CN104021643A - 一种智能变向的应急疏散方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及公共安全技术领域，具体而言，涉及一种智能变向的应急疏散方法和系统。数据采集模块每间隔一段时间采集行人数量值、气体浓度值、出口可用性的信息；疏散标识控制模块根据采集到的行人数量值、气体浓度值、出口可用性的信息计算得到不同疏散方向的概率值；疏散标识控制模块控制疏散标识显示模块显示概率最大的疏散方向。本发明根据疏散现场的行人数量值、气体浓度值、出口可用性的信息进行动态地采集和分析，判断出不同时刻对逃生有利的方向，指导疏散者逃生，避免了固定方向的疏散标识可能将人误导向拥堵、危险程度高的区域，提高了安全逃生的可能性。

Description

一种智能变向的应急疏散方法及系统

技术领域

本发明涉及公共安全技术领域，具体而言，涉及一种智能变向的应急疏散方法及系统。

背景技术

应急疏散标识(EES)作为一种重要的疏散引导和干预手段，一直被要求设置在人员众多、密集的公共建筑内，是公共安全规划必不可少的组成部分。当发生火灾时，有效的EES能够帮助疏散者正确的逃生路径选择，尤其是在多出口场景，来达到降低群聚风险、提高疏散效率的目的。通过合理地设置EES可以使其引导作用得到充分发挥，反之则会造成视觉或听觉上的误导，甚至延误逃生时机。

在现有的研究和实践中，EES方向的设计普遍指向距离出口最近的路径方向，且在整个疏散过程中固定不变。当突发事故时，疏散标识指引的方向上有可能存在严重的人群拥堵，这样危险程度反而较高。因此空间距离不是路径选择的唯一决定因素，有必要考虑到不同区域的人群拥堵情况、事故蔓延导致不同区域的危险程度变化、出口失效等情况。

中国国家知识产权局于2010年11月24日公开了一种地铁运行定位及人员疏散指示系统，公开号为CN 101890970 A，该地铁运行定位及人员疏散指示系统能够依据“迎风疏散，远离火警”的原则控制具有非接触探测功能的指示灯方向。

中国国家知识产权局于2012年4月25日公开了一种智能疏散诱导指示系统，公开号为CN 202205299 U，该智能疏散诱导指示系统可以根据火灾报警系统检测到的火情，重新计算安全路线并自动改变指示装置的方向。

但是以上两个公开的专利仅考虑到了人群和危险的位置，不能实现随疏散时间推移人群分布和烟气扩散的变化而动态改变指示灯的方向，并且没有具体的实现算法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能变向的应急疏散方法及系统，以解决上述的问题。

在本发明的实施例中提供了一种智能变向的应急疏散方法，包括：

数据采集模块每间隔一段时间采集行人数量值、气体浓度值、出口可用性的信息；疏散标识控制模块根据采集到的行人数量值、气体浓度值、出口可用性的信息计算得到不同疏散方向的概率值；疏散标识控制模块控制疏散标识显示模块显示概率最大的疏散方向。

行人数量值和出口可用性信息由视频监控系统采集得到，气体浓度值由危化品气体探测系统采集得到。

智能变向的应急疏散方法还进一步包括：

数据采集模块每间隔一段时间采集火源位置信息、火源强度信息和火灾发展态势信息；通过显示设备显示所述火源位置信息、火源强度信息和火灾发展态势信息。

智能变向的应急疏散方法还进一步包括：

在每个疏散标识中设置有传感器，以采集所述疏散标识附近的实时温度，并设置一温度阀值用于判断是否能够通行。

不同疏散方向的概率值的计算方法为：

$P_i^t=\frac{\exp \left({-\mathrm{\θ}}_i{V}_i^t\right)}{{\mathrm{\Σ}}_{i\∈I}\exp \left({-\mathrm{\θ}}_i{V}_i^t\right)}$

其中，i∈I为疏散标识的一个方向；θ_i为对于方向i的效用感知程度；为成本函数，由下式计算：

$V_i^t=\left\{\begin{array}{c}\mathrm{\α}\·\min (d_{\mathrm{ik}}\·n_k^t)+\mathrm{\β}\·x_i^t+\mathrm{\γ}\·w_i^t,t>1\\ \mathrm{\α}\·\min (d_{\mathrm{ik}}\·n_k^t),t=1\end{array}\right.$

其中，d_ik为疏散标识i到出口k的距离；为视频监控系统所得到各监控区域不同时刻t的行人数量；为危化品气体探测系统得到各监控区域不同时刻t的毒气浓度；为视频监控系统得到各出口k不同时刻t的可用性；α，β，γ为三个正参数。

所述行人数量值、气体浓度值、出口可用性信息的采集时间间隔为200～500s。

在本发明的实施例中提供了一种智能变向的应急疏散系统，包括：包括数据采集模块、疏散标识控制模块、疏散标识显示模块；

数据采集模块与视频监控系统和危化品气体探测系统相连接，数据采集模块每间隔一段时间，采集由视频监控系统和危化品气体探测系统所监控到的行人数量值、气体浓度值、出口可用性的信息；

疏散标识控制模块将数据采集模块采集到的信息作为输入，计算确定当前时刻最优的疏散标识方向；

疏散标识显示模块，包含若干疏散标识，疏散标识由疏散标识控制模块控制用于显示当前时刻最优的疏散方向。

还包括显示设备；数据采集模块每间隔一段时间还采集火源位置信息、火源强度信息和火灾发展态势信息，通过显示设备显示火源位置信息、火源强度信息和火灾发展态势信息。

显示设备为逃生人员、应急指挥人员的手持设备；

或显示设备安装在中控室和各个疏散通道中。

在每个疏散标识中设置有传感器，以采集疏散标识附近的实时温度，并设置一温度阀值用于判断是否能够通行。

在每相邻的五个所述疏散标识中，一个疏散标识为主控标识，另外四个疏散标识为被控标识，主控标识由疏散标识控制模块控制用于显示当前时刻最优的疏散方向，被控标识均与主控标识相连接并显示与主控标识相同的疏散方向。

疏散标识以相同的高度和间距安装在建筑物的墙体上；

位于建筑物的丁字路口或十字路口上的疏散标识具有向前、向后、左转、右转、等待五种状态；

位于建筑物的房间或通道上的疏散标识具有向前、向后、等待三种状态。

本发明上述实施例的一种智能变向的应急疏散系统及应急疏散方法，能够根据数据采集模块对疏散现场的行人数量值、气体浓度值、出口可用性的信息进行动态地采集，疏散标识控制模块根据采集到的行人数量值、气体浓度值、出口可用性的信息计算得到不同疏散方向的概率值，判断出不同时刻对逃生有利的方向，然后疏散标识控制模块操控疏散标识显示模块自动变换疏散标识方向，指导疏散者逃生，这样避免了固定方向的疏散标识可能将疏散者误导向人群拥堵、危险程度高的区域或已经失效的安全出口，大大提高了人员安全逃生的可能性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一个实施例中提供的一种智能变向的应急疏散系统的结构框图；

图2为本发明一个实施例中疏散标识的方向控制电路；

图3为本发明一个实施例中的疏散标识在建筑物内的安装示意图；

图4为本发明一个实施例中位于建筑物的丁字路口上的疏散标识的五种状态示意图；

图5为本发明一个实施例中位于建筑物的房间或通道上的疏散标识的三种状态示意图；

图6为本发明一个实施例中一种应急疏散方法的流程框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图6所示，本发明一个实施例提供智能变向的应急疏散方法，包括：

数据采集模块每间隔一段时间采集行人数量值、气体浓度值、出口可用性的信息；其中，行人数量值和出口可用性的信息由视频监控系统采集得到，气体浓度值由危化品气体探测系统采集得到，数据采集模块分为三个并行的分析和记录过程：一是每间隔一段时间采集视频监控系统中摄像的静态图片进行识别计数，得到各监控区域不同时刻t的行人数量二是每间隔一段时间采集危化品气体探测系统中传感器的数据，得到各监控区域不同时刻t的毒气浓度三是每间隔一段时间视频监控系统中专门对出口的监视图片，得到各出口k不同时刻t的可用性

在本发明的一个优选实施例中，行人数量值、气体浓度值、出口可用性信息的采集时间间隔为200～500s，取200～500s的采集时间间隔能够具有较高的疏散效率。

疏散标识控制模块根据采集到的行人数量值、气体浓度值、出口可用性的信息计算得到不同疏散方向的概率值；在本发明实施例中，不同疏散方向的概率值的计算方法为：

$P_i^t=\frac{\exp \left({-\mathrm{\θ}}_i{V}_i^t\right)}{{\mathrm{\Σ}}_{i\∈I}\exp \left({-\mathrm{\θ}}_i{V}_i^t\right)}$

其中，i∈I为疏散标识的一个方向；θ_i为对于方向i的效用感知程度；为成本函数，由下式计算：

$V_i^t=\left\{\begin{array}{c}\mathrm{\α}\·\min (d_{\mathrm{ik}}\·n_k^t)+\mathrm{\β}\·x_i^t+\mathrm{\γ}\·w_i^t,t>1\\ \mathrm{\α}\·\min (d_{\mathrm{ik}}\·n_k^t),t=1\end{array}\right.$

其中，d_ik为疏散标识i到出口k的距离；为视频监控系统所得到各监控区域不同时刻t的行人数量；w_it为危化品气体探测系统得到各监控区域不同时刻t的毒气浓度；为视频监控系统得到各出口k不同时刻t的可用性；α，β，γ为三个正参数。

疏散标识连接充电电池，非紧急情况下，即t＝1，疏散标识根据出口距离和出口可用性显示方向，显示颜色为绿色；当发生突发事件，即t>1，疏散标识根据出口距离、出口可用性、人群分布和危险分布显示方向，由危化品气体探测系统触发标识显示颜色变为红色，并开启声音警示系统。

疏散标识控制模块控制疏散标识显示模块显示概率最大的疏散方向，即为最优的疏散方向。

在本发明的一个实施例中，智能变向的应急疏散方法还进一步包括：

数据采集模块每间隔一段时间采集火源位置信息、火源强度信息和火灾发展态势信息；通过显示设备显示所述火源位置信息、火源强度信息和火灾发展态势信息。其中，显示设备为逃生人员、应急指挥人员的手持设备；或显示设备安装在中控室和各个疏散通道中。在该实施例中，通过该显示设备可以清楚的将火源位置信息、火源强度信息和火灾发展态势信息直观的展示给疏散者或者救援者看，这样避免了疏散的盲目性，提高了在建筑物内的疏散的效率与安全性。

在本发明的一个实施例中，智能变向的应急疏散方法还进一步包括：

在每个疏散标识中设置有传感器，以采集疏散标识附近的实时温度，并设置一温度阀值用于判断是否能够通行。在该实施例中，通过传感器来感应附近的温度，通过温度来判断疏散标识附近是否有火灾，能够让疏散者提前了解火灾位置，提高了在建筑物内的疏散的效率与安全性。

如图1所示，本发明一个实施例提供的智能变向的应急疏散系统，包括数据采集模块101、疏散标识控制模块102和疏散标识显示模块103；数据采集模块101与视频监控系统104和危化品气体探测系统105相连接，数据采集模块101每间隔一段时间，采集由视频监控系统104和危化品气体探测系统105所监控到的行人数量、气体浓度、出口是否可用的信息；疏散标识控制模块102将数据采集模块101采集到的信息作为输入，计算确定当前时刻最优的疏散标识方向；疏散标识显示模块103，包含若干疏散标识，疏散标识由疏散标识控制模块102控制用于显示当前时刻最优的疏散方向。本发明提供的实施例能够根据数据采集模块101对疏散现场的行人数量、气体浓度、出口可用性的信息进行动态地采集，疏散标识控制模块102根据采集到的行人数量值、气体浓度值、出口可用性的信息计算得到不同疏散方向的概率值，判断出不同时刻对逃生有利的方向，然后疏散标识控制模块102操控疏散标识显示模块103自动变换疏散标识方向，指导疏散者逃生，这样避免了固定方向的疏散标识可能将疏散者误导向人群拥堵、危险程度高的区域或已经失效的安全出口，大大提高了人员安全逃生的可能性。

如图1和图3所示，本发明一个实施例提供的智能变向的应急疏散系统，疏散标识在相同高度上以相同的距离间隔依次安装在建筑物的墙体上，在每相邻的五个疏散标识构成一个标识组，在这一个标识组中某一个疏散标识为主控标识106，另外四个疏散标识为被控标识107，主控标识106由疏散标识控制模块102控制用于显示当前时刻最优的疏散方向，被控标识107均与主控标识106相连接并显示与主控标识106相同的疏散方向。本发明实施例以多个疏散标识为一组，并在这多个疏散标识中设置一个主控标识106，有利于节省成本，而且在疏散的过程中，连续相同的疏散标识能够起到预告的作用，即在到达相应位置前提前获得方向信息。

本发明一个实施例提供的智能变向的应急疏散系统，在该系统中还包括颜色和声音警示装置，当危化品气体探测系统采集到的危化品气体浓度达到一定值时，这个时候会触发颜色和声音警示装置的启动，疏散标识的显示颜色由正常情况下的绿色变为红色，并开启声音警示“请按指示方向撤离”，这样能够使疏散标识能够被人很容易的关注，顺利的帮助人员安全逃生。

如图3、图4和图5所示，本发明一个实施例提供的智能变向的应急疏散系统中，疏散标识或标识组共分为两类：第一类疏散标识或标识组301位于建筑物的丁字路口302或十字路口上，具有向前、向后、左转、右转、等待五种状态；第二类疏散标识或标识组303位于建筑物的房间或通道上，该具有向前、向后、等待三种状态。

本发明一个实施例提供的智能变向的应急疏散系统中，疏散标识为LED点阵屏；在非紧急情况下，LED点阵屏显示颜色为绿色；在紧急情况下，LED点阵屏显示颜色为红色。这样通过颜色的变化可以提醒逃生人员时刻注意疏散标识，按照疏散标识指定的方向逃生，提高了人员安全逃生的可能性。

本发明一个实施例提供的智能变向的应急疏散系统中，疏散标识的方向变化是由疏散标识控制模块102内的控制器控制电路所驱动控制。该控制器控制电路如图2所示，包括单片机203、信号输入控制电路201、供电电路202、时钟电路204、复位电路205、旋转调频开关206和LED点阵屏207，单片机203内CPU根据输入的数据进行变换并运算确定重设的方向，输出控制信号，根据电压值驱动旋转调频开关206接通相应的档位，LED点阵屏207根据档位切换到相应的方向。

本发明的一个实施例提供的智能变向的应急疏散系统，还包括显示设备；数据采集模块每间隔一段时间还采集火源位置信息、火源强度信息和火灾发展态势信息，通过显示设备显示火源位置信息、火源强度信息和火灾发展态势信息。显示设备为逃生人员、应急指挥人员的手持设备；或显示设备安装在中控室和各个疏散通道中。在该实施例中，通过该显示设备可以清楚的将火源位置信息、火源强度信息和火灾发展态势信息直观的展示给疏散者或者救援者看，这样避免了疏散的盲目性，提高了在建筑物内的疏散的效率与安全性。

本发明的一个实施例提供的智能变向的应急疏散系统，在每个疏散标识中设置有传感器，以采集疏散标识附近的实时温度，并设置一温度阀值用于判断是否能够通行。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种智能变向的应急疏散方法，其特征在于，包括：

数据采集模块每间隔一段时间采集行人数量值、气体浓度值、出口可用性的信息；

疏散标识控制模块根据采集到的行人数量值、气体浓度值、出口可用性的信息计算得到不同疏散方向的概率值；

疏散标识控制模块控制疏散标识显示模块显示概率最大的疏散方向。

2.根据权利要求1所述的智能变向的应急疏散方法，其特征在于，所述行人数量值和出口可用性信息由视频监控系统采集得到，所述气体浓度值由危化品气体探测系统采集得到。

3.根据权利要求2所述的智能变向的应急疏散方法，其特征在于，所述智能变向的应急疏散方法还进一步包括：

数据采集模块每间隔一段时间采集火源位置信息、火源强度信息和火灾发展态势信息；

通过显示设备显示所述火源位置信息、火源强度信息和火灾发展态势信息。

4.根据权利要求3所述的智能变向的应急疏散方法，其特征在于，所述智能变向的应急疏散方法还进一步包括：

在每个疏散标识中设置有传感器，以采集所述疏散标识附近的实时温度，并设置一温度阀值用于判断是否能够通行。

5.根据权利要求4所述的智能变向的应急疏散方法，其特征在于，所述不同疏散方向的概率值的计算方法为：

$P_i^t=\frac{\exp \left({-\mathrm{\θ}}_i{V}_i^t\right)}{{\mathrm{\Σ}}_{i\∈I}\exp \left({-\mathrm{\θ}}_i{V}_i^t\right)}$

其中，i∈I为疏散标识的一个方向；θ_i为对于方向i的效用感知程度；为成本函数，由下式计算：

$V_i^t=\left\{\begin{array}{c}\mathrm{\α}\·\min (d_{\mathrm{ik}}\·n_k^t)+\mathrm{\β}\·x_i^t+\mathrm{\γ}\·w_i^t,t>1\\ \mathrm{\α}\·\min (d_{\mathrm{ik}}\·n_k^t),t=1\end{array}\right.$

其中，d_ik为疏散标识i到出口k的距离；为视频监控系统所得到各监控区域不同时刻t的行人数量；为危化品气体探测系统得到各监控区域不同时刻t的毒气浓度；为视频监控系统得到各出口k不同时刻t的可用性；α，β，γ为三个正参数。

6.根据权利要求5所述的智能变向的应急疏散方法，其特征在于，所述行人数量值、气体浓度值、出口可用性信息的采集时间间隔为200～500s。

7.一种智能变向的应急疏散系统，其特征在于，包括：包括数据采集模块、疏散标识控制模块、疏散标识显示模块；

所述数据采集模块与视频监控系统和危化品气体探测系统相连接，所述数据采集模块每间隔一段时间，采集由所述视频监控系统和所述危化品气体探测系统所监控到的行人数量值、气体浓度值、出口可用性的信息；

所述疏散标识控制模块将所述数据采集模块采集到的信息作为输入，计算确定当前时刻最优的疏散标识方向；

所述疏散标识显示模块，包含若干疏散标识，所述疏散标识由所述疏散标识控制模块控制用于显示当前时刻最优的疏散方向。

8.根据权利要求7所述的一种智能变向的应急疏散系统，其特征在于，还包括显示设备；所述数据采集模块每间隔一段时间还采集火源位置信息、火源强度信息和火灾发展态势信息，通过显示设备显示所述火源位置信息、火源强度信息和火灾发展态势信息。

9.根据权利要求8所述的一种智能变向的应急疏散系统，其特征在于，所述显示设备为逃生人员、应急指挥人员的手持设备；

或所述显示设备安装在中控室和各个疏散通道中。

10.根据权利要求9所述的一种智能变向的应急疏散系统，其特征在于，在每个所述疏散标识中设置有传感器，以采集疏散标识附近的实时温度，并设置一温度阀值用于判断是否能够通行。

11.根据权利要求10所述的一种智能变向的应急疏散系统，其特征在于，在每相邻的五个所述疏散标识中，一个所述疏散标识为主控标识，另外四个所述疏散标识为被控标识，所述主控标识由所述疏散标识控制模块控制用于显示当前时刻最优的疏散方向，所述被控标识均与所述主控标识相连接并显示与所述主控标识相同的疏散方向。

12.根据权利要求11所述的一种智能变向的应急疏散系统，其特征在于，所述疏散标识以相同的高度和间距安装在建筑物的墙体上；

位于所述建筑物的丁字路口或十字路口上的疏散标识具有向前、向后、左转、右转、等待五种状态；

位于所述建筑物的房间或通道上的疏散标识具有向前、向后、等待三种状态。