CN105311783A - 火灾预警方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种火灾预警方法和系统，该火灾预警方法包括：S1，实时监测环境中灭火设备的故障状态以及疏散设备的故障状态；S2，获取环境中人群的密度，根据灭火设备的故障状态、疏散设备的故障状态以及人群的密度模拟当发生火灾时人群的成功疏散概率；S3，判断成功疏散概率是否小于预设概率，若小于预设概率，则自动发出火灾预警信息。通过本发明的技术方案，能够在火灾发生前判断出人群的逃生概率，并提前发出预警信息并采取预防性措施，例如限制人数、多开放出入通道等措施，避免火灾发生时人群无法及时逃出而导致人员伤亡，并且能够为人群疏散提供最短路径，便于人群快速从危险环境中脱离。

Description

火灾预警方法和系统
技术领域
本发明涉及火灾预警技术领域，具体而言，涉及一种火灾预警方法和一种火灾预警系统。
背景技术
传统的火灾输出模式是，在火灾发生后，进行火灾报警，并进行人员疏散，若有自动灭火设施，则同时进行灭火处理。但是这种应急方式只能在火灾发生后将损失降低，财产的损失往往不可避免，有时甚至会造成无可挽回的人员伤亡，特别是对于室内人群密度较高的公共场所，在火灾发生或才进行警报和疏散的应急方案已经难以满足人们对于安全预警的要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，在火灾发生前评估人群的逃生概率，并进行提前预警，以尽量降低火灾对环境中的人员和财物造成损害。
为此目的，本发明提出了一种火灾预警方法，包括：S1，实时监测环境中灭火设备的故障状态以及疏散设备的故障状态；S2，获取所述环境中人群的密度，根据所述灭火设备的故障状态、所述疏散设备的故障状态和/或所述人群的密度模拟当发生火灾时所述人群的成功疏散概率；S3，判断所述成功疏散概率是否小于预设概率，若小于所述预设概率，则自动发出火灾预警信息。
优选地，还包括：S4，计算所述人群到出口的最短疏散路径，控制所述最短疏散路径中的疏散设备进行突出显示。
优选地，还包括：S5，当在所述环境中检测到火灾烟雾时，获取所述火灾烟雾的位置信息，并控制位于所述火灾烟雾位置的灭火设备进行灭火。
优选地，还包括：S6，计算所述人群到出口的最短疏散路径，根据所述火灾烟雾的位置信息对所述最短疏散路径进行调整，得到所述人群到出口的最安全疏散路径，控制所述最安全疏散路径中的疏散设备进行突出显示。
优选地，还包括：S7，获取处于所述最安全疏散路径中待疏散人群的密度，判断所述待疏散人群的密度是否大于预设值，若大于所述预设值，则计算所述待疏散人群到出口的其他路径，并控制所述其他路径中的疏散设备进行突出显示。
本发明还提出了一种火灾预警系统，包括：监测单元，用于实时监测环境中灭火设备的故障状态以及疏散设备的故障状态；密度获取单元，用于获取所述环境中人群的密度；模拟单元，用于根据所述灭火设备的故障状态、所述疏散设备的故障状态和/或所述人群的密度模拟当发生火灾时所述人群的成功疏散概率；判断单元，用于判断所述成功疏散概率是否小于预设概率，若小于所述预设概率，则自动发出火灾预警信息。
优选地，还包括：计算单元，用于计算所述人群到出口的最短疏散路径；控制单元，用于控制所述最短疏散路径中的疏散设备进行突出显示。
优选地，还包括：火灾烟雾监测单元，用于在所述环境中检测到火灾烟雾时，获取所述火灾烟雾的位置信息，并控制位于所述火灾烟雾位置的灭火设备进行灭火。
优选地，所述计算单元还用于计算所述人群到出口的最短疏散路径，根据所述火灾烟雾的位置信息对所述最短疏散路径进行调整，得到所述人群到出口的最安全疏散路径，以及所述控制单元还用于控制所述最安全疏散路径中的疏散设备进行突出显示。
优选地，所述密度获取单元还用于获取处于所述最安全疏散路径中待疏散人群的密度，所述判断单元还用于判断所述待疏散人群的密度是否大于预设值，所述计算单元在所述判断单元判定所述待疏散人群的密度大于所述预设值时，计算所述待疏散人群到出口的其他路径，所述控制单元还用于控制所述其他路径中的疏散设备进行突出显示。
通过上述技术方案，能够在火灾发生前判断出人群的逃生概率，并提前发出预警信息并采取预防性措施，例如限制人数，多开放逃生通道等措施，避免火灾发生时人群无法及时逃出而导致人员伤亡，并且能够为人群疏散提供最短路径，便于人群快速从危险环境中脱离。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
图1示出了根据本发明一个实施例的火灾预警方法的示意流程图；
图2示出了根据本发明一个实施例的模拟得到的互补累积分布函数示意图；
图3示出了根据本发明一个实施例的模拟得到的故障场景示意图；
图4示出了根据本发明一个实施例的火灾预警系统的示意框图。
具体实施方式
了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
图1示出了根据本发明一个实施例的火灾预警方法的示意流程图。
如图1所示，根据本发明一个实施例的火灾预警方法包括：S1，实时监测环境中灭火设备的故障状态以及疏散设备的故障状态；S2，获取环境中人群的密度，根据灭火设备的故障状态、疏散设备的故障状态和/或人群的密度模拟当发生火灾时人群的成功疏散概率；S3，判断成功疏散概率是否小于预设概率，若小于预设概率，则自动发出火灾预警信息。
灭火设备可以包括喷淋装置、消防栓等设备，疏散设备可以包括应急出口、报警装置、指示灯等设备，在灭火设备和疏散设备存在故障的环境中，处于该环境中的人群在火灾发生时会存在很大的逃生阻碍。从而通过实时监测灭火设备和疏散设备的故障状态，可以准确确定实时监测灭火设备和疏散设备是否存在故障，并在存在故障的情况下，结合该环境中人群的密度进行模拟计算，计算出人群在实时监测灭火设备和疏散设备存在故障的情况下，发生火灾时逃生概率的大小。
具体故障概率可以利用蒙特卡洛模拟得到，例如在喷淋装置故障、报警装置故障、应急出口故障的条件下，在Matlab里输入此条件下极限状态方程：
g＝96.14α-0.26·MS-MD·D-R-90.21N·ME
具体参数选择如下：
MS：正态分布(1.35，0.1)；
MD：正态分布(1.0，0.2)；
ME：正态分布(1.0，0.3)；
α：对数正态分布(－6.2，1.9)；
R：三角分布(20，30，40)；
D：对数正态分布(10，5)；
N：三角分布(0.1，1.0，1.3)；
模拟输出的CCDF(互补累积分布函数)曲线如图2所示，进行10次实验结果(5000次采样/次)得到的汇总表如表1所示，
表1
模拟结果表明，在喷淋装置故障、报警装置故障、应急出口故障的条件下，当发生火灾时，那么该环境中人员安全逃出的概率为36.035％，若预设概率为80％，由于36.035％小于80％，说明当发生火灾时，那么安全撤离的概率很低，则发出预警信息。从而使得处于该环境下的人员能够在火灾发生前撤离该区域，避免在火灾发生后无法安全撤离而造成人员财产损失。
操作人员可以根据具体需要设置模拟的参考量，除了可以将灭火设备和疏散设备的故障状态作为参考量以外，还可以结合人群密度作为参考量进行模拟，已达到与实际情况更加接近的模拟概率。
如图3所示，模拟实际上是针对不同的场景(情况)而言的，如图2所示的模拟，是在将灭火设备中的喷淋装置和疏散设备中的报警装置以及应急出口的故障状态作为参考量的8种情况中一种情况的计算，除了喷淋装置故障、报警装置故障、应急出口故障的情况，还可以包括喷淋装置正常、报警装置故障、应急出口故障，喷淋装置正常、报警装置正常、应急出口故障等其他7中情况，针对不同的情况，会产生不同的模拟结果。
优选地，还包括：S4，计算人群到出口的最短疏散路径，控制最短疏散路径中的疏散设备进行突出显示。
为了方便人员撤离，可以计算人群到出口的最短疏散路径，使得环境中的人员可以快速撤离该环境。计算最短疏散路径的算法可以采用迪杰斯特拉(Dijkstra)算法，首先绘制生成环境(具体可以是建筑设施)的二维平面图，然后获取每个人群的位置和出口的位置，计算每个人群到邻近出口的最短疏散路径，进而在最短疏散路径上突出显示每个疏散设备，比如突出显示指示灯，便于人员识别，从而沿最短疏散路径快速脱离该环境，以及避免人群在火灾烟雾中迷失方向而在环境中滞留。
优选地，还包括：S5，当在环境中检测到火灾烟雾时，获取火灾烟雾的位置信息，并控制位于火灾烟雾位置的灭火设备进行灭火。
一旦该环境中发生了火灾，烟雾传感器在探测到火灾烟雾时，可以获取火灾烟雾的位置信息，同时控制该位置的灭火设备(例如喷淋装置)进行自动灭火，避免火势蔓延，将财物的损失降到最小。
优选地，还包括：S6，计算人群到出口的最短疏散路径，根据火灾烟雾的位置信息对最短疏散路径进行调整，得到人群到出口的最安全疏散路径，控制最安全疏散路径中的疏散设备进行突出显示。
若在人员撤离过程中发生了火灾，那么人员在最短疏散路径中进行疏散时，可能会经过火灾发生位置，所以可以根据火灾发生位置对最短疏散路径进行调整，避开火灾发生位置，使人员在最安全的疏散路径中进行疏散，同时突出显示最安全疏散路径中的指示灯等疏散设备，便于撤离人员识别。
优选地，还包括：S7，获取处于最安全疏散路径中待疏散人群的密度，判断待疏散人群的密度是否大于预设值，若大于预设值，则计算待疏散人群到出口的其他路径，并控制其他路径中的疏散设备进行突出显示。
在撤离过程中，由于疏散路径宽度的限制，当人群密度过大时，可能会导致拥挤甚至踩踏现象，影响疏散效率，从而可以在疏散人群密度较大时，为撤离人员提供其他路径，以提高整体的疏散效率，最大程度保证环境中人员的逃生率。
图4示出了根据本发明一个实施例的火灾预警系统的示意框图。
如图4所示，根据本发明一个实施例的火灾预警系统，包括：监测单元102，用于实时监测环境中灭火设备的故障状态以及疏散设备的故障状态；密度获取单元104，用于获取环境中人群的密度；模拟单元106，用于根据灭火设备的故障状态、疏散设备的故障状态和/或人群的密度模拟当发生火灾时人群的成功疏散概率；判断单元108，用于判断成功疏散概率是否小于预设概率，若小于预设概率，则自动发出火灾预警信息。
优选地，还包括：计算单元110，用于计算人群到出口的最短疏散路径；控制单元112，用于控制最短疏散路径中的疏散设备进行突出显示。
优选地，还包括：火灾烟雾监测单元114，用于在环境中检测到火灾烟雾时，获取火灾烟雾的位置信息，并控制位于火灾烟雾位置的灭火设备进行灭火。
优选地，计算单元110还用于计算人群到出口的最短疏散路径，根据火灾烟雾的位置信息对最短疏散路径进行调整，得到人群到出口的最安全疏散路径，以及控制单元112还用于控制最安全疏散路径中的疏散设备进行突出显示。
优选地，密度获取单元104还用于获取处于最安全疏散路径中待疏散人群的密度，判断单元108还用于判断待疏散人群的密度是否大于预设值，计算单元110在判断单元108判定待疏散人群的密度大于预设值时，计算待疏散人群到出口的其他路径，控制单元112还用于控制其他路径中的疏散设备进行突出显示。
在指导人员疏散和灭火的同时，还可以对人员疏散数据和火灾发生数据进行记录统计，便于进行事故分析。
根据本发明的实施方式，还提供了一种非易失机器可读介质，存储有用于图像编码、解码的程序产品，程序产品包括上述两种程序产品。
根据本发明的实施方式，还提供了一种机器可读程序，程序使机器执行如上任一技术方案中的火灾预警方法。
根据本发明的实施方式，还提供了一种存储有机器可读程序的存储介质，其中，机器可读程序使得机器执行如上任一技术方案中的火灾预警方法。
在本发明中，术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。
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 (10)

1.一种火灾预警方法，其特征在于，包括：
S1，实时监测环境中灭火设备的故障状态以及疏散设备的故障状态；
S2，获取所述环境中人群的密度，根据所述灭火设备的故障状态、所述疏散设备的故障状态和/或所述人群的密度模拟当发生火灾时所述人群的成功疏散概率；
S3，判断所述成功疏散概率是否小于预设概率，若小于所述预设概率，则自动发出火灾预警信息。
2.根据权利要求1所述火灾预警方法，其特征在于，还包括：
S4，计算所述人群到出口的最短疏散路径，控制所述最短疏散路径中的疏散设备进行突出显示。
3.根据权利要求1所述火灾预警方法，其特征在于，还包括：
S5，当在所述环境中检测到火灾烟雾时，获取所述火灾烟雾的位置信息，并控制位于所述火灾烟雾位置的灭火设备进行灭火。
4.根据权利要求3所述火灾预警方法，其特征在于，还包括：
S6，计算所述人群到出口的最短疏散路径，根据所述火灾烟雾的位置信息对所述最短疏散路径进行调整，得到所述人群到出口的最安全疏散路径，控制所述最安全疏散路径中的疏散设备进行突出显示。
5.根据权利要求4所述火灾预警方法，其特征在于，还包括：
S7，获取处于所述最安全疏散路径中待疏散人群的密度，判断所述待疏散人群的密度是否大于预设值，若大于所述预设值，则计算所述待疏散人群到出口的其他路径，并控制所述其他路径中的疏散设备进行突出显示。
6.一种火灾预警系统，其特征在于，包括：
监测单元，用于实时监测环境中灭火设备的故障状态以及疏散设备的故障状态；
密度获取单元，用于获取所述环境中人群的密度；
模拟单元，用于根据所述灭火设备的故障状态、所述疏散设备的故障状态和/或所述人群的密度模拟当发生火灾时所述人群的成功疏散概率；
判断单元，用于判断所述成功疏散概率是否小于预设概率，若小于所述预设概率，则自动发出火灾预警信息。
7.根据权利要求6所述火灾预警系统，其特征在于，还包括：
计算单元，用于计算所述人群到出口的最短疏散路径；
控制单元，用于控制所述最短疏散路径中的疏散设备进行突出显示。
8.根据权利要求6所述火灾预警系统，其特征在于，还包括：
火灾烟雾监测单元，用于在所述环境中检测到火灾烟雾时，获取所述火灾烟雾的位置信息，并控制位于所述火灾烟雾位置的灭火设备进行灭火。
9.根据权利要求8所述火灾预警系统，其特征在于，所述计算单元还用于计算所述人群到出口的最短疏散路径，根据所述火灾烟雾的位置信息对所述最短疏散路径进行调整，得到所述人群到出口的最安全疏散路径，以及所述控制单元还用于控制所述最安全疏散路径中的疏散设备进行突出显示。
10.根据权利要求9所述火灾预警系统，其特征在于，所述密度获取单元还用于获取处于所述最安全疏散路径中待疏散人群的密度，所述判断单元还用于判断所述待疏散人群的密度是否大于预设值，所述计算单元在所述判断单元判定所述待疏散人群的密度大于所述预设值时，计算所述待疏散人群到出口的其他路径，所述控制单元还用于控制所述其他路径中的疏散设备进行突出显示。
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