann ferner um Personenquellen bzw. Ziele bzw. die entsprechenden Wege der Personen P von einer Quelle zu einem Ziel verändert, d.h. um einen individuellen Fluchtweg erweitert, werden. In response to a new building condition or a building condition change, a pedestrian flow simulation PS can be performed. This pedestrian flow simulation PS can read in the BIM data model as a topological basis. The model may also be modified for person sources or destinations or the respective ways of persons P from a source to a destination, i. be extended by an individual escape route.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden zwei oder mehrere aufeinanderfolgende Gebäude-Zustände miteinander verglichen, um zu erkennen, ob eine kritische Zustandsänderung vorliegt. Kritisch bedeutet hierbei z.B., dass von einem Gebäude-Zustand zum nächsten Gebäude-Zustand ein strukturelles Element innerhalb des Gebäudes, beispielsweise eine Wand, stark verändert bzw. zerstört wird. Beispielsweise kann eine Wand als strukturelles Element innerhalb des Gebäudes G durch eine Explosion oder durch ein Erdbeben einstürzen und somit den Gebäude-Zustand des Gebäudes verändern. Aktuelle Standorte von Wänden, Türen, Gängen, Treppen lassen sich beispielsweise in einem CAD-Modell angeben. Sensoren können einen aktuellen Zustand von strukturellen Gebäudeelementen erfassen, insbesondere ob eine Tür offen oder geschlossen ist oder, ob eine Wand intakt oder zerstört ist. Weiterhin liegt eine kritische Zustandsänderung in dem Gebäude vor, wenn ein Sensor innerhalb des Gebäudes einen Feueralarm auslöst. Ein weiteres Beispiel für eine kritische Zustandsänderung innerhalb des Gebäudes ist der Fall, wenn Räume oder Gänge innerhalb des Gebäudes überflutet werden. Die Erkennung der kritischen Zustandsänderungen erfolgt bei einer möglichen Ausführungsform durch direkten Vergleich entsprechender Sensorwerte bzw. BIM-Komponenten. In the method according to the invention, two or more successive building states are compared with one another in order to detect whether there is a critical state change. For example, "critical" here means that from one building state to the next building state, a structural element within the building, such as a wall, is greatly altered or destroyed. For example, a wall may collapse as a structural element within the building G by an explosion or by an earthquake and thus change the building state of the building. Current locations of walls, doors, corridors, stairs can be specified in a CAD model, for example. Sensors can detect a current state of structural building elements, in particular whether a door is open or closed, or whether a wall is intact or destroyed. Furthermore, there is a critical state change in the building when a sensor inside the building triggers a fire alarm. Another example of a critical state change within the building is when rooms or corridors within the building are flooded. The recognition of the critical state changes takes place in a possible embodiment by direct comparison of corresponding sensor values or BIM components.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird vorzugsweise bei jeder Zustandsänderung des BIM-Gebäude-Datenmodells eine erneute Personenstromsimulation PS angestoßen, welche einen optimalen Fluchtweg individuell für jede Person P berechnet. Der sichere Weg bzw. Fluchtweg für die in dem Gebäude G befindliche Person P wird somit dynamisch berechnet bzw. ermittelt. In the method according to the invention, a renewed passenger flow simulation PS, which calculates an optimal escape route individually for each person P, is preferably initiated at each change of state of the BIM building data model. The safe path or escape route for the person P in the building G is thus calculated or determined dynamically.
Falls das Ergebnis der aktuellen Personenstromsimulation PS von der vorherigen Fluchtwegberechnung abweicht, können durch das erfindungsgemäße Gebäudemanagementsystem
Neben bereits aufgetretenen Gebäude-Zustandsänderungen können durch eine Gefahrensimulation, beispielsweise hinsichtlich Feuer, Rauch oder Erdbeben, zusätzlich zukünftige Gebäude-Zustände bzw. Gebäude-Zustandsänderungen innerhalb des Gebäudes rechnerisch vorhergesagt bzw. prognostiziert werden, insbesondere mithilfe des gespeicherten Hidden-Markov-Modells HMM. Die Wahrscheinlichkeit der prognostizierten Zustandsänderung kann beispielsweise aus der Veränderungsgeschwindigkeit von Sensorwerten abgeleitet werden oder basiert auf Statistiken, die aus der Analyse von vergangenen Schadensereignissen gewonnen wurden. In addition to building status changes that have already occurred, it is also possible, by means of hazard simulation, for example with regard to fire, smoke or earthquakes, to predict or prognosticate future building conditions or changes of building conditions within the building stored hidden Markov model HMM. For example, the probability of the predicted state change may be derived from the rate of change of sensor values or based on statistics obtained from the analysis of past damage events.
Daher können auch im Vorfeld Änderungen von Sensorwerten prognostiziert werden, beispielsweise eine Brandausbreitung innerhalb des Gebäudes G. Ferner können über Personenstromsimulationen PS basierend auf dem neuen über das HMM berechneten Modellzustand im Vorfeld entsprechende präventive Gegenmaßnahmen eingeleitet bzw. ergriffen werden. Therefore, changes in sensor values can also be predicted in advance, for example a fire propagation within the building G. Furthermore, corresponding preventive countermeasures can be initiated or taken beforehand via passenger flow simulations PS based on the new model state calculated via the HMM.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und System ist es möglich, dynamisch auf unvorhergesehene Situationen innerhalb des Gebäudes zu reagieren. Dies geschieht vorzugsweise mithilfe eines Hidden-Markov-Modells HMM, das eine Kombination aus realen bzw. simulierten Sensorwerten auf einen wahrscheinlichsten Zustand des Gesamtsystems, d.h. des BIM-Datenmodells, abbildet. With the method and system according to the invention, it is possible to react dynamically to unforeseen situations within the building. This is preferably done using a Hidden Markov Model HMM, which combines a combination of real or simulated sensor values to a most probable state of the overall system, i. of the BIM data model.
Bei einer möglichen Ausführungsform können begehbare Flächen, die als Fluchtweg bzw. sicherer Weg in Frage kommen, als spezielle Polygonelemente in dem BIM-Gebäude-Datenmodell hinterlegt. Die Personen P können sich generell nur auf begehbaren Flächen bewegen. Die statischen Fluchtwege beruhen auf der Berechnung eines kürzesten bzw. schnellsten Weges, den Personen ausgehend von ihrem aktuellen Standort aus über diese begehbaren Flächen zu einem sicheren Gebäudeausgang nehmen können. Wird beispielsweise in einem Gebäudeabschnitt, beispielsweise dem in
Das erfindungsgemäße System
Das erfindungsgemäße Verfahren wurde im Zusammenhang mit
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DE102014205486.9A DE102014205486A1 (en) | 2014-03-25 | 2014-03-25 | Method and system for transmitting a path within a building |
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