TWI774404B - 火場逃生導引及搜救輔助系統、以及基於提高火場存活率的資訊應用方法 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種火場逃生導引及搜救輔助系統，包括可定址煙 霧偵測裝置、受信總機以及雲端伺服主機；該些可定址煙霧偵測裝置分別安設於一建築物中的多個監測點以發送偵測數據、指定位址以及用戶位置信號之環境狀態訊號；受信總機用以接收來環境狀態訊號並轉換成異常警報信號；雲端伺服主機用以接收異常警報信號且包含地理圖資、導引規劃單元和路徑產生單元；導引規劃單元用以根據一火災事故現場的即時狀況產生一即時導引資訊；路徑產生單元用以根據最新產生之即時導引資訊以及用戶位置產生最佳化逃生路徑；其中雲端伺服主機根據用戶位置發送路徑導引資訊至可攜式行動裝置，該路徑導引資訊至少包含有該最佳化逃生路徑中至少一部分鄰近該可攜式行動裝置的路線，而該即時導引資訊可根據來自可攜式行動裝置的無線通訊範圍信號進行修正更新，再由路徑產生單元產生更新後之最佳化逃生路徑並回傳至可攜式行動裝置。藉此，引導建築物內的人員可快速逃離建築物，以提升火災現場的人員存活率。

Description

火場逃生導引及搜救輔助系統、以及基於提高火場 存活率的資訊應用方法

本發明係關於一種火災現場的逃生/救援設備技術領域，特別指一種應用於社區大樓、商場/賣場、展覽館等建築的煙霧偵測裝置、火場逃生導引系統、火場搜救輔助系統、提高火場存活率的優化方法。

於日常生活中，各種災害不斷發生，當中又以火災發生頻率最高。當面對火災現場時，一般民眾通常束手無策，僅能倚靠消防救災人員的救援，火災可怕的地方是常常發生於三更半夜或是無人的地方，星星之火若無及早發現一旦蔓延開來常常會成為大火，造成重大的傷亡。時有耳聞在火警初期因不慎操作滅火裝置導致火勢蔓延開來或者在無人的地方發生不可挽救的大火，其實這些都可以用科技的力量來降低及避免災害的發生，如早年海山煤礦的安全人員發現失火時，因為不會操作滅火器而將滅火器往火堆丟入，結果造成不可彌補的重大傷亡。而台中ALA夜店當火災發生時找不到滅火器和不懂使用滅火器，也造成數人死亡，多人受傷之慘劇。所以在台北捷運公司之各捷運站內宣導的救火準則是滅火、通報逃離，以滅火為最優先。隨著現今社會越來越注重公共安全的趨勢下，人們對於災害的預防亦更趨重視，除了建築物的防災設計及防火耐震建材的使用之外，建築物內的逃生避難指示標誌也是不可或缺的設備之一。

消防法規中明文規定，於公共場所或住家等建築物的室內空間轉角處、樓梯、出入口、安全門、逃生門或是逃生動線上，需設置逃生指示燈，如：方向指示燈、樓層指示燈、出入口標示燈等逃生避難指示標誌，以於發生火災或其它意外時，指引人員逃生方向及指示出口，而可迅速撤離災害現場。然而，現今的逃生指示燈僅單純提供照明的提醒作用，並非所有人都了解逃生路線及災害狀況，且在平常的狀況和危急的狀況都顯示相同的狀態指示，不易讓人發現危機的發生，再者，當火災發生之時，室內的能見度低，無法清楚的知道逃生方向或所在位置，且濃煙瀰漫，不僅呼吸困難，連眼睛都睜不開，使得人員需閉著眼睛逃生，在這種情況下，在這種情況下，逃生人員沒有辦法看清楚“逃生指示燈”所指示的逃生方向，往往逃生不及而被困在裡面。再者，在大型住宅或商場內，由於住戶/人員比較密集，逃生住戶/人員會根據疏散指示燈蜂擁於一處，這樣非常容易造成***故；同時，火災現場的情況瞬息萬變，有時會在疏散通道內發生火災，這樣疏散指示很可能將人員引導至一條危險的逃生道路上，由此可知，現行火災發生時的警示相關設備所發揮之功效實在有限。

是以，如何改善上述問題並且提供根據火災現場的即時情況進而及時調整疏散逃生路徑以及提升火災現場的救援成功率，申請人有鑑於習知技術中所產生之缺失，經過悉心試驗與研究，並一本鍥而不捨之精神，終構思出本發明以解決習知技藝的缺點。

有鑑於此，本發明提供一種可定址煙霧偵測裝置、火場逃生導引及搜救輔助系統、以及基於提高火場存活率的資訊應用方法，通過具有短距離通訊的可定址煙霧偵測裝置可即時監測煙霧並與建築物內的可攜 式行動裝置進行通訊，並將偵測數據以及人員位置通過受信總機傳送至雲端伺服主機進行分析，當發生火災時，雲端伺服主機通過運算分析以產生對於火場受困人員或者消防救難人員有利逃生或者救援的即時動態資訊，並通過雲端伺服主機各別傳送至受困人員或者消防救難人員自身的可攜式行動裝置，尤其是公共場所或住家等建築物發生火災等緊急狀況時，可以引導建築物內的人員可快速逃離建築物或者增加建築物外的搜救人員更快尋找到受困人員的機率，以提升火災現場的人員存活率。

為達成本發明之一目的，本發明提供一種可定址煙霧偵測裝置，包括殼體、煙霧感知單元以及信標發送單元；該煙霧感知單元安設於該殼體中且用以偵測因煙霧粒子而散射所產生的光並轉換為一電子訊號；該信標發送單元安設於該殼體中且包含一微處理器、一定址受信模組以及一收發模組，該微處理器用以接收該電子訊號並轉換為一偵測數據，該定址受信模組電連接該微處理器且用以設定一或多個位址，並且該定址受信模組能夠發送一信標無線訊號以使在其訊號區域中每一持有可攜式行動裝置之用戶通過無線通訊方式來監測到該可攜式行動裝置的出現，來回應產生一用戶位置信號，而該收發模組電連接該微處理器且用以發送包含該偵測數據、該定址受信模組所指定位址以及該用戶位置信號之一環境狀態訊號並傳送至外部的一受信總機，以使當火災發生時，藉由該信標無線訊號取得火災發生區域；其中該定址受信模組為一具有身分ID且由外部訊號進行設定之電子式定址受信模組、或者是具有多個指撥開關之二進位式定址受信模組。

根據本發明一實施例，其中該定址受信模組係為一低功率藍芽模組(Bluetooth Low Energy，BLE)，該低功率藍芽模組被指定一MAC位址以定義出該信標發送單元所配置的位置訊號，並且用以在其訊號區域 中每一持有該可攜式行動裝置之用戶通過藍芽通訊方式進行監測，而該收發模組為一無線雙向收發器或者一有線雙向收發器。

為達成本發明之另一目的，本發明再提供一種火場逃生導引及搜救輔助系統，包括本發明上述之可定址煙霧偵測裝置、至少一受信總機以及一雲端伺服主機；該些可定址煙霧偵測裝置分別安設於一建築物中的多個監測點，用以發送包含每個監測點之該偵測數據、該定址受信模組所指定位址以及該用戶位置信號之該環境狀態訊號；該受信總機配置在該建築物之部分樓層中，用以接收來自可定址煙霧偵測裝置所發送之該環境狀態訊號並轉換成一異常警報信號；該雲端伺服主機用以接收該異常警報信號且包含一地理圖資、一導引規劃單元和一路徑產生單元；該地理圖資至少包含該建築物各樓層之平面結構圖、消防設施、通訊設備及逃生門之位置；該導引規劃單元用以根據一火災事故現場的即時狀況產生一即時導引資訊；該路徑產生單元用以根據最新產生之該即時導引資訊以及該用戶位置產生一最佳化逃生路徑，該最佳化逃生路徑為具有通往N個特定目標之路線圖且N≧1；其中該雲端伺服主機根據該用戶位置信號發送一路徑導引資訊至該可攜式行動裝置，該路徑導引資訊至少包含有該最佳化逃生路徑中至少一部分鄰近該可攜式行動裝置的路線，而該導引規劃單元所產生的該即時導引資訊可根據來自該可攜式行動裝置的無線通訊範圍信號進行修正更新，再由路徑產生單元產生更新後之該最佳化逃生路徑並回傳至該可攜式行動裝置。

根據本發明一實施例，其中該導引規劃單元連結一導引計畫資料庫，該導引計畫資料庫包含有與該可定址煙霧偵測裝置對應的多個預定導引資訊；該導引規劃單元根據多個該異常警報訊號中的偵測數據以及 該地理圖資之結合計算以產生一火災模擬現場狀態資訊，並根據火災模擬現場狀態資訊自該預定導引資訊中之一選擇作為該即時導引資訊。

根據本發明一實施例，其中該受信總機係為一R型受信總機，該R型受信總機對應到多個該可定址煙霧偵測裝置，以分別接收該些該可定址煙霧偵測裝置通過該收發模組所發送的該環境狀態訊號。

根據本發明一實施例，其中該可攜式行動裝置內載有一逃生導引應用程式，該逃生導引應用程式用以圖像方式顯示包含有該可攜式行動裝置之即時位置的該最佳化逃生路徑之動態路線圖，且該動態路線圖根據該可攜式行動裝置的移動方向自動變換導引方向。

根據本發明一實施例該雲端伺服主機還包含有一訊號強度判斷單元以及一人員定位通報單元；該訊號強度判斷單元用以根據該異常警報信號，來分析計算出每一持有可攜式行動裝置之用戶的受困人數及其相對距離之一待救援資訊；該人員定位通報單元用以接收該待救援資訊並結合該地理圖資，以產生該建築物中各樓層中每一持有可攜式行動裝置之用戶的人數以及即時位置的一搜救通報資訊，而火災現場救難人員係透過自身的可攜式行動裝置自該雲端伺服主機以有線或無線方式接收該搜救通報資訊。

根據本發明一實施例，該訊號強度判斷單元是根據該些可定址煙霧偵測裝置中的該定址受信模組與每一持有可攜式行動裝置之用戶之間的通訊強度(RSSI,Received Signal Strength Indication)、或者是該可定址煙霧偵測裝置中的該定址受信模組與每一持有可攜式行動裝置之用戶之間的訊號接收時間差，來分析計算出每一用戶所受困的人數與相對距離之該待救援資訊。

根據本發明一實施例，其中該雲端伺服主機更包含一火場模擬單元，該火場模擬單元根據配置在該建築物中各樓層的多個該異常警報訊號中的偵測數據以及該地理圖資之結合，來分析計算以產生一火場特徵模擬分布圖，並與該訊號強度判斷單元所產生的該待救援資訊結合，由該人員定位通報單元分析運算以產生具有該火場特徵模擬分布圖之該搜救通報資訊。

根據本發明一實施例，其中該訊號強度判斷單元更包含根據該些可定址煙霧偵測裝置中的該定址受信模組與每一持有可攜式行動裝置之用戶之間的訊號接收時間差，並根據每一持有可攜式行動裝置之用戶的在一定時間內是否移動一預定距離，來判斷每一持有可攜式行動裝置之用戶的受困程度以產生一生命跡象感測資訊，並由該人員定位通報單元分析運算以產生具有該生命跡象感測資訊之該搜救通報資訊。

為達成本發明之又一目的，本發明再提供一種基於提高火場存活率的資訊應用方法，適用於具有可攜式行動裝置之用戶，其步驟包括： 提供本發明上述之火場逃生導引及搜救輔助系統；自該可攜式行動裝置通過連線接收該最佳化逃生路徑以及該搜救通報資訊之前述任一者之資料封包；自該可攜式行動裝置之一顯示螢幕查看該最佳化逃生路徑以及該搜救通報資訊之前述任一者之即時資訊；其中該最佳化逃生路徑之資訊包含動態圖像、路徑提示語音或者彈出提示框之前述任一者或以上。

10:可定址煙霧偵測裝置

11:殼體

12:煙霧感知單元

12a:發射器

12b:分光鏡

12c:感測腔室

12d:校正腔室

12e:透鏡

12f:光感測器

12g:類比/數位轉換器

12h:過濾網

13:信標發送單元

13a:微處理器

13b:定址受信模組

13c:收發模組

20:受信總機20

30:可攜式行動裝置

300:雲端伺服主機

310:地理圖資

311:導引規劃單元

312:路徑產生單元

315:導引計畫資料庫

321:訊號強度判斷單元

322:人員定位通報單元

323:火場模擬單元

50:可攜式行動裝置

B:建築物

E:火災事故區域

H:特定目標

L:走廊

R1:房間

R2:房間

R3:房間

R4:房間

R5:房間

R6:房間

G:即時導引資訊

R:最佳化逃生路徑

P1:待救援資訊

P2:搜救通報資訊

S1:信標無線訊號

S2:環境狀態訊號

S3:異常警報信號

圖1係顯示本發明之可定址煙霧偵測裝置的運作架構圖。

圖2係顯示本發明之定址受信模組的一實施態樣。

圖3係顯示本發明之火場逃生導引及搜救輔助系統在逃生端的運作架構圖。

圖4係顯示本發明之在可攜式行動裝置顯示最佳化逃生路徑的一實施態樣。

圖5係顯示本發明之火場逃生導引及搜救輔助系統的在搜救端的運作架構圖。

圖6係顯示本發明之在可攜式行動裝置顯示搜救通報資訊的一實施態樣。

為了對本發明的技術特徵、目的和效果有更加清楚的理解，現對照附圖詳細說明本發明的具體實施方式。有關本發明之詳細說明及技術內容，配合圖式說明如下，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本創作加以限制者；而關於本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之各實施例的詳細說明中，將可清楚呈現，以下實施例所提到的方向用語，例如：「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」等，僅是參考附加圖示的方向。因此，使用的方向用語是用來說明，而並非用來限制本創作；再者，在下列各實施例中，相同或相似的元件將採用相同或相似的元件標號。

基於習知技術的缺點，本發明之目的在於改善上述問題並且提供根據火災現場的即時情況進而及時調整疏散逃生路徑以及提升火災現場的救援成功率。據此，本發明分別提出一種可定址煙霧偵測裝置、火場逃生導引及搜救輔助系統、以及基於提高火場存活率的優化方法。關於本發明所述之可定址煙霧偵測裝置、火場逃生導引及搜救輔助系統、以及基 於提高火場存活率的優化方法主要是應用在公共場所或住家等建築物發生火災等緊急狀況時，除了可以引導建築物內的人員可快速逃離建築物或者增加建築物外的搜救人員更快尋找到受困人員的機率，以提升火災現場的救援成功率。據此，以下將依序詳細說明本發明之技術特徵。首先，請參考圖1所示，本發明所提出的一種可定址煙霧偵測裝置10，其主要包括殼體11、煙霧感知單元12以及信標發送單元13。

殼體11可安裝在建築物內各樓層中的天花板W且該殼體11內部設有煙霧感知單元12以及信標發送單元13，而煙霧感知單元12用以偵測因煙霧粒子而散射所產生的光並轉換為一電子訊號，其主要包含有光發射器12a、分光鏡12b、感測腔室12c以及校正腔室12d，而該分光鏡12b前方設置有感測腔室12c和校正腔室12d，感測腔室12c和校正腔室12d內均設置有透鏡12e，該透鏡12e的前側設置有光感測器12f，該光感測器12f與類比/數位轉換器12g連接，且該類比/數位轉換器12g係與信標發送單元13的一微處理器13a連接，而感測腔室12c和校正腔室12d上分別設置有過濾網12h。

承上所述，當煙霧感知單元12進行煙霧濃度感測時，含煙霧粒子的氣體經過感測腔室12c以及校正腔室12d，而含有煙霧粒子的氣體進入感測腔室12c進行量測並由校正腔室12d即時的進行校正，由於含有煙霧粒子的氣體使得光的散射加強，散射光由光感測器12f接收後通過類比/數位轉換器12g轉化成電子訊號(類比訊號轉換成數位信號)，並傳輸至該微處理器13a進行運算處理以產生一偵測數據。進一步說明，由於設計有感測腔室12c和校正腔室12d，可即時的進行校正，從而避免外界溫度或者光照等波動引起的噪音，能有效抗干擾而使感測精度提高。再者，通過過濾網12h來避免灰塵或者固體顆粒在煙霧感測器上的堆積造成的設備檢測誤差。

信標發送單元13安設於該殼體11中且包含該微處理器13a、一定址受信模組13b以及一收發模組13c，該微處理器13a用以接收上述該電子訊號(數位訊號)並轉換為該偵測數據；又，該定址受信模組13b連接該微處理器13a且被用以設定一或多個位址，該定址受信模組13b能夠發送一信標無線訊號S1以使在其訊號區域中每一持有可攜式行動裝置30之用戶通過無線通訊方式來監測到該可攜式行動裝置30的出現時，回應產生一用戶位置信號(圖未示出)，而該收發模組13c電連接該微處理器13a且用以發送包含該偵測數據、該定址受信模組13b所指定位址以及該用戶位置信號之一環境狀態訊號S2並傳送至外部的一受信總機20，以使當火災發生時，藉由該環境狀態訊號S2取得火災發生區域資訊。

根據本發明一實施例，其中該定址受信模組13b可以是一具有身分ID且由外部訊號進行設定之電子式定址受信模組。

承上所述，進一步說明，該定址受信模組13b亦可以是利用自動方式改變位址的一電子式定址受信模組，例如，如圖2所示的低功率藍芽模組(Bluetooth Low Energy，BLE)，藍芽MAC地址由NAP 16位元、UAP 8位元及LAP 24位元共同組成共48位元的定址，藍芽晶片於出廠時對應唯一MAC地址。該低功率藍芽模組被指定有一MAC位址以定義出該信標發送單元所配置的位置訊號，並且用以在其訊號區域中每一持有該可攜式行動裝置之用戶通過藍芽通訊方式進行監測；因為低功率藍芽模組(BLE)其具有電子晶片身份ID的功能，藉由外部訊號自動進行設定或指定其代表的位置或區域。

根據本發明一實施例，其中該定址受信模組13b主要用以接收來自在其訊號區域中每一持有該可攜式行動裝置30之用戶通過藍芽通訊方式進行監測，以識別出該可攜式行動裝置30的出現，來回應產生相對應 的該用戶位置信號。在本實施例中，該信標無線訊號S1包括該可攜式行動裝置30的位置資訊。在其他實施例中，該信標無線訊號S1還可包括該定址受信模組13b的位置資訊，或者該可攜式行動裝置30和該定址受信模組13b的其他參數。另外，該可攜式行動裝置30的位置還可由多個該定址受信模組13b發出的該用戶位置信號來確定。

根據本發明一實施例，其中該收發模組13c是將微處理器13a的訊號透過有線或無線的方式雙向傳輸，於本實施例中，該傳輸模組13是一無線雙向傳輸模組；例如可以具備有Wi-Fi、乙太網、4G及低功率藍芽模組(Bluetooth Low Energy，BLE)網狀網路(Mesh Network)中之至少一種以上的通訊介面。

基於上述的可定址煙霧偵測裝置10之技術特徵，請配合參考圖3至圖6所示，本發明再提出一種火場逃生導引及搜救輔助系統，其主要應用于發生火災時的尋找正確入口的導引。該火場逃生導引及搜救輔助系統包括：多個可定址煙霧偵測裝置10、至少一受信總機20以及雲端伺服主機300。在火場逃生導引方面，如圖3所示之本發明的系統在逃生端的運作架構圖，該些可定址煙霧偵測裝置10分別安設於一建築物中的位置形成多個監測點，用以發送包含每個監測點之該偵測數據、該定址受信模組13b所指定位址以及該用戶位置信號之該環境狀態訊號S2，而受信總機(圖未示出)則配置在該建築物之部分樓層中，用以接收來自可定址煙霧偵測裝置所發送之該環境狀態訊號S2並轉換成一異常警報信號S3。在本實施例中，該受信總機20係為一R型受信總機；該R型受信總機對應到多個該可定址煙霧偵測裝置10，以分別接收該些該可定址煙霧偵測裝置10通過該收發模組13c所發送的該環境狀態訊號S2。

進一步說明，該些可定址煙霧偵測裝置10可遍佈建築物B的各個角落，以便該可攜式行動裝置30在該建築物B的任一角落均能被檢測到，其中包括房間R1~R6的火災事故發生現場。該些可定址煙霧偵測裝置10還可根據實際需要設置於其他地方如各種房間、走廊、廁所或樓梯間等等。再者，該些可定址煙霧偵測裝置10更可設置在該建築物B或房間R1~R6的每一出口，以便該可攜式行動裝置30穿過出口時可被檢測到。

雲端伺服主機300主要用以接收該異常警報信號S3且包含一導引規劃單元311和一路徑產生單元312，而雲端伺服主機300儲存有一地理圖資310；該地理圖資310至少包含該建築物各樓層之平面結構圖、消防設施、通訊設備及逃生門之位置；該導引規劃單元311用以根據火災事故現場的即時狀況產生一即時導引資訊G，以即時回應發生火災事故現場的事故區域E的現場狀況；該路徑產生單元312據最新產生之該即時導引資訊以及該用戶位置產生一最佳化逃生路徑R，該最佳化逃生路徑R為具有通往N個特定目標H之路線圖且N≧1，而特定目標H如出口、某一地點或滅火器的最佳化逃生路徑R(如圖4中粗體箭頭所示)以回應該導引規劃單元311所產生的該即時導引資訊G；該最佳化逃生路徑R主要是根據最新產生的即時導引資訊G和該異常警報信號S3中的該用戶位置信號而生成的。該雲端伺服主機300則通過無線網路與該受信總機20進行通信，其中該無線網路為如Wi-Fi、藍牙或GSM(Global System for Mobile Communications)通信標準的無線網路。另外，可攜式行動裝置30也可以直接傳送信標無線訊號S1至雲端伺服主機300中以提供用戶位置信號。

承上所述，該雲端伺服主機300根據該用戶位置信號發送一路徑導引資訊至該可攜式行動裝置30，該路徑導引資訊至少包含有該最佳化逃生路徑R中至少一部分鄰近該可攜式行動裝置30的路線，而該導引規 劃單元311所產生的該即時導引資訊可根據來自該可攜式行動裝置30的無線通訊範圍信號進行修正更新，再由路徑產生單元312產生更新後之該最佳化逃生路徑R並回傳至該可攜式行動裝置30。

在本實施例中，如圖4所示，灰色陰影部分表示該些可定址煙霧偵測裝置10所感測到的火災事故發生現場的區域E。箭頭表示通往出口E1的最佳化逃生路徑R。當該些可定址煙霧偵測裝置10感測到該事故區域E所發生的火災事故的現場狀況時，用以接收來自可定址煙霧偵測裝置10所發送之環境狀態訊號S2的受信總機(圖未示出)則轉換成異常警報信號S3並發送至該雲端伺服主機300，其中該異常警報信號S3包括被觸發的可定址煙霧偵測裝置10的狀態資訊(該偵測數據、該定址受信模組所指定位址以及該用戶位置信號)。

根據本發明一實施例，該導引規劃單元311連結一導引計畫資料庫315，該導引計畫資料庫315包含有與該可定址煙霧偵測裝置10對應的多個預定導引資訊；該導引規劃單元311則是根據多個該信標無線訊號S1中的偵測數據以及該地理圖資之結合計算以產生一火災模擬現場狀態資訊，並根據火災模擬現場狀態資訊自該預定導引資訊中之一選擇作為該即時導引資訊。每一預定導引資訊主要是根據對應可定址煙霧偵測裝置10的狀態參數如位置、型號、感應參數或被觸發的時間而預先設定的。每一預定導引資訊包括對應可定址煙霧偵測裝置10的多個用於選擇導引資訊的狀態參數和最佳化逃生路徑R。進一步說明，該預定導引資訊更可包括與火災事故相關的救生物件的資訊，例如滅火器的位置。

該可攜式行動裝置30可以為具有短距離無線通訊功能的智慧型手機或平板電腦。該些可定址煙霧偵測裝置10中的定址受信模組13b可通過短距離無線通訊方式與該可攜式行動裝置30進行通信，以識別該可 攜式行動裝置30的位置。本實施例中，該短距離無線通訊方式可以是藍牙發送器和接收器(例如：支援低功率藍芽通訊功能)，但不依此為限制。該短距離無線通訊方式亦可以是其他通信標準的裝置如分別為RFID(radio-frequency identification，射頻識別)標籤和RFID識別器，或分別為NFC(near field communication，近場通信)發送器和接收器，或分別為超寬頻(UWB)發送器和接收器等。在本實施例中，該可攜式行動裝置內可載有一逃生導引應用程式，該逃生導引應用程式用以圖像方式顯示包含有該可攜式行動裝置之即時位置的該最佳化逃生路徑之動態路線圖，且該動態路線圖根據該可攜式行動裝置30的移動方向自動變換導引方向，如圖3之該可攜式行動裝置30中的顯示螢幕所顯示之內容，圖式中得顯示內容僅作為一種實施態樣之表示，不以此作為限制。另外，該可攜式行動裝置30還可包括發聲單元如手機揚聲器或擴音器，以根據該最佳戶逃生路徑R提供音訊導引，該音訊導引可通過通話信號啟動發聲單元實現。

承上所述，當建築物B中的可定址煙霧偵測裝置10偵測到建築物內發生火災時，該火場逃生導引系統的雲端伺服主機300可即時接收異常警報信號S3，並自該異常警報信號S3中根據該可攜式行動裝置30的位置通過該可攜式行動裝置30提供受困人員逃生導引。另外，本發明的逃生導引是根據該可攜式行動裝置30的位置和緊急事故現場狀況即時生成的，因此，能夠為該可攜式行動裝置30的用戶即時提供更準確的逃生導引，而且通過僅傳送最佳戶逃生路徑R的鄰近該可攜式行動裝置30的部分路線可有效節省傳送最佳化逃生路徑R的時間和網路頻寬。由於只顯示最佳化逃生路徑R的鄰近該可攜式行動裝置的部分路線，在火場中因濃煙密布導致視線不佳的狀況下，用戶也能夠認出路線。

又，在火場逃生搜救方面，如圖5所示之本發明的系統在逃生端的運作架構圖，該雲端伺服主機300還包括有一訊號強度判斷單元321以及一人員定位通報單元322；其中該訊號強度判斷單元321用以根據各該可定址煙霧偵測裝置10傳輸至該受信總機20轉換成之該異常警報信號S3，來分析計算出每一持有可攜式行動裝置30之用戶的受困人數及其相對距離之一待救援資訊P1；該人員定位通報單元322用以接收該待救援資訊P1並結合該地理圖資310，以產生該建築物B中各樓層中每一持有可攜式行動裝置30之用戶的人數以及即時位置的一搜救通報資訊P2，而火災現場救難人員係透過自身的可攜式行動裝置50自該雲端伺服主機300以有線或無線方式接收該搜救通報資訊P2；其中該訊號強度判斷單元321是根據該些可定址煙霧偵測裝置10中的該定址受信模組13b與每一持有可攜式行動裝置30之用戶之間的通訊強度(RSSI,Received Signal Strength Indication)、或者是該可定址煙霧偵測裝置10中的該定址受信模組13b與每一持有可攜式行動裝置30之用戶之間的訊號接收時間差，來分析計算出每一用戶所受困的人數與相對距離之該待救援資訊P1。另外，該雲端伺服主機300能夠將該搜救通報資訊P2傳至該建築物B的管理室、消防救災中心、現場救難指揮官或者現場救難人員的可攜式行動裝置50，但不以此為限。

承上所述，以6樓建築物B內部發生火災的狀況來輔助說明本系統的運作流程如下：當建築物B內發生火災時，設在1樓至6樓的多個可定址煙霧偵測裝置10分別與對應樓層的受困人員的可攜式行動裝置30相互通訊連結，現場救難人員可通過自身的可攜式行動裝置50自該雲端伺服主機300接收該搜救通報資訊P2，藉由該人員定位通報單元322的運算分析結果迅速了解各樓層的受困人數為：1樓：3名受困人員、2樓：1名受困人員、3樓：2名受困人員、4樓：無受困人員、5樓：3名受困人員、6樓：2名 受困人員。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5可以輕易得知，由於1樓和5樓的受困人數多於其他樓層的受困人數，因此1樓和5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。

根據本發明一實施例，其中該訊號強度判斷單元321更可根據該些可定址煙霧偵測裝置10中的該定址受信模組13b與每一持有可攜式行動裝置30之用戶之間的訊號接收時間差，並根據每一持有可攜式行動裝置30之用戶的在一定時間內是否移動一預定距離，來判斷每一持有可攜式行動裝置30之用戶的受困程度以產生一生命跡象感測資訊(圖未示出)，並由該人員定位通報單元322分析運算以產生具有該生命跡象感測資訊之該搜救通報資訊P2。

根據本發明一實施例，其中該雲端伺服主機300更包含一火場模擬單元323，該火場模擬單元323根據配置在該建築物B中各樓層的多個該異常警報訊號S3中的偵測數據以及該地理圖資之結合，來分析計算以產生一火場特徵模擬分布圖map並與該訊號強度判斷單元321所產生的該待救援資訊P1結合，並由該人員定位通報單元322分析運算以產生具有該火場特徵模擬分布圖map之該搜救通報資訊P2，如圖6所示。

承上所述，以圖6顯示為例，在建築物B的某一樓層發生火災，灰色陰影部分表示該些可定址煙霧偵測裝置10所感測到的火災事故發生現場的區域E，該些可定址煙霧偵測裝置10可遍佈建築物B的各個角落，以便該可攜式行動裝置30在該建築物B的任一角落均能被檢測到，其中包括房間R1~R6及其每一出口。當該些可定址煙霧偵測裝置10感測到該事故區域E所發生的火災事故的現場狀況時，通過該火場模擬單元323與該人員 定位通報單元322分析運算以產生具有該火場特徵模擬分布圖map之該搜救通報資訊P2，藉由該火場特徵模擬分布圖map可使消防救難人員迅速了解該樓層的整體結構以及各房間R1~R6的受困人數為：R1：2名受困人員、R2：1名受困人員、R3：1名受困人員、R4：無受困人員、R5：1名受困人員、R6：無受困人員、走廊L：2名受困人員。據此，能有效提消防救難人員根據受困人數以及地理位置並基於自身專業知識來迅速分析判讀搜救的動線以及搜救策略。

基於本發明上述各實施例中所述之火場逃生導引系統、火場搜救輔助系統，本發明再提出一種基於提高火場存活率的資訊應用方法，適用於具有可攜式行動裝置之用戶，其步驟包括：提供上述火場逃生導引及搜救輔助系統；自該可攜式行動裝置(30/50)通過連線接收該最佳化逃生路徑R以及該搜救通報資訊P2之前述任一者之資料封包；自該可攜式行動裝置(30/50)之一顯示螢幕查看該最佳化逃生路徑R以及該搜救通報資訊P2之前述任一者之即時資訊；其中該最佳化逃生路徑R之資訊包含動態圖像、路徑提示語音或者彈出提示框之前述任一者或以上。

綜上所述，本發明所分別提出的一種可定址煙霧偵測裝置、火場逃生導引系統、火場搜救輔助系統、基於提高火場存活率的資訊應用方法，通過具有短距離通訊的可定址煙霧偵測裝置可即時監測煙霧並與建築物內的可攜式行動裝置進行通訊，並將偵測數據以及人員位置通過受信總機傳送至雲端伺服主機進行分析，當發生火災時，雲端伺服主機通過運算分析以產生對於火場受困人員或者消防救難人員有利逃生或者救援的即時動態資訊，並通過雲端伺服主機各別傳送至受困人員或者消防救難人員 自身的可攜式行動裝置，尤其是公共場所或住家等建築物發生火災等緊急狀況時，可以引導建築物內的人員可快速逃離建築物或者增加建築物外的搜救人員更快尋找到受困人員的機率，以提升火災現場的人員存活率。

上面結合附圖對本發明的實施例進行了描述，但是本發明並不局限於上述的具體實施方式，上述的具體實施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明宗旨和申請專利範圍所保護的範圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬於本發明的保護之內。

10:可定址煙霧偵測裝置

13:信標發送單元

20:受信總機

30:可攜式行動裝置

300:雲端伺服主機

310:地理圖資

311:導引規劃單元

312:路徑產生單元

315:導引計畫資料庫

321:訊號強度判斷單元

322:人員定位通報單元

323:火場模擬單元

G:即時導引資訊

R:最佳化逃生路徑

S1:信標無線訊號

S2:環境狀態訊號

S3:異常警報信號

Claims (9)

1. 一種火場逃生導引及搜救輔助系統，其包括：複數個可定址煙霧偵測裝置，分別安設於一建築物中的多個監測點，並且分別由一殼體、安設於該殼體中之用以偵測因煙霧粒子而散射所產生的光並轉換為一電子訊號的一煙霧感知單元、以及包含有一微處理器、電連接於該微處理器之用以設定一或多個位址的一定址受信模組、和電連接於該微處理器之一收發模組的一信標發送單元構成；其中，該定址受信模組能夠發送一信標無線訊號以使在其訊號區域中每一持有可攜式行動裝置之用戶，通過無線通訊方式來監測到該可攜式行動裝置的出現時，回應產生一用戶位置信號；該收發模組用以發送包含該偵測數據、該定址受信模組所指定位址以及該用戶位置信號之一環境狀態訊號並傳送至外部的一受信總機，以使當火災發生時，藉由該環境狀態訊號取得火災發生區域資訊；又，該可定址煙霧偵測裝置為用以發送包含每個監測點之由該微處理器接收該電子訊號並轉換的該偵測數據、該定址受信模組所指定位址以及該用戶位置信號之該環境狀態訊號；至少一受信總機，配置在該建築物之部分樓層中，用以接收來自可定址煙霧偵測裝置所發送之該環境狀態訊號並轉換成一異常警報信號；一雲端伺服主機，用以接收該異常警報信號且包含一地理圖資、一導引規劃單元和一路徑產生單元；該地理圖資至少包含該建築物各樓層之平面結構圖、消防設施、通訊設備及逃生門之位置；該導引規劃單元用以根據一火災事故現場的即時狀況產生一即時導引資訊；以及 該路徑產生單元用以根據最新產生之該即時導引資訊以及該用戶位置產生一最佳化逃生路徑，該最佳化逃生路徑為具有通往N個特定目標之路線圖且N≧1；其中該雲端伺服主機根據該用戶位置信號發送一路徑導引資訊至該可攜式行動裝置，該路徑導引資訊至少包含有該最佳化逃生路徑中至少一部分鄰近該可攜式行動裝置的路線，而該導引規劃單元所產生的該即時導引資訊可根據來自該可攜式行動裝置的無線通訊範圍信號進行修正更新，再由路徑產生單元產生更新後之該最佳化逃生路徑並回傳至該可攜式行動裝置；而且該定址受信模組為一具有身分ID且由外部訊號進行設定之電子式定址受信模組。
2. 如請求項1所述之火場逃生導引及搜救輔助系統，其中該導引規劃單元連結一導引計畫資料庫，該導引計畫資料庫包含有與該可定址煙霧偵測裝置對應的多個預定導引資訊；該導引規劃單元根據多個該異常警報訊號中的偵測數據以及該地理圖資之結合計算以產生一火災模擬現場狀態資訊，並根據火災模擬現場狀態資訊自該預定導引資訊中之一選擇作為該即時導引資訊。
3. 如請求項1所述之火場逃生導引及搜救輔助系統，其中該受信總機係為一R型受信總機，該R型受信總機對應到多個該可定址煙霧偵測裝置，以分別接收該些該可定址煙霧偵測裝置通過該收發模組所發送的該環境狀態訊號。
4. 如請求項1所述之火場逃生導引及搜救輔助系統，其中該可攜式行動裝置內載有一逃生導引應用程式，該逃生導引應用程式用以圖像方式顯示包含有該可攜式行動裝置之即時位置的該最佳化逃生路徑之動 態路線圖，且該動態路線圖根據該可攜式行動裝置的移動方向自動變換導引方向。
5. 如請求項1所述之火場逃生導引及搜救輔助系統，其中該雲端伺服主機還包含一訊號強度判斷單元以及一人員定位通報單元；其中該訊號強度判斷單元是根據該些可定址煙霧偵測裝置中的該定址受信模組與每一持有可攜式行動裝置之用戶之間的通訊強度(RSSI,Received Signal Strength Indication)、或者是該可定址煙霧偵測裝置中的該受信模組與每一持有可攜式行動裝置之用戶之間的訊號接收時間差，來分析計算出每一用戶所受困的人數與相對距離之一待救援資訊；以及該人員定位通報單元用以接收該待救援資訊並結合該地理圖資，以產生該建築物中各樓層中每一持有可攜式行動裝置之用戶的人數以及即時位置的一搜救通報資訊，而火災現場救難人員係透過自身的可攜式行動裝置自該雲端伺服主機以有線或無線方式接收該搜救通報資訊。
6. 如請求項5所述之火場逃生導引及搜救輔助系統，其中該雲端伺服主機更包含一火場模擬單元，該火場模擬單元根據配置在該建築物中各樓層的多個該異常警報訊號中的偵測數據以及該地理圖資之結合，來分析計算以產生一火場特徵模擬分布圖並與該訊號強度判斷單元所產生的該待救援資訊結合，並由該人員定位通報單元分析運算以產生具有該火場特徵模擬分布圖之該搜救通報資訊。
7. 如請求項5所述之火場逃生導引及搜救輔助系統，其中該訊號強度判斷單元更可根據該些可定址煙霧偵測裝置中的該定址受信模組與每一持有可攜式行動裝置之用戶之間的訊號接收時間差，並根據每一持有可攜式行動裝置之用戶的在一定時間內是否移動一預定距離，來判斷每一持有可攜式行動裝置之用戶的受困程度以產生一生命跡象感測資訊，並 由該人員定位通報單元分析運算以產生具有該生命跡象感測資訊之該搜救通報資訊。
8. 如請求項1所述之火場逃生導引及搜救輔助系統，其中該定址受信模組係為一低功率藍芽模組(Bluetooth Low Energy，BLE)，該低功率藍芽模組被指定有一MAC位址以定義出該信標發送單元所配置的位置訊號，並且用以接收來自在其訊號區域中每一持有該可攜式行動裝置之用戶通過藍芽通訊方式進行監測，而該收發模組為一無線雙向收發器或者一有線雙向收發器。
9. 一種提高火場存活率的資訊應用方法，適用於具有可攜式行動裝置之用戶，其步驟包括：提供如請求項1之火場逃生導引及搜救輔助系統；自該可攜式行動裝置通過連線接收該最佳化逃生路徑以及該搜救通報資訊之前述任一者之資料封包；自該可攜式行動裝置之一顯示螢幕查看該最佳化逃生路徑以及該搜救通報資訊之前述任一者之即時資訊；其中該最佳化逃生路徑之資訊包含動態圖像、路徑提示語音或者彈出提示框之前述任一者或以上。

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