TWI623919B - 大樓救援資訊系統 - Google Patents
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Abstract
本發明為一種大樓救援資訊系統，包含：複數無線收發裝置，設置在該大樓每一樓層的逃生通道或逃生出口內，並具有一與該訊號發射單元連結的接收判斷單元、及一與該接收判斷單元訊號連結的資訊發射單元；該接收判斷單元接收到該訊號發射單元的距離訊號後，至少判斷出每一樓層受困人員的人數及所處位置的搜救資訊，且將該搜救資訊轉換成一通知訊號並傳至該資訊發射單元；該資訊發射單元接收到該通知訊號後，則將該搜救資訊上傳至該大樓搜救資訊雲端伺服器，並持續更新。讓救難人員在出發前或到達大樓災害現場(如火災及地震)時，能立即掌握每一層樓內正確的受困人數及受困位置，以做為救援優先順序的重要參考依據。
Description
本發明係與救援資訊系統有關，特別是指一種大樓救援資訊系統。
一般在大樓各樓層所配置的傳統火災偵測系統，例如煙霧感測器、溫度感測器、或瓦斯偵測器等，其主要是在第一時間偵測到火災發生時，透過語音播報的形式來通知大樓內的人員發生火災了，警示人員儘速逃生，然而目前普遍設置在大樓內的火災逃生出口指示燈或逃生方向指示燈只能以固定方式靜態地指引出各樓層安全門的位置，但並無法指引出安全的逃生路線，導致受困人員皆蜂擁擠至不明確的逃生路線上，很容易錯過黃金逃生時間而受困大樓內。
然而，在救難人員抵達大樓火災現場時，救難人員亦無法第一時間掌握大樓內每一層樓受困人員的數目及受困位置，甚至尚有生命跡象的受困民眾，導致傳統搜救方式是採逐層逐戶、挨家挨戶的地毯式搜尋，使得受困民眾往往是在火勢控制後，才能被救難人員發覺其受困位置而進行搶救，喪失許多寶貴的黃金救援時間，造成每年火災平均上百人以上的傷亡，造成社會非常大的損失。
此外，救難人員因對大樓火災現場資訊無法充分掌握，例如無法立即判斷起火樓層、每一層樓的火災溫度高低及煙霧分布等火災資訊，僅憑救
難人員的本身經驗就冒險破門而人，進而導致閃燃的意外事件時有所聞，嚴重者將導致無辜的救難人員傷亡，折損國家寶貴培訓的救援人力。
此外，臺灣、日本及大陸皆位於地震活躍區帶，每年皆面臨地震的潛在威脅，如臺灣921集集大地震、311日本東北大地震及四川汶川大地震，其所造成人員傷亡慘重，然而依據英國消防和搜救大隊的資料顯示，地震災後長時間被困後獲救的倖存者，並非奇蹟，很多坍塌的大樓建築中會保留蜂窩結構的空穴或狹小殘留間隙，使人得以倖存。因此，在地震發生之後，救災指揮官在沒有完全確認檢查所有空穴或狹小殘留間隙之前，在尚未完成“選擇性建築物殘骸清除”之前，在所有希望還沒有都消失之前，絕不能輕易放棄或延遲搜救。倘若能在災後的寶貴黃金救援期間，可以儘速確定坍塌的大樓建築內受困者的位置及生命跡象，就能多挽救一些倖存者的生命。
目前常見的搜救倖存者的方式是由搜救大、其訓練師和搜救隊員組成搜救分隊，針對大樓坍塌的建築物可能形成的空穴和狹小殘留間隙進行地毯式搜索，向被困在建築物中但神智尚清醒的倖存者精神喊話，依據倖存者所發出重複求救信號(例如，發出求救聲或連續敲牆5下)，方能有效地、精確地判別坍塌建築物空穴中倖存者的位置及方向。然而，實際的災區狀況，倖存者身軀可能已被狹小殘留間隙的空間束縛住，手腳已無法施力敲牆來發出求救聲音；其次，災區現場混亂、人員嘈雜，也很難保持受災區域全然靜音來傾聽及判別倖存者發出的微弱求救聲音；再者，雖然搜救隊員可以使用光纖成像設備、紅外線熱影像設備來輔助救災，但常因倖存者受困於坍塌建築物內部深層，難以鑽探連續性、一系列觀察孔來深入放置上述輔助觀察設備，造成實際搜救困難及搜救進度緩慢；最後，在搜救人力、救災資源有限、且面臨黃金救援72小時期限壓力下，現場救難指揮官需要針對廣闊受災地區進行搜救地點優先順
序的選擇，倘若能提供現場救難指揮官有關大樓內每一層樓受困人員的人數及受困位置等相關救援資訊，就能輔助他做最正確的判斷。
有鑑於此，為了改善上述之缺點，本發明提出一種大樓救援資訊系統，提供現場救難人員(例如消防指揮官、消防人員、搜救人員)即時掌握大樓內每一層樓受困人員的人數及受困位置，做為救援優先順序的重要參考依據；同時本發明亦可適用發生地震時，搜救人員掌握大樓內每一層樓受困人員的人數及受困位置，做為搜救優先順序的重要參考依據；此外，亦提供現場救難人員即時的火場資訊，提供救難人員規劃進入火場安全路徑，以降低不必要的人員傷亡，即為本發明創作的動機。
本發明之目的在於提供一種大樓救援資訊系統，其主要能讓救難人員在出發前或到達大樓災害現場(如火災及地震)時，能立即掌握每一層樓內正確的受困人數及受困位置，以做為搜救優先順序的重要參考依據。
本發明另一目的在於提供一種大樓救援資訊系統，其主要提供現場救難人員進入火場安全路徑規劃；相對於傳統在不知火災情勢而冒險破門而入的救災方式，更能保護救難人員的生命安全。
緣是，為了達成前述目的，依據本發明所提供一種大樓救援資訊系統，適用於搭配一大樓搜救資訊雲端伺服器及複數可攜式裝置使用，該可攜式裝置配載在一大樓每一樓層的受困人員身上，並具有至少能夠發出一距離訊號的訊號發射單元；該大樓救援資訊系統包含：複數無線收發裝置，設置在該大樓每一樓層的逃生通道或逃生出口內，並具有一與該訊號發射單元連結的接收判斷單元、及一與該接收判斷單元訊號連結的資訊發射單元；該接收判斷單元接收到該訊號發射單元的距離訊
號後，至少判斷出每一樓層受困人員的人數及所處位置的搜救資訊，且將該搜救資訊轉換成一通知訊號並傳至該資訊發射單元；該資訊發射單元接收到該通知訊號後，則將該搜救資訊上傳至該大樓搜救資訊雲端伺服器，並持續更新。
較佳地，該可攜式裝置為具無線網路連結功能的智慧型手機或穿載式裝置。
較佳地，該無線收發裝置是藉由該接收判斷單元與該訊號發射單元之間的通訊強度(RSSI，Received Signal Strength Indication)或該接收判斷單元與該訊號發射單元之間的訊號接收時間差，該接收判斷單元即可計算出可攜式裝置與無線收發裝置之間的距離，以判斷出每一樓層受困人員所處位置的搜救資訊。
較佳地，該無線收發裝置為具有一不斷電單元的逃生出口指示燈或逃生方向指示燈，該不斷電單元提供該接收判斷單元及資訊發射單元作動所需的電力。
較佳地，各該可攜式裝置更具有一能夠發出一生命跡象訊號的生命跡象感測單元，各該無線收發裝置的接收判斷單元接收到該生命跡象訊號後，使得該搜救資訊包含每一樓層受困人員的生命跡象。
較佳地，該生命跡象感測單元能夠偵測受困人員是否在移動狀態或脈搏是否停止，以產生該生命跡象訊號。
較佳地，各該無線收發裝置更包含一偵測單元，該偵測單元用來偵測該大樓每一樓層為溫度、煙霧、或瓦斯等火災特徵，並產生一火災特徵訊號，該接收判斷單元接收到該偵測單元的火災特徵訊號後，該接收判斷單元即判斷出每一樓層該火災特徵的分布，使該搜救資訊包含該火災特徵的分布。
較佳地，該大樓搜救資訊雲端伺服器能夠將該搜救資訊傳至該大樓的管理室、消防救災中心、現場救難指揮官的可攜式裝置、或現場救難人員的可攜式裝置。
較佳地，各該可攜式裝置的訊號發射單元與各該無線收發裝置的接收判斷單元之間的訊號連結是使用BT藍牙協定通訊、Wi-Fi協定通訊、ZigBee協定通訊或其他無線協定通訊。
較佳地，該資訊發射單元與該大樓搜救資訊雲端伺服器之間的訊號連接是使用Wi-Fi協定通訊、3G、4G、5G無線協定通訊。
有關本發明為達成上述目的，所採用之技術、手段及其他之功效，茲舉二較佳可行實施例並配合圖式詳細說明如後。
10‧‧‧大樓搜救資訊雲端伺服器
20‧‧‧可攜式裝置
21‧‧‧訊號發射單元
211‧‧‧距離訊號
22‧‧‧生命跡象感測單元
221‧‧‧生命跡象訊號
31‧‧‧大樓
311‧‧‧火災特徵
32‧‧‧受困人員
33‧‧‧3樓
331‧‧‧第一位置
332‧‧‧第二位置
333‧‧‧第三位置
334‧‧‧第四位置
40‧‧‧無線收發裝置
41‧‧‧接收判斷單元
411‧‧‧搜救資訊
412‧‧‧通知訊號
42‧‧‧資訊發射單元
43‧‧‧不斷電單元
44‧‧‧偵測單元
441‧‧‧火災特徵訊號
51‧‧‧大樓的管理室
52‧‧‧消防救災中心
53‧‧‧現場救難指揮官的可攜式裝置
54‧‧‧現場救難人員的可攜式裝置
圖1係本發明第一實施例的示意圖。
圖2係本發明第一實施例的方塊圖，僅顯示一無線收發裝置的狀態。
圖3係本發明第一實施例的側視圖。
圖4係本發明第二實施例的方塊圖。
圖5係本發明第二實施例的側視圖。
圖6係本發明第三實施例的方塊圖。
圖7係本發明第三實施例的立體示意圖。
圖8係本發明第三實施例的示意圖，顯示3樓火災特徵的狀態。
參閱圖1至圖3所示，本發明第一實施例所提供的一種大樓救援資訊系統，適用於搭配一大樓搜救資訊雲端伺服器10及複數可攜式裝置20使用，該可攜式裝置20配載在一大樓31每一樓層的受困人員32身上，並具有至少能夠發
出一距離訊號211的訊號發射單元21；本實施例中，該可攜式裝置20為具無線網路連結功能的智慧型手機，亦可為穿載式裝置，但不以此為限。該大樓救援資訊系統包含：複數無線收發裝置40，設置在該大樓31每一樓層的逃生通道或逃生出口內，並具有一與該訊號發射單元21連結的接收判斷單元41、及一與該接收判斷單元41訊號連結的資訊發射單元42；本實施例中，該無線收發裝置40為具有一不斷電單元43的逃生方向指示燈，亦可為逃生出口指示燈，但不以此為限，該不斷電單元43提供該接收判斷單元41及資訊發射單元42作動所需的電力。
該接收判斷單元41接收到該訊號發射單元21的距離訊號211後，判斷出每一樓層受困人員32的人數及所處位置的搜救資訊411，且將該搜救資訊411轉換成一通知訊號412並傳至該資訊發射單元42；本實施例中，該接收判斷單元41與該訊號發射單元21之間的通訊強度(RSSI，Received Signal Strength Indication)或該接收判斷單元41與該訊號發射單元21之間的訊號接收時間差，該接收判斷單元41即可計算出可攜式裝置20(受困人員32)與無線收發裝置40之間的距離，以判斷出每一樓層受困人員32所處位置的搜救資訊411；另外，本實施例中，該可攜式裝置20的訊號發射單元21與各該無線收發裝置40的接收判斷單元41之間的訊號連結是使用BT藍牙協定通訊、Wi-Fi協定通訊、ZigBee協定通訊或其他無線協定通訊，但不以此為限。
該資訊發射單元42接收到該通知訊號412後，則將該搜救資訊411上傳至該大樓搜救資訊雲端伺服器10，並持續更新；本實施例中，該資訊發射單元42與該大樓搜救資訊雲端伺服器10之間的訊號連接是使用Wi-Fi協定通訊、3G、4G、5G無線協定通訊；另外，本實施例中，該大樓搜救資訊雲端伺服器10能夠將該搜救資訊411傳至該大樓的管理室51、消防救災中心52、現場救難指揮官的可攜式裝置53、或現場救難人員的可攜式裝置54，但不以此為限。
以上所述即為本發明第一實施例各主要構件的組態說明。至於本發明的作動方式說明如下。請同時配合圖2及圖3，並以大樓發生火災的狀況來輔助說明本大樓救援資訊系統的運作流程如下。
當大樓31內發生火災時，設在1樓至5樓的無線收發裝置40分別與對應樓層的受困人員32的可攜式裝置20相互通訊連結，令1樓至5樓的無線收發裝置40的接收判斷單元41所測得的受困人數為：1樓：0員、2樓：0員、3樓：4員、4樓：11員、5樓：7員，此時，各樓層的無線收發裝置40的資訊發射單元42則將受困人員32的人數及所處位置的搜救資訊411上傳至該大樓搜救資訊雲端伺服器10，該大樓搜救資訊雲端伺服器10再將該搜救資訊411傳至現場救難人員的可攜式裝置54(當然亦可同時傳至該大樓的管理室51、消防救災中心52、現場救難指揮官的可攜式裝置53)，如此，能讓救難人員在出發前或到達火災現場時，立即掌握每一層樓正確的受困人數及受困位置，以做為救援優先順序的重要參考依據，從圖3可以輕易得知，由於4樓的受困人數多於其他樓層的受困人數，因此4樓應為現場救難人員優先救援的樓層，來取代傳統逐層逐戶、挨家挨戶的地毯式搜救方式。
值得一提的是，根據目前建築法規及大樓消防安全法規，火災逃生出口指示燈或逃生方向指示燈是每一棟大樓必備的安全裝置，而且至少每隔25公尺必須設置一個，通常設置於寬敞的走道及安全逃生出口高處，收發訊號不易有障礙；此外，法規亦規定該裝置平日以常用電源點燈，但在停電、斷電時，能自動切換成緊急電源點燈，必須另設置緊急電源(如不斷電單元或內建蓄電池)，並確保其運作時間應維持至少90分鐘以上。因此，本發明的無線收發裝置40為具有一不斷電單元43的逃生方向指示燈或逃生出口指示燈，係利用現有大樓的安全裝置，就可輕易達成大樓救援資訊系統的硬體及基本電力需求。
其次，針對火災或地震發生時，大樓31的基本電源回路會被切
斷，造成一般電器用品(如電視、冰箱、電腦及燈具等)皆會瞬間跳電而無法正常運作，然而，火災逃生出口指示燈或逃生方向指示燈本身內建不斷電系統(即不斷電單元43)，即使大樓31因火災或地震而被斷電，它們可以維持至少90分鐘以上的運作，沒有電源供應或中斷的議題，非常適合做為大樓救援資訊系統可通訊偵測的物聯網節點。
再者，以火災逃生出口指示燈或逃生方向指示燈做為無線收發裝置40基礎的大樓救援資訊系統，不管針對舊大樓或新大樓，不需額外的配線或空間，也不影響及破壞原先大樓的室內裝潢及設施，可隨時直接進行物聯網節點的設置，對於建置的成本、彈性、方便性及成網性，都具有相當的優勢及潛力。
參閱圖4、圖5所示，本發明第二實施例所提供的一種大樓救援資訊系統，同樣適用於搭配一大樓搜救資訊雲端伺服器10及複數可攜式裝置20使用，該可攜式裝置20配載在一大樓31每一樓層的受困人員32身上，並具有訊號發射單元21；該大樓救援資訊系統同樣包含複數無線收發裝置40，該無線收發裝置40具有一接收判斷單元41及一資訊發射單元42，由於第二實施例的組態及功效同於第一實施例，故不再贅述，第二實施例不同處在於：該可攜式裝置20更具有一能夠發出一生命跡象訊號221的生命跡象感測單元22，各該無線收發裝置40的接收判斷單元41接收到該生命跡象訊號221後，使得該搜救資訊411包含每一樓層受困人員31的生命跡象。
據此，當大樓31內發生火災時，設在1樓至第5樓的無線收發裝置40分別與對應樓層的受困人員32的可攜式裝置20相互通訊連結，令1樓至5樓的無線收發裝置40的接收判斷單元41所測得的受困人數為：1樓：0員、2樓：0員、3樓：4員、4樓：11員、5樓：7員，此時，該可攜式裝置20的生命跡象感測單元22同時對受困人員32進行生命跡象的檢測，並將檢測結果產生一生命跡象訊號221
至該無線收發裝置40，令該無線收發裝置40的接收判斷單元41所測得的生命跡象為：1樓：0員、2樓：0員、3樓：4員、4樓：3員、5樓：7員，由此可知，雖然4樓的受困人數最多(11員)，然而4樓具有生命跡象的受困人數僅為3員，但5樓具有生命跡象的受困人數卻高達7員，因此與其他樓層的具生命跡象受困人數相較判斷下，5樓應為現場救難人員優先救援的樓層。
參閱圖6至圖8所示，本發明第三實施例所提供的一種大樓救援資訊系統，同樣適用於搭配一大樓搜救資訊雲端伺服器10及複數可攜式裝置20使用，該可攜式裝置20配載在一大樓31每一樓層的受困人員32身上，並具有訊號發射單元21；該大樓救援資訊系統同樣包含複數無線收發裝置40，該無線收發裝置40具有一接收判斷單元41及一資訊發射單元42，由於第三實施例的組態及功效同於第一實施例，故不再贅述，第三實施例不同處在於：各該無線收發裝置40更包含一偵測單元44，該偵測單元44用來偵測該大樓31每一樓層為溫度、煙霧、或瓦斯的火災特徵311，並產生一火災特徵訊號441，該接收判斷單元41接收到該偵測單元44的火災特徵訊號441後，該接收判斷單元41即判斷出每一樓層該火災特徵311的分布，使該搜救資訊411包含該火災特徵311的分布；當然該偵測單元44作動所需電力，仍可由不斷電單元43提供。
據此，當設在三樓33第一位置331的無線收發裝置40的偵測單元44及第二位置332的無線收發裝置40的偵測單元44偵測到溫度過高的火災特徵311時，該偵測單元44所產生的火災特徵訊號441會傳至該接收判斷單元41，該接收判斷單元41即判斷出3樓中該火災特徵311的分布，使該搜救資訊411包含該火災特徵311的分布，以提供現場消防搜救人員進入火場安全路徑規劃；相對於傳統在不知火災情勢而冒險破門而入的救災方式，更能保護救災人員的生命安全。從圖7可以得知，第一位置331的火災特徵311為溫度，且溫度值為86℃，第二位置332的火災特徵311為溫度，且溫度值為78℃，第三位置333的火災特徵311
為溫度，且溫度值為40℃，第四位置334的火災特徵311為溫度，且溫度值為45℃，因此，救難人員得以立即判斷應由第三位置333或第四位置334進入火災現場進行救援工作為最佳，以避免常見因救難人員破門而造成閃燃的意外事件發生，進而防止救難人員傷亡，折損國家寶貴培訓的救難人力。
綜上所述，上述各實施例及圖式僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以之限定本發明實施之範圍，舉凡大樓不幸遭受火災、地震、土石流、水災等重大天然災害而導致受困者急需外界救援時，本發明皆能應用之，即大凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應屬本發明專利涵蓋之範圍內。
Claims (6)
- 一種大樓救援資訊系統，適用於搭配一大樓搜救資訊雲端伺服器及複數可攜式裝置使用，該可攜式裝置配載在一大樓每一樓層的受困人員身上，並具有至少能夠發出一距離訊號的訊號發射單元；該大樓救援資訊系統包含：複數無線收發裝置，設置在該大樓每一樓層的逃生通道或逃生出口內，並具有一與該訊號發射單元連結的接收判斷單元、及一與該接收判斷單元訊號連結的資訊發射單元；該接收判斷單元接收到該訊號發射單元的距離訊號後，至少判斷出每一樓層受困人員的人數及所處位置的搜救資訊，且將該搜救資訊轉換成一通知訊號並傳至該資訊發射單元；該資訊發射單元接收到該通知訊號後，則將該搜救資訊上傳至該大樓搜救資訊雲端伺服器，並持續更新；其中該無線收發裝置為具有一不斷電單元的逃生出口指示燈或逃生方向指示燈，該不斷電單元提供該接收判斷單元及資訊發射單元作動所需的電力；其中該無線收發裝置是藉由該接收判斷單元與該訊號發射單元之間的通訊強度(RSSI，Received Signal Strength Indication)或該接收判斷單元與該訊號發射單元之間的訊號接收時間差，該接收判斷單元即可計算出可攜式裝置與無線收發裝置之間的距離，以判斷出每一樓層受困人員所處位置的搜救資訊；其中各該無線收發裝置更包含一偵測單元，該偵測單元用來偵測該大樓每一樓層為溫度、煙霧、或瓦斯的火災特徵，並產生一火災特徵訊號，該接收判斷單元接收到該偵測單元的火災特徵訊號後，該接收判斷單元即判斷出每一樓層該火災特徵的分布，使該搜救資訊包含該火災特徵的分布；其中該大樓搜救資訊雲端伺服器能夠將該搜救資訊傳至該現場救難指揮官的可攜式裝置、或現場救難人員的可攜式裝置，以提供該救難人員進入火場安全路徑規劃。
- 如請求項1所述之大樓救援資訊系統，其中該可攜式裝置為具無線網路連結功能的智慧型手機或穿載式裝置。
- 如請求項1所述之大樓救援資訊系統，其中各該可攜式裝置更具有一能夠發出一生命跡象訊號的生命跡象感測單元，各該無線收發裝置的接收判斷單元接收到該生命跡象訊號後，使得該搜救資訊包含每一樓層受困人員的生命跡象。
- 如請求項3所述之大樓救援資訊系統，其中該生命跡象感測單元能夠偵測受困人員是否在移動狀態或脈搏是否停止，以產生該生命跡象訊號。
- 如請求項1所述之大樓救援資訊系統，其中各該可攜式裝置的訊號發射單元與各該無線收發裝置的接收判斷單元之間的訊號連結是使用藍牙協定通訊、Wi-Fi協定通訊、ZigBee協定通訊。
- 如請求項1所述之大樓救援資訊系統，其中該資訊發射單元與該大樓搜救資訊雲端伺服器之間的訊號連接是使用Wi-Fi協定通訊、3G、4G、5G無線協定通訊。
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