CN107978119A - 一种基于bim的火灾预防及安全疏散系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于BIM的火灾预防及安全疏散系统，包括监控终端，设置在监控指挥中心；多个温度感应器，用于对所述目标建筑物中的材质的温度进行感应，当温度超过安全温度阈值时，发出温度警告信息；烟尘感应器，用于对烟尘浓度进行感应，当浓度超过安全浓度阈值时，发出烟尘警告信息；RFID定位装置，分别与所述温度感应器、所述烟尘感应器、监控指挥中心进行信息通讯，以将所述温度警告信息、所述烟尘警告信息以及所获取的火源位置同步到所述监控指挥中心，并通过BIM模型时显示所述火源的位置。通过本发明在事故发生后能够提供准确的危险源位置信息，积极快速进行预防和开展安全疏散营救，提高建筑物安全运行的管理水平。

Description

一种基于BIM的火灾预防及安全疏散系统

技术领域

本发明属于建筑火灾预防及安全疏散领域技术领域，特别涉及一种基于BIM的火灾预防及安全疏散系统。

背景技术

随着社会经济快速发展，公共建筑数量在不断增加。近年来，重大火灾事故时常发生于公共建筑中，而伤亡严重的大都在建筑物内。20世纪90年代，我国建筑火灾次数占火灾总次数的75％以上，所造成的人员死亡数量和直接财产损失分别占火灾死亡总人数和直接财产总损失的90％和85％。火灾事故的发生，使得民众的人身安全和财产安全都受到了极大的威胁和挑战，同时也为消防安全领域的研究提出了许多需解决的问题，然而目前，仍没有实现对建筑物现场火灾隐患的有效控制，因此，为了保障施建筑物内人员安全，减小事故危害，火灾的智能化预防以及火灾事故发生时，实时了解火源位置情况以及工作人员的位置和动态，特别是在紧急情况下能够进行快速营救，并对人员进行安全疏散指引有着十分重要的作用。

发明内容

本发明提供一种基于BIM的火灾预防及安全疏散系统，用以解决现有技术中的上述技术问题，

本发明提供的一种基于BIM的火灾预防及安全疏散系统，所述系统包括：监控终端，设置在监控指挥中心；多个温度感应器，用于对所述目标建筑物中的材质的温度进行感应，当温度超过安全温度阈值时，发出温度警告信息；烟尘感应器，用于对烟尘浓度进行感应，当浓度超过安全浓度阈值时，发出烟尘警告信息；RFID定位装置，分别与所述温度感应器、所述烟尘感应器、监控指挥中心进行信息通讯，以将所述温度警告信息、所述烟尘警告信息以及所获取的火源位置同步到所述监控指挥中心，并通过BIM模型时显示所述火源的位置。

可选的，还包括：若干个全景摄像装置，所述全景摄像装置安装在所述目标建筑物每层的楼道上，对所述目标建筑物的公共区域进行全景摄像。

可选的，，所述监控终端包括：终端通信单元，与所述目标建筑物内的智能设备通过无线通信网进行信息交互；存储单元，存储有所述目标建筑物的建筑信息模型，所述建筑信息模型至少包括如下危险源的位置信息：机电设备、易燃材料的材质；以及，所述目标建筑物中设备和材质的基本参数，所述基本参数至少：保温材质的热传导率、比热和电阻率；危险报警单元，用于对所述温度感应器和/或所述烟尘感应器超出限定值时，发出警报提示信息。

可选的，，所述智能设备至少包括：警报提示单元。

可选的，所述无线通信网至少是下述网络中的一种：GPRS/CDMA移动公网、中国电信网络、中国移动网络或者中国联通网络。

可选的，还包括：手动报警单元，所述手动报警单元设置在所述目标建筑物内，用于让所述目标建筑物内的人员在紧急情况下进行手动报警求救。

可选的，，还包括：信息显示单元，用于在所述危险报警单元发出警报提示信息的情况下，显示所述目标建筑物内所述危险源的位置；以及，在所述烟尘感应器发出烟尘警告信息的情况下，显示现场烟尘浓度、安全浓度阈值；以及，在所述温度感应器发出温度警告信息的情况下，显示该区域的温度值。

可选的，所述建筑信息模型是结合Revit Navisworks、BIM软件技术建立的三维动态模型，所述三维动态模型经过二次开发应用可以与实体结构的空间三维坐标向对应。

可选的，所述终端通信单元将语音救援指导信息发送给相应的楼层警报器单元。

可选的，所述警报提示单元将接收到的语音救援指导信息播放给建筑物人员。

本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明提供的一种基于BIM的火灾预防及安全疏散系统，能够随时了解建筑物内每一个建筑可燃材料以及重大电源设备运行的情况，通过本发明能够随时监控建筑物内机电设备运行以及火灾危险源的工作的环境情况进行监控和警报，在事故发生后能够提供准确的危险源位置信息，积极快速进行预防和开展安全疏散营救，提高建筑物安全运行的管理水平。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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为本发明实施例提供的基于BIM的火灾预防及安全疏散系统示意图一；以及

图2为本发明实施例提供的基于BIM的火灾预防及安全疏散系统示意图二。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

术语解释：

BIM(建筑信息模型)是在数字化的建筑中利用虚拟结构构件表达现实中建筑物的构件，如板、梁、柱、屋顶、门窗等都是以独有的构件存在并且每个构件都有自己相应的尺寸信息内容，同时还有材质的物理特性，如保温材质的热传导率、比热以及电阻率等，其中的热传导率及比热对火灾中热量的传导有重要的影响。利用Revit三维建模软件建造建筑模型，并在整个建模过程中收集相关火灾中所需要的数据。在建筑中，建筑材料、构件等必须满足一定的性能才能有效达到防火目标，每种材质有自身的耐火极限，BIM模型在转换为火灾模型时，模型中的参数自动转化为火灾参数，这些参数对整个火灾控制及监控过程起到至关重要的作用。

RFID是一种基于电磁信号检测和无线传感器技术，一个典型的RFID系统包括两个基本的组件类型：读卡器Reader和标签Tag，Reader能够按照要求读取Tag的信息，读取距离取决于输出功率和射频强度。目标定位是RFID系统的最重要的应用之一，射频识别RFID(Radio Frequency Identification)技术在无线通信领域中已经成为一个有用的通用技术，获得了相当的关注。RFID系统可用于目标对象感知定位，它通常是通过部署若干RFID标签和或读者在固定位置，根据测得的各固定节点与目标对象间的距离计算其位置。

实施例一

请参阅图1-2，基于BIM的火灾智能化预防及安全疏散系统用于对建筑物的人员进行火灾智能化预防及安全疏散指导，包括至少一个全景摄像装置、监控终端、以及多个温度感应器、烟尘感应器装置。

在本发明实施例中，全景摄像装置安装在建筑物每层的楼层楼道上，对建筑物的公共区域进行全景摄像。监控终端设置在监控指挥中心，它包括终端通信单元、存储单元、危险报警单元、以及终端控制单元。

在本发明实施例中，终端通信单元通过无线通信网与建筑物内温度感应器单元、温度感应器单元、RFID定位装置、警报提示单元等进行无线通信，实现信息的交互。无线通信网可以为：GPRS/CDMA移动公网或专线网络(中国电信、中国移动、中国联通)。

在本发明实施例中，存储单元存储有建筑物的建筑信息模型，包括机电设备以及易燃材料的材质等危险源的位置信息。存储单元主要储存建筑物设备和材质的基本参数，如保温材质的热传导率、比热以及电阻率等信息进行存储。

在本发明实施例中，危险报警单元用于对温度感应器或烟尘感应器超出限定值时，或者接受监控中心指令，发出警报提示信息。

在本发明实施例中，警告提示单元将危险源位置的报警提示信息播放给建筑物内人员，警示人员离开该区域。烟尘感应器用于对烟尘浓度进行感应，当浓度超过安全浓度阈值的情况下，发出烟尘警告信息。

温度感应器用于对材质的极限温度耐受值，当超出一定值时，发出危险温度警告信息。

手动报警单元安置在建筑内，用于让建筑人员在紧急情况下进行手动报警求救，当作业人员因疾病或晕倒以及其它无法自动发射信息源的情况下，作业人员可触动手动报警单元进行求救。

终端通信单元接收到的信息显示在建筑信息模型(BIM)中，让监控员进行查看，例如，在危险报警单元发出警报提示信息的情况下，显示建筑物内危险源的位置；在烟尘感应器发出烟尘警告信息的情况下，显示现场烟尘浓度、安全浓度阈值；温度感应器发出该区域的温度值；在发生危险时，监控员能够在建筑信息模型A上快速定位危险所在位置，并查看周边的疏散通道和重要设备，为安全疏散指引提供最佳疏散途径。

本发明实施例中，BIM(建筑信息模型)是在数字化的建筑中利用虚拟结构构件表达现实中建筑物的构件，如板、梁、柱、屋顶、门窗等都是以独有的构件存在并且每个构件都有自己相应的尺寸信息内容，同时还有材质的物理特性，如保温材质的热传导率、比热以及电阻率等，其中的热传导率及比热对火灾中热量的传导有重要的影响。该建筑信息模型是以与实际建筑和装置等相对应的三维动态图像的方式显示上述信息，它与实体结构的空间坐标位置相对应，可以实现坐标数据的可视化，使得各种信息的显示变得更加直观和形象，从而便于监控员快速查找和了解所需信息。具体地，建筑信息模型是结合RevitNavisworks、BIM软件技术建立的三维动态模型，该三维模型经过二次开发应用可以与实体结构的空间三维坐标向对应。

终端通信单元将语音救援指导信息发送给相应的楼层警报器单元。

警告提示单元将接收到的语音救援指导信息播放给建筑物人员。

设备运行操作单元用于操作施工建筑物的用电设备的运行，例如，电梯的运行，照明系统的开闭、消防装置的运行，短路电线的中断等。

另外，建筑物内关键性的机电设备或易燃的材料都设有温度传感器、这些用电设备上设有传感器，烟尘感应器，能够将用电设备的运行状态发送给终端通信单元，使得设备运行操作单元还能够对设备的运行状态进行监控，判断其是否正常运行，和是否按照指定的操作在运行。

终端控制单元与终端通信单元、存储单元、危险报警单元、救援指导单元、设备运行操作单元，用于控制它们的运行。

本系统能有效监控建筑物内重大机电设备、关键性电路、易燃材料进行监控，为安全疏散争取更多的时间，实现了随时根据现场环境需要进行安全疏散，最大程度上保证了建筑物内人员安全，解决了建筑物安全监控和智能化预防以及安全疏散问题，改善了安全措施效果，提高了安全疏散效果。基于以上结构，本实施例的一种基于BIM的火灾智能化预防及安全疏散系统能够达到指导建筑物的火灾智能化预防及安全疏散，从而有效合理的控制火灾安全并进行相关的安全疏散的目的，同时最大程度上保证了建筑物内人员安全，有效的避免了火灾事故的发生率，解决了建筑物火灾预防以及安全疏散问题，改善了安全措施效果，提高了安全疏散效果。将这一功能运用于建筑物的物业管理中，势必会大大提高安全管理效率，提升监管层次，有效地掌握现场建筑物的安全动态情况。

基于BIM技术还可呈现出优质的三维可视化图像，借助某些技术平台就可形象生动地展示突发情况下建筑物内的整个过程，视觉上更佳直观。不仅可以使人们更加快速地熟悉建筑物环境。这样即使在遭遇突发情况急需疏散时，人们也会因为熟悉环境而情绪镇定、思维清晰，从而提高疏散效率。

本发明的又一实施例提供了一种基于BIM技术的火灾智能化预防及安全疏散系统，对建筑物可燃物或电源设备进行监控以及建筑物内人员进行安全监控和人员疏散指导，一种基于BIM的火灾智能化预防及安全疏散系统其特征在于，包括火灾智能化预防系统，由于Revit三维建模软件建造建筑模型，并在整个建模过程中收集相关火灾中所需要的数据。包括每种材质有自身的耐火极限，BIM模型在转换为火灾模型时，模型中的参数自动转化为火灾参数，如墙体材料，保温隔热等参数在很大程度上决定了火灾突发情况下人员安全疏散的可用时间，这对于乘客是否可以在可用安全疏散时间内顺利撤退有着直接影响。通过这些参数对整个火灾控制及监控过程起到至关重要的作用，其中这些火灾参数主要置于到温度感应器、烟尘感应器中，当达到一定浓度或温度时，温度感应器、烟尘感应器会通过RFID定位装置将位置信息同步到计算机系统中，其中烟尘感应器对烟尘浓度进行感应，当浓度超过安全浓度阈值的情况下，发出烟尘警告信息，并将参数信息和位置信息同步到计算机监控系统。温度感应器对温度进行感应，当建筑材料或构件的温度超过设置的极限温度时。RFID定位装置主要是将火源位置同步到计算机监控中心，并通过BIM模型时时显示危险源的位置

其中，所述火灾报警系统分别连接有警报提示单元、温度传感器单元、烟雾传感器单元，手动报警单元。所述计算单元连接无线收发装置。所述安全疏散系统主要依据BIM模型中温度感应器、烟尘感应器反应的火源以及烟尘位置，及时了解危险源的位置，并通过火灾报警系统提示人员安全疏散。手动报警单元用于让建筑物内人员在紧急情况下进行手动报警求救监控系统包括全景摄像装置，安装在建筑物大型电源设备、可燃物附近、及楼道出口附近，对建筑物进行全景摄像；监控终端，设置在监控指挥中心，包括：终端通信单元、存储单元、危险报警单元，其中，终端通信单元与警报器和全景摄像装置进行无线通信，存储单元存储有施工建筑物的建筑信息模型和危险区域位置信息及易燃材料的热传导极限值，无线定位单元采用RFID对危险源位置信息进行获取，通信单元将火源位置信息及温度等基本信息一起同步给终端通信单元，存储单元对终端通信单元接收到的危险源位置信息进行存储，危险报警单元对温度或电气等烟气信息进行识别，在超出设置的极限时，警报器将发出警报提示信息，终端通信单元将报警提示信息发送给相应的监控终端。

本发明所涉及的基于BIM技术的火灾智能化预防及安全疏散系统，还可以具有这样的特征：监控终端还包括设备运行操作单元，用于危险区域的的机电设备单元，建筑物上的用电设备的运行。

本发明提供的基于BIM的火灾预防及安全疏散系统，能够随时了解建筑物内每一个建筑可燃材料以及重大电源设备运行的情况，通过本发明能够随时监控建筑物内机电设备运行以及火灾危险源的工作的环境情况进行监控和警报，在事故发生后能够提供准确的危险源位置信息，积极快速进行预防和开展安全疏散营救，提高建筑物安全运行的管理水平。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种基于BIM的火灾预防及安全疏散系统，其特征在于，所述系统包括：

监控终端，设置在监控指挥中心；

多个温度感应器，用于对所述目标建筑物中的材质的温度进行感应，当温度超过安全温度阈值时，发出温度警告信息；

烟尘感应器，用于对烟尘浓度进行感应，当浓度超过安全浓度阈值时，发出烟尘警告信息；

RFID定位装置，分别与所述温度感应器、所述烟尘感应器、监控指挥中心进行信息通讯，以将所述温度警告信息、所述烟尘警告信息以及所获取的火源位置同步到所述监控指挥中心，并通过BIM模型时显示所述火源的位置。

2.如权利要求1所述的基于BIM的火灾预防及安全疏散系统，其特征在于，还包括：

若干个全景摄像装置，所述全景摄像装置安装在所述目标建筑物每层的楼道上，对所述目标建筑物的公共区域进行全景摄像。

3.如权利要求1所述的基于BIM的火灾预防及安全疏散系统，其特征在于，所述监控终端包括：

终端通信单元，与所述目标建筑物内的智能设备通过无线通信网进行信息交互；

存储单元，存储有所述目标建筑物的建筑信息模型，所述建筑信息模型至少包括如下危险源的位置信息：机电设备、易燃材料的材质；以及，所述目标建筑物中设备和材质的基本参数，所述基本参数至少：保温材质的热传导率、比热和电阻率；

危险报警单元，用于对所述温度感应器和/或所述烟尘感应器超出限定值时，发出警报提示信息。

4.如权利要求3所述的基于BIM的火灾预防及安全疏散系统，其特征在于，所述智能设备至少包括：

警报提示单元。

5.如权利要求4所述的基于BIM的火灾预防及安全疏散系统，其特征在于：

所述无线通信网至少是下述网络中的一种：GPRS/CDMA移动公网、中国电信网络、中国移动网络或者中国联通网络。

6.如权利要求5所述的基于BIM的火灾预防及安全疏散系统，其特征在于，还包括：

手动报警单元，所述手动报警单元设置在所述目标建筑物内，用于让所述目标建筑物内的人员在紧急情况下进行手动报警求救。

7.如权利要求6所述的基于BIM的火灾预防及安全疏散系统，其特征在于，还包括：

信息显示单元，用于在所述危险报警单元发出警报提示信息的情况下，显示所述目标建筑物内所述危险源的位置；以及，在所述烟尘感应器发出烟尘警告信息的情况下，显示现场烟尘浓度、安全浓度阈值；以及，在所述温度感应器发出温度警告信息的情况下，显示该区域的温度值。

8.如权利要求7所述的基于BIM的火灾预防及安全疏散系统，其特征在于：

所述建筑信息模型是结合Revit Navisworks、BIM软件技术建立的三维动态模型，所述三维动态模型经过二次开发应用可以与实体结构的空间三维坐标向对应。

9.如权利要求8所述的基于BIM的火灾预防及安全疏散系统，其特征在于：

所述终端通信单元将语音救援指导信息发送给相应的楼层警报器单元。

10.如权利要求9所述的基于BIM的火灾预防及安全疏散系统，其特征在于：

所述警报提示单元将接收到的语音救援指导信息播放给建筑物人员。