CN107708062A - 一种基于室内定位的火灾疏散系统及方法 - Google Patents

一种基于室内定位的火灾疏散系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于室内定位的火灾疏散系统及方法,属于地理信息技术领域,该系统包括移动终端、服务器和若干个Beacon基站。其中移动终端与服务器建立连接并获取建筑物内的消防设施信息、火情和室内地图。移动终端与Beacon基站通过低功率蓝牙进行无线通信连接,利用三边定位算法计算移动终端的实时位置,并将位置信息上传至服务器。该系统使用Beacon设备进行室内定位,Beacon基站被预先布置在室内并使用电池供电,可以在火灾发生时可能断电的情况下持续定位。

Description

一种基于室内定位的火灾疏散系统及方法
技术领域 [0001] 本发明涉及地理信息技术领域,尤其涉及一种基于室内定位的火灾疏散系统及方法。 背景技术
[0002] 随着城市化的迅速发展,建筑物逐渐区域大型化、高层化、复杂化。高层化于大型 化的现代建筑物具有一下特征:其内部结构空间比较复杂,所提供的功能繁多,人员较为密 集,且室内人员对建筑物整体结构并不熟悉,在发生火灾的情况下疏散效率不高。因此如何 在火灾发生时提高室内人员的疏散效率,使人员可以安全、快速的从建筑物内疏散是一个 重要课题。
[0003]目前的大型建筑物的防灾主要有以下几个发展方向:1)通过定期的消防演练,使 人员熟悉建筑物内部结构和逃生通道,在火灾发生时可以快速有序的按照演练时的路线撤 离建筑物。但是大型建筑物内人员流动量较大,比如大型商场的游客不具备参与消防演练 的条件。在火灾发生时,现场环境可能会发生变化,比如火灾的发生切断了演练时的逃生通 道。2)紧急引导系统,预先在建筑物内放置指示牌,引导人员前往逃生通道。该系统同样无 法根据现场情况实时更新,同时由于发生火灾时的混乱和建筑物的复杂性,人员可能错过 指示牌,从而影响疏散的效率。同时消防员在营救被困人员时,难以确定被困人员的具体位 置,影响救援的效率。
发明内容
[0004]为了解决以上技术问题,本发明提出了一种基于室内定位的火灾疏散系统。该系 统在火灾发生时提高复杂建筑物内人员的疏散效率。同时为消防员提供了被困人员的位置 伯息。
[0005]该系统包括移动终端、服务器和若干个Beacon基站。其中移动终端与服务器建立 连接并^取建筑物内的消防设施信息、火情和室内地图。移动终端与邻近Beacon基站通过 低功率蓝牙进行无线通信连接。移动终端获取邻近Beacon基站的位置与相应得蓝牙信号强 度,基于RSSI的室内无线信号衰减模型将蓝牙信号强度转化为相应距离,同时利用三边定 位算法计算移动终端的实时位置,并将位置信息上传至服务器。
[0006]火灾发生时,系统将火灾发生的位置信息推送给所有移动终端,并在移动终端显 示建筑物内的详细地图和消防设施的位置信息。移动终端将实时位置信息上传至服务器, 服务器通过最短路径算法计算出正确的逃生路线,引导人员逃离建筑物。消防员可以登陆 系统查看所有移动终端的位置信息并向移动终端推送信息。
[0007]移动终端使用蓝牙与人员所在位置附近的Beacon基站进行通信,得到邻近Beacon 基站的设备、位置信息,并获取移动终端与邻近Beacon基站之间的蓝牙信号强度。移动终端 基工RSSI的室内信号衰减模型将蓝牙信号强度转换为与邻近Beac〇n基站的距离信息,选取 距离设备最近的3个邻近Beacon基站,移动设备处于所述3个邻近Beacon基站构成的三角形 n。秒习」於栖巷十二边定位算法计算人员的实时位置,并将实时位置上传至服务器。
[0008]所述服务器中包括以下两个模块: WEB模块:该模块提供与用户的交互功能,包括将GIS数据库中的信息呈现给用户,将用 户的信息提交到数据库中。
[0009] GIS模块:该模块负责为本系统提供基本的数据支持,同时根据建筑物内信息通过 最短路径算法计算逃生路线。主要分为下面3个模块: i D • GIS数据库模块:本模块负责存储建筑物内的地理空间信息,建筑物内的地理空间 信息包括:墙体、门、窗、楼梯、消防通道、消防设施(灭火器等)的位置信息,火灾发生的位置 和枢围彳曰息,移动终端的位置信息。
[0010L 2) • GIS导航模块:本模块根据移动终端的实时位置,火灾发生的位置和范围,通 过最短路径算法计算实时的逃生路线。
[0011]移动终端包括智能手机、平板电脑。
[0012]本发明还提供了一种基于室内定位的火灾疏散方法, 具体步骤如下: 1) 首先将建筑物内的地理空间数据录入GIS数据库中,建筑物内的地理空间信息包括: 墙体、门、窗、楼梯、消防通道、消防设施的位置信息; 2) 发生火=时,管^员启动系统火警警报功能,服务器向移动终端推送警示信息; 、3)移动终端使用蓝牙与人员所在位置附近的Beacon基站进行通信,得到邻近Beacon基 站的设备、位置信息^并获取移动终端与邻近Beac〇n基站之间的蓝牙信号强度;移动终端基 =RSSI=室内信号衰减模型将蓝牙信号强度转换为与邻近Beac〇n基站的距离信息,选取距 离设备最I的3个^近Beacon基站,移动设备处于所述3个邻近Beac〇n基站构成的三角形 内;移动终端基于三边定位算法计算人员的实时位置,并将实时位置上传至服务器; 、、4)服务器接f到移动终端的位置信息,将信息存储到数据库中,根据该位置信息与火 灾发生的地点和范围,基于最短路径算法计算出从建筑物内疏散的路线,将该路线发送至 移动终端; 5) 服务器将所有终端的实时位置信息呈现给管理员,以供消防人员查看被困人员的所 在位置以及建筑物内人员疏散情况; 6) 重复步骤3,直至人员离开建筑物。
[0013] 本发明的有益效果是 本发明使用智能移动终端与邻近Beacon设备进行无线通信连接确定人员的实时位置, 服^器基于最短路彳^法计算出人獅逃生職。该職可麵现麵火舰及人员的实 时位置动态更新,提高了火灾发生时人员疏散的效率。Beac〇n设备使用电池供电,在火灾发 生可能造成的断电情况下仍能持续工作。
附图说明
[0014] 图1是系统组成图; 图2是系统提供导航功能的流程图。
具体实施方式
[0015] 下面对本发明的内容进行更加详细的阐述: 本发明的实施步骤如下: 1、首先将建筑物内的地理空间数据录入GIS数据库中,建筑物内的地理空间信息包括: 墙体、门、窗、楼梯、消防通道、消防设施(灭火器等)的位置信息,为本系统提供基本的数据 支持。
[0016] 2、发生火灾时,管理员启动系统火警警报功能,服务器向移动终端推送警示信息。
[0017] 3、移动终端使用蓝牙与人员所在位置附近的Beacon基站进行通信,得到邻近 Beacon基站的设备、位置信息,并获取移动终端与邻近Beac〇n基站之间的蓝牙信号强度。移 动终端基于^ssi的室内信号衰减模型将蓝牙信号强度转换为与邻近Beac〇n基站的距离信 息^取距离设备最近的:近Beacon基站,移动设备处于臓3个邻近Be aeon基站构成 的二角形内。移动终端基于三边定位算法计算人员的实时位置,并将实时位置上传至服务 器。 将儲、存储到数辦中,棚该位置關 于取短路径算法计算出从建筑物内疏散的路线,将该路线发 辟麟髓碰人触讎困人员
[0020]重复步骤3,直至人员离开建筑物。

Claims (6)

1.一种基于室内定位的火灾疏散系统,其特征在于,包括:移动终端,服务器,_ 的Beacon基站; ’ 丄 其中移动终端与服务器建立连接并获取建筑物内的消防设施信息、火情和室内地 移动终端与Beacon基站通过低功率蓝牙进行无线通信连接,利用三边定位算法^ 动终端的实时位置,并将位置信息上传至服务器。 ~
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于, 火灾发生时,系统将火灾发生的位置信息推送给所有移动终端,并在移动终端曰一津 筑物内的详细地图和消防设施的位置信息; ^ 移动终端将实时位置信息上传至服务器,服务器通过最短路径算法计算出正确的 路线,引导人员逃离建筑物;消防员可以登陆系统查看所有移动终端的位置户声井向 终端推送信息。
3.根据权利要求2所述的系统,其特征在于, 移动终端使用蓝牙与人员所在位置附近的Beacon基站进行通信,得到邻近Beac〇n基站 的设备、位置信息,并获取移动终端与邻近Beacon基站之间的蓝牙信号强度;移动终端基于 RSSI的室内信号衰减模型将蓝牙信号强度转换为与邻近Beacon基站的距离信息,^取距离 设备最近的3个邻近Beacon基站,移动设备处于所述3个邻近Beacon基站构成的三角形内
4. 根据权利要求1或3所述的系统,其特征在于, —/ ° 所述服务器中包括以下两个模块: WEB模块:该模块提供与用户的交互功能,包括将GIS数据库中的信息呈现给用 户的信息提交到数据库中; ’' GIS模块:该模块负责为本系统提供基本的数据支持,同时根据建筑物内信肩通过最短 路径算法计算逃生路线;主要分为下面3个模块: 、 1) • GIS数据库模块:负责存储建筑物内的地理空间信息,建筑物内的地理空间信息包 括:墙体、门、窗、楼梯、消防通道、消防设施的位置信息,火灾发生的位置和范围信息,移动 终端的位置信息; 2) • GIS导航模块:根据移动终端的实时位置,火灾发生的位置和范围,通过最短路径 算法计算实时的逃生路线。
5. 根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述移动终端包括智能手机、平板电脑。
6. —种基于室内定位的火灾疏散方法,其特征在于, 具体步骤如下: 1) 首先将建筑物内的地理空间数据录入GIS数据库中,建筑物内的地理空间信息包括: 墙体、门、窗、楼梯、消防通道、消防设施的位置信息; 2) 发生火^时,^员启动系统火警警报功能,服务器向移动终端推送警示信息; ^ 3^移动终^?使用监牙与人员所在位置附近的Beacon基站进行通信,得到邻近Beacon基 站的设备、位置信息^并获取移动终端与邻近Beac〇n基站之间的蓝牙信号强度;移动终端基 fRSSIl^室内信号衰减模型将蓝牙信号强度转换为与邻近Beac〇n基站的距离信息,选取距 尚设备最近的3个^近Beacon基站,移动设备处于所述3个邻近Beacon基站构成的三角形 内;移动终端基于三边定位算法计算人员的实时位置,并将实时位置上传至服务器; 4)服务器接收到移动终端的位置信息,将信息存储到数据库中,根据该位置信息与火 灾发生的地点和范围,基于最短路径算法计算出从建筑物内疏散的路线,将该路线发送至 移动终端; 5) 服务器将所有终端的实时位置信息呈现给管理员,以供消防人员查看被困人员的所 在位置以及建筑物内人员疏散情况; 6) 重复步骤3,直至人员离开建筑物。
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