CN108986003A - 一种建筑平面公共流线消防疏散距离的可视核查方法及系统 - Google Patents

一种建筑平面公共流线消防疏散距离的可视核查方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种建筑平面公共流线消防疏散距离的可视核查方法，包括步骤：获取预设的建筑平面技术图纸，将建筑平面图整理简化，生成核查模型图；在核查模型图基础上叠加均布的网格，形成网格模型图；计算生成基于可视性的可达分析底图。本发明的有益效果是：本申请获取预设的建筑平面技术图纸；将建筑平面图整理简化，生成核查模型图；在核查模型图上添加均布的网格，形成网格模型图；计算生成基于可达性的可达分析底图；在可达分析底图上，同时选择所有符合要求的安全出口的位置，设定为疏散距离核查的起点计算区；计算建筑平面中任何一点至最近安全出口的距离，生成基于最短米制距离、具有可视性的公共流线消防疏散距离图。

Description

一种建筑平面公共流线消防疏散距离的可视核查方法及系统
技术领域
本申请涉及图像分析与模拟计算技术，特别是一种建筑平面公共流线消防疏散距离的可视核查方法及系统。
背景技术
随着我国城市化进程的不断推进,城市中的新建、改建建筑项目不断增多,而消防安全疏散的设计在一座建筑的设计中起着至关重要的作用,它直接影响到人们的人身和财产安全。因此，建筑设计中消防疏散距离符合规范要求对于保障建筑的安全使用具有重大意义。
现有技术中，对于建筑平面公共流线消防疏散距离的核查主要采用2种方法：1、在设计图纸中直接量取房间出入口到安全出口的距离来进行核查；2、以规范要求的疏散距离为半径画圆的办法来进行核查。前一种方法工作量大，不直观，且容易遗漏测算点；后一种方法不能精确核查疏散的实际行走距离，容易产生较大的误差。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术不足，提供一种更为合理的建筑平面公共流线消防疏散距离的可视核查方法及系统。
建筑平面公共流线消防疏散距离的可视核查方法，包括以下步骤：
S101.获取预设的建筑平面技术图纸，将建筑平面图整理简化，生成核查模型图；
S102.在核查模型图基础上叠加均布的网格，形成网格模型图；
S103.计算生成基于可视性的可达分析底图；
S104.选择所有符合要求的安全出口的位置，设定为疏散距离核查的起点计算区；计算建筑平面中任何一点至最近安全出口的距离；
S105.生成基于最短米制距离、具有可视性的公共流线消防疏散距离图；
S106.核查建筑平面上公共流线消防疏散距离满足建筑设计防火规范的情况，提出核查修改报告与建议。
作为优选：所述S101实现方法如下：将获取的建筑平面图整理简化，去除公共流线区域内所有的可移动的布置；以多段线绘制出分析范围的外边界；以多段线绘制通高空间、庭院空间范围，作为分析范围的内边界，内边界范围内的区域不参与后续分析；生成用于分析的核查模型图。
作为优选：所述S102实现方法如下：格网是由垂直相交的平行线形成，其大小可以进行调整；在消防疏散距离核查操作中，选择500cm-1000cm见方的格网；将建筑的核查模型图与设定的矢量格网图层相叠加，将公共流线分析区域分割成由若干单元网格形成的区域，继而生成网格模型图。
作为优选：所述S103实现方法如下：对网格模型图进行基于视线的网格联系分析，计算各个网格中心节点vi(i＝1……n)与其他网格中心节点之间的可视连接关系，可视记为1，不可视记为0，生成可视关系邻接矩阵V；
使用算法统计各个网格中心节点具有可视连接关系的个数，赋值给每个节点；在该算法中，V(G)是分析对象建筑网格模型图中存在的所有网格节点的集合，vi是其中的单个网格的中心节点，vj是除了vi之外的其他单个网格的中心节点；每个网格中心节点vi将具有一组与其具有连接关系的网格节点集合，其将标记为集合V(Γi)；
计算V(Γi)中的顶点数量，记为ki，并且可以表达为等式1；
ki＝|V(Γi)|＝|vj:{vi,vj}∈E(G)| 等式1
其中E(G)是图中所有边的集合(即可视性连接)；vj是vi可视的一个点，vj与vi的可视连线即记为{vi,vj}；将ki赋值到每个vi网格上；将所有这些数值看成一个数列，数列的区间在[n1,n2]内；以(n2-n1)/7为宽度，将这个数值段七等分，对于最高的数值段，赋予红色，最低的赋予蓝色，中间的数值段，冷暖关系是渐变的；然后依据每个单独方格落在具体数值段区域，赋予相应的颜色，形成可达分析底图。
作为优选：所述S104实现方法如下：计算建筑平面中任何一点vi至所有安全出口计算节点Sk的最短路径米制长度Lik，并进行比较，选择其中的最小值作为该点至最近安全出口的距离，并将该距离赋值到每个vi网格上；
首先，在可达分析底图上的任意一个安全出口的平开门处，选择1格紧邻的网格节点作为该安全出口计算节点sk(k＝1……m)，之后合并选择所有安全出口计算节点形成该建筑平面的疏散距离核查的起点计算区集合S(Γk)；
其次，在可视关系邻接矩阵V基础上，对所有连接按其欧几里德长度加权，形成欧式距离邻接矩阵D，其中dij表示节点vi与vj的欧式距离；
基于Floyd最短路径算法，假设dist(ik)为节点vi到安全出口计算节点sk的最短路径的距离，不连通的两点间的距离为∞；对于每一个节点Vj，检查dist(ij)+dist(jk)<dist(ik)是否成立，如果成立，证明从i到j再到k的路径比i直接到k的路径短，便设置dist(ik)＝dist(ij)+dist(jk)，由此遍历所有节点，dist(ik)中记录的便是i到k的最短路径的距离，把dist(ik)赋值给Lik。
作为优选：所述S105实现方法如下：将每个vi网格上的距离数值Lik看成一个数列，数列的区间在[n1,n2]，闭区间；以(n2-n1)/7为宽度，将这个数值段七等分，对于最高的数值段，赋予红色，最低的赋予蓝色，中间的数值段，冷暖关系是渐变的；然后依据每个单独方格落在具体数值段区域，赋予相应的颜色，生成具有可视性的公共流线消防疏散距离核查图。
作为优选：所述S106实现方法如下：核查建筑平面上公共流线消防疏散距离满足建筑设计防火规范的情况；首先，核对颜色为红色方格的区域距离数值是否满足规范要求，将核查情况记入在该范围内的房间疏散门的核查记录；其次，针对袋形和尽端式走道，核对最暖色的方格区域距离数值是否满足规范要求，将核查情况记入在该范围内的房间疏散门的核查记录；最后，对未列入前两种情况的所有房间的疏散门及区域进行核查，将核查情况记入在该范围内的房间疏散门的核查记录。
建筑平面公共流线消防疏散距离的可视核查系统，包括如下模块：
模型获取模块，用于获取预设的建筑平面技术图纸；将建筑平面图整理简化，生成核查模型图；
底图生成模块，在核查模型图上添加均布的网格，形成建筑网格图；并生成基于视线的可达分析底图；底图生成模块用于将建筑的核查模型图与预设的矢量格网图层相叠加，生成网格模型图；在此基础上进行基于视线的网格联系分析，计算各个网格与其他网格之间的连接关系，生成基于可视性的可达分析底图；
距离计算模块，在可达分析底图上，选择多个安全出口的位置，设定为疏散距离核查的起点计算区；计算建筑平面中任何一点至最近安全出口的距离，生成基于最短米制距离、具有可视性的公共流线消防疏散距离图；距离计算模块用于合并选择所有安全出口的代表计算区，形成该建筑平面的疏散距离核查的起点计算区；继而基于两点间最短路径时的路径长度，计算建筑平面中任何一点至最近安全出口的距离；并生成基于最短米制距离、具有可视性的公共流线消防疏散距离图；
距离核查模块，核查建筑平面上公共流线消防疏散距离满足建筑设计防火规范的情况，提出核查修改报告与建议；距离核查模块用于观察房间疏散门所在格网的色彩分布，继而有步骤的核查具体特征和位置的格网的疏散距离，并将核查情况记入相应房间疏散门的核查记录；在此基础上，提出核查修改报告与建议。
本发明的有益效果是:本申请获取预设的建筑平面技术图纸；将建筑平面图整理简化，生成核查模型图；在核查模型图上添加均布的网格，形成网格模型图；计算生成基于可达性的可达分析底图；在可达分析底图上，同时选择所有符合要求的安全出口的位置，设定为疏散距离核查的起点计算区；计算建筑平面中任何一点至最近安全出口的距离，生成基于最短米制距离、具有可视性的公共流线消防疏散距离图；核查建筑平面上公共流线消防疏散距离满足建筑设计防火规范的情况，提出核查修改报告与建议。因而本申请通过形成基于最短米制距离的可达距离图，显示建筑平面中任何一点至最近安全出口的距离，从而核查消防疏散距离是否满足建筑设计防火规范的情况，为建筑设计的消防安全和建成建筑的安全使用奠定了基础。
附图说明
图1为本发明的方法流程图。
图2为本发明的系统模块图。
图3为举例案例的网格模型示意图。
图4为举例案例的基于可视性的可达分析示意底图。
图5为举例案例的每个节点至最近安全出口的基于最短米制距离、具有可视性的公共流线消防疏散距离图；
图6为举例案例的每个节点至最近安全距离的最短米制距离散点图。
图7为举例案例的每个节点至最近安全距离的最短米制距离汇总表。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
如图1所示，本实施例的建筑平面公共流线消防疏散距离的核查方法，包括以下步骤：
S101.获取预设的建筑平面技术图纸，将建筑平面图整理简化，生成核查模型图；
S102.在核查模型图基础上叠加均布的网格，形成网格模型图；
S103.计算生成基于可视性的可达分析底图；
S104.选择所有符合要求的安全出口的位置，设定为疏散距离核查的起点计算区；计算建筑平面中任何一点至最近安全出口的距离；
S105.生成基于最短米制距离、具有可视性的公共流线消防疏散距离图；
S106.核查建筑平面上公共流线消防疏散距离满足建筑设计防火规范的情况，提出核查修改报告与建议。
建筑平面技术图纸是建筑设计过程中制作的模型图，可以是dwg格式图形，dxf格式图形，或其他矢量化的图形文件。将获取的建筑平面图整理简化，去除公共流线区域内所有的可移动的布置，例如桌椅、花盆布置等；以多段线绘制出分析范围的外边界；以多段线绘制通高空间、庭院空间等范围，作为分析范围的内边界，内边界范围内的区域不参与后续分析；生成可以用于分析的核查模型图。
格网是由垂直相交的平行线形成，其大小可以进行调整。在本实施例中，选用网孔大小为500cm*500cm的格网。将建筑的核查模型图与设定的矢量格网图层相叠加，将公共流线区域分割成由若干单元网格形成的区域，继而生成网格模型图，如图3所示。
对网格模型图进行基于视线的网格联系分析，计算各个网格中心节点vi(i＝1……n)与其他网格中心节点之间的可视连接关系，可视记为1，不可视记为0，生成可视关系邻接矩阵V；
使用算法统计各个网格中心节点具有可视连接关系的个数，赋值给每个节点；在该算法中，V(G)是分析对象建筑网格模型图中存在的所有网格节点的集合，vi是其中的单个网格的中心节点，vj是除了vi之外的其他单个网格的中心节点。每个网格中心节点vi将具有一组与其具有连接关系的网格节点集合，其将标记为集合V(Γi)。
计算V(Γi)中的顶点数量，记为ki，并且可以表达为等式1。
ki＝|V(Γi)|＝|vj:{vi,vj}∈E(G)| 等式1
其中E(G)是图中所有边的集合(即可视性连接)。vj是vi可视的一个点，vj与vi的可视连线即记为{vi,vj}。将ki赋值到每个vi网格上。将所有这些数值看成一个数列，数列的区间在[n1,n2]内。以(n2-n1)/7为宽度，将这个数值段七等分，对于最高的数值段，赋予红色，最低的赋予蓝色，中间的数值段，冷暖关系是渐变的。然后依据每个单独方格落在具体数值段区域，赋予相应的颜色，形成可达分析底图。如图4所示。
依据《建筑设计防火规范》(GB50016-2014)对于安全出口的规定，在可达分析底图上，选择各个符合要求的安全出口为一个共同的选集，形成疏散距离核查的起点计算区。具体做法是在任一一个安全出口的平开门处，选择1格紧邻的网格节点作为该安全出口计算节点Sk(k＝1……n)，之后合并选择所有安全出口计算节点形成该建筑平面的疏散距离核查的起点计算区集合S(Γk)。
计算建筑平面中任何一点vi至所有安全出口计算节点Sk的最短路径米制长度Lik，并进行比较，选择其中的最小值作为该点至最近安全出口的距离，并将该距离赋值到每个vi网格上。
最短路径米制长度Lik的计算方法是：
在可视关系邻接矩阵V基础上，对所有连接按其欧几里德长度加权，形成欧式距离邻接矩阵D，其中dij表示节点vi与vj的欧式距离；
基于Floyd最短路径算法，假设dist(ik)为节点Vi到安全出口计算节点Sk的最短路径的距离，不连通的两点间的距离为∞；对于每一个节点Vj，检查dist(ij)+dist(jk)<dist(ik)是否成立，如果成立，证明从i到j再到k的路径比i直接到k的路径短，便设置dist(ik)＝dist(ij)+dist(jk)，由此遍历所有节点，dist(ik)中记录的便是i到k的最短路径的距离；把dist(ik)赋值给Lik。
将每个vi网格上的距离数值Lik看成一个数列，数列的区间在[n1,n2]，闭区间。以(n2-n1)/7为宽度，将这个数值段七等分，对于最高的数值段，赋予红色，最低的赋予蓝色，中间的数值段，冷暖关系是渐变的。然后依据每个单独方格落在具体数值段区域，赋予相应的颜色，生成基于最短米制距离、具有可视性的公共流线消防疏散距离图，如图5所示。
依据《建筑设计防火规范》(GB50016-2014)对于不同功能类型、建筑高度的建筑平面疏散距离的规定，核查建筑平面上公共流线消防疏散距离满足建筑设计防火规范的情况。具体做法是：首先，观察颜色为红色方格的区域，核对其距离数值是否满足规范要求，如图6所示；将核查情况记入在这范围内的房间疏散门的核查记录；其次，针对袋形和尽端式走道，观察最暖色的方格区域，核对其距离数值是否满足规范要求，将核查情况记入在这范围内的房间疏散门的核查记录；最后，对未列入前两种情况的所有房间的疏散门及区域进行核查，将核查情况记入在这范围内的房间疏散门的核查记录。在此基础上，提出核查修改报告与建议，如图7所示。
本实施例的建筑平面公共流线消防疏散距离的核查系统，包括：模型获取模块，用于获取预设的建筑平面技术图纸；并将建筑平面图整理简化，生成核查模型图；底图生成模块，在核查模型图上添加均布的网格，形成网格模型图；并生成基于视线的可达分析底图；距离计算模块，在可达分析底图上，选择多个安全出口的位置，设定为疏散距离核查的起点计算区；计算建筑平面中任何一点至最近安全出口的距离，生成基于最短米制距离、具有可视性的公共流线消防疏散距离图；距离核查模块，核查建筑平面上公共流线消防疏散距离满足建筑设计防火规范的情况，提出核查修改报告与建议。

Claims (8)

1.一种建筑平面公共流线消防疏散距离的可视核查方法，其特征在于：包括以下步骤：
S101.获取预设的建筑平面技术图纸，将建筑平面图整理简化，生成核查模型图；
S102.在核查模型图基础上叠加均布的网格，形成网格模型图；
S103.计算生成基于可视性的可达分析底图；
S104.选择所有符合要求的安全出口的位置，设定为疏散距离核查的起点计算区；计算建筑平面中任何一点至最近安全出口的距离；
S105.生成基于最短米制距离、具有可视性的公共流线消防疏散距离图；
S106.核查建筑平面上公共流线消防疏散距离满足建筑设计防火规范的情况，提出核查修改报告与建议。
2.根据权利要求1所述的建筑平面公共流线消防疏散距离的可视核查方法，其特征在于：所述S101实现方法如下：将获取的建筑平面图整理简化，去除公共流线区域内所有的可移动的布置；以多段线绘制出分析范围的外边界；以多段线绘制通高空间、庭院空间范围，作为分析范围的内边界，内边界范围内的区域不参与后续分析；生成用于分析的核查模型图。
3.根据权利要求1所述的建筑平面公共流线消防疏散距离的可视核查方法，其特征在于：所述S102实现方法如下：格网是由垂直相交的平行线形成，其大小可以进行调整；在消防疏散距离核查操作中，选择500cm-1000cm见方的格网；将建筑的核查模型图与设定的矢量格网图层相叠加，将公共流线分析区域分割成由若干单元网格形成的区域，继而生成网格模型图。
4.根据权利要求1所述的建筑平面公共流线消防疏散距离的可视核查方法，其特征在于：所述S103实现方法如下：对网格模型图进行基于视线的网格联系分析，计算各个网格中心节点vi(i＝1……n)与其他网格中心节点之间的可视连接关系，可视记为1，不可视记为0，生成可视关系邻接矩阵V；
使用算法统计各个网格中心节点具有可视连接关系的个数，赋值给每个节点；在该算法中，V(G)是分析对象建筑网格模型图中存在的所有网格节点的集合，vi是其中的单个网格的中心节点，vj是除了vi之外的其他单个网格的中心节点；每个网格中心节点vi将具有一组与其具有连接关系的网格节点集合，其将标记为集合V(Γi)；
计算V(Γi)中的顶点数量，记为ki，并且可以表达为等式1；
ki＝|V(Γi)|＝|vj:{vi,vj}∈E(G)| 等式1
其中E(G)是图中所有边的集合(即可视性连接)；vj是vi可视的一个点，vj与vi的可视连线即记为{vi,vj}；将ki赋值到每个vi网格上；将所有这些数值看成一个数列，数列的区间在[n1,n2]内；以(n2-n1)/7为宽度，将这个数值段七等分，对于最高的数值段，赋予红色，最低的赋予蓝色，中间的数值段，冷暖关系是渐变的；然后依据每个单独方格落在具体数值段区域，赋予相应的颜色，形成可达分析底图。
5.根据权利要求1所述的建筑平面公共流线消防疏散距离的可视核查方法，其特征在于：所述S104实现方法如下：计算建筑平面中任何一点vi至所有安全出口计算节点Sk的最短路径米制长度Lik，并进行比较，选择其中的最小值作为该点至最近安全出口的距离，并将该距离赋值到每个vi网格上；
首先，在可达分析底图上的任意一个安全出口的平开门处，选择1格紧邻的网格节点作为该安全出口计算节点sk(k＝1……m)，之后合并选择所有安全出口计算节点形成该建筑平面的疏散距离核查的起点计算区集合S(Γk)；
其次，在可视关系邻接矩阵V基础上，对所有连接按其欧几里德长度加权，形成欧式距离邻接矩阵D，其中dij表示节点vi与vj的欧式距离；
基于Floyd最短路径算法，假设dist(ik)为节点vi到安全出口计算节点sk的最短路径的距离，不连通的两点间的距离为∞；对于每一个节点Vj，检查dist(ij)+dist(jk)<dist(ik)是否成立，如果成立，证明从i到j再到k的路径比i直接到k的路径短，便设置dist(ik)＝dist(ij)+dist(jk)，由此遍历所有节点，dist(ik)中记录的便是i到k的最短路径的距离，把dist(ik)赋值给Lik。
6.根据权利要求1所述的建筑平面公共流线消防疏散距离的可视核查方法，其特征在于：所述S105实现方法如下：将每个vi网格上的距离数值Lik看成一个数列，数列的区间在[n1,n2]，闭区间；以(n2-n1)/7为宽度，将这个数值段七等分，对于最高的数值段，赋予红色，最低的赋予蓝色，中间的数值段，冷暖关系是渐变的；然后依据每个单独方格落在具体数值段区域，赋予相应的颜色，生成具有可视性的公共流线消防疏散距离核查图。
7.根据权利要求1所述的建筑平面公共流线消防疏散距离的可视核查方法，其特征在于：所述S106实现方法如下：核查建筑平面上公共流线消防疏散距离满足建筑设计防火规范的情况；首先，核对颜色为红色方格的区域距离数值是否满足规范要求，将核查情况记入在该范围内的房间疏散门的核查记录；其次，针对袋形和尽端式走道，核对最暖色的方格区域距离数值是否满足规范要求，将核查情况记入在该范围内的房间疏散门的核查记录；最后，对未列入前两种情况的所有房间的疏散门及区域进行核查，将核查情况记入在该范围内的房间疏散门的核查记录。
8.一种建筑平面公共流线消防疏散距离的可视核查系统，其特征在于：包括如下模块：
模型获取模块，用于获取预设的建筑平面技术图纸；将建筑平面图整理简化，生成核查模型图；
底图生成模块，在核查模型图上添加均布的网格，形成建筑网格图；并生成基于视线的可达分析底图；底图生成模块用于将建筑的核查模型图与预设的矢量格网图层相叠加，生成网格模型图；在此基础上进行基于视线的网格联系分析，计算各个网格与其他网格之间的连接关系，生成基于可视性的可达分析底图；
距离计算模块，在可达分析底图上，选择多个安全出口的位置，设定为疏散距离核查的起点计算区；计算建筑平面中任何一点至最近安全出口的距离，生成基于最短米制距离、具有可视性的公共流线消防疏散距离图；距离计算模块用于合并选择所有安全出口的代表计算区，形成该建筑平面的疏散距离核查的起点计算区；继而基于两点间最短路径时的路径长度，计算建筑平面中任何一点至最近安全出口的距离；并生成基于最短米制距离、具有可视性的公共流线消防疏散距离图；
距离核查模块，核查建筑平面上公共流线消防疏散距离满足建筑设计防火规范的情况，提出核查修改报告与建议；距离核查模块用于观察房间疏散门所在格网的色彩分布，继而有步骤的核查具体特征和位置的格网的疏散距离，并将核查情况记入相应房间疏散门的核查记录；在此基础上，提出核查修改报告与建议。
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