CN109284512B - 利用建筑信息模型实施光纤高灵敏度烟雾检测器系统 - Google Patents

利用建筑信息模型实施光纤高灵敏度烟雾检测器系统 Download PDF

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Abstract

本发明描述了一种优化烟雾检测系统在空间中的布局的方法，所述方法包括：获得所述烟雾检测系统的要求；访问所述空间的物理和功能特性的数字表示；将所述要求和所述空间的物理和功能特性的所述数字表示整合于光纤部署算法中；基于所述光纤部署算法来确定烟雾检测系统组件的布局；以及根据所述所确定的布局将所述烟雾检测系统安装在所述空间中。

Description

利用建筑信息模型实施光纤高灵敏度烟雾检测器系统
技术领域
示例性实施例涉及高灵敏度烟雾检测器(HSSD)系统领域，且更具体来说，涉及建筑中的HSSD系统的设计和实施。
背景技术
典型的吸气式烟雾检测器(ASD)利用连接到中央单元的管道网络或一连串管道来从房间抽出烟雾/气体进行分析。管道网络通过取样孔从受保护的空间收集空气。所述管道网络可以包括沿着管道长度间隔的孔。其也可以具有带有单个取样孔或多个取样孔的多个管道。所述管道经由受保护的空间与中央单元之间的压力差而将来自受保护的空间的空气传输到中央单元。从取样孔到中央单元的空气流受所述压力差、取样孔与中央单元之间的距离、连接器/弯头的数目以及管道材料所约束。这些因素影响了传输时间，从而限制了吸气系统的总大小。管道网络的布局取决于系统的规范和设计限制。
发明内容
在一个实施例中，一种优化烟雾检测系统在空间中的布局的方法包括：获得烟雾检测系统的要求；访问所述空间的物理和功能特性的数字表示；将所述要求和所述空间的物理和功能特性的所述数字表示整合于光纤部署算法中；基于所述光纤部署算法来确定烟雾检测系统组件的布局；以及根据所确定的布局将所述烟雾检测系统安装在所述空间中。
另外或替代地，在这个或其他实施例中，经由光纤部署算法来限定所述布局的视觉表示。
另外或替代地，在这个或其他实施例中，所述烟雾检测系统是光纤高灵敏度烟雾检测(HSSD)系统。
另外或替代地，在这个或其他实施例中，所述光纤部署算法利用多个变量作为确定所述布局中的变量，所述变量包括光纤类型、节点抛光角度和方向、空间中的预期照明和烟雾传播模拟中的一者或多者。
另外或替代地，在这个或其他实施例中，光纤部署算法执行线性回归来确定所述布局。
另外或替代地，在这个或其他实施例中，所述光纤部署算法包括模拟退火算法、遗传算法或蒙特卡洛算法中的一者或多者。
另外或替代地，在这个或其他实施例中，所述要求包括烟雾检测系统成本、烟雾检测性能目标以及空间的关键部分、结构或系统的识别中的一者或多者。
另外或替代地，在这个或其他实施例中，物理和功能特性的数字表示是建筑信息模型。
在另一实施例中，一种烟雾检测系统包括安装在空间中的多个烟雾检测器系统组件。经由系统来确定所述空间中的烟雾检测器系统组件的布局，所述系统被配置成：获得烟雾检测系统的要求；访问所述空间的物理和功能特性的数字表示；将所述要求和所述空间的物理和功能特性的所述数字表示整合到光纤部署算法中；以及基于所述光纤部署算法来确定烟雾检测系统组件的布局。
另外或替代地，在这个或其他实施例中，所述系统被配置成经由所述光纤部署算法来限定所述布局的视觉表示。
另外或替代地，在这个或其他实施例中，所述烟雾检测系统是光纤高灵敏度烟雾检测(HSSD)系统。
另外或替代地，在这个或其他实施例中，所述光纤部署算法利用多个变量作为确定所述布局中的变量，所述变量包括光纤类型、节点抛光角度和方向、空间中的预期照明和烟雾传播模拟中的一者或多者。
另外或替代地，在这个或其他实施例中，光纤部署算法执行线性回归来确定所述布局。
另外或替代地，在这个或其他实施例中，所述光纤部署算法包括模拟退火算法、遗传算法或蒙特卡洛算法中的一者或多者。
另外或替代地，在这个或其他实施例中，所述要求包括烟雾检测系统成本、烟雾检测性能目标以及空间的关键部分、结构或系统的识别中的一者或多者。
另外或替代地，在这个或其他实施例中，物理和功能特性的数字表示是建筑信息模型。
附图说明
以下描述不应视为以任何方式进行限制。参考附图，相同的元件被相同地编号：
图1是建筑信息模型的示意性说明；
图2是高灵敏度烟雾检测器(HSSD)系统的实施例的示意性说明；
图3是HSSD系统的实施例的另一示意性说明；
图4是HSSD系统的另一实施例的示意性说明；
图5是HSSD系统的另一实施例的示意性说明；以及
图6是确定和安装HSSD系统的布局的方法的示意性说明。
具体实施方式
在本文参考附图通过例证且不带限制性地呈现了对所公开的设备和方法的一个或多个实施例的详细描述。
另一类型的烟雾检测器，即光纤高灵敏度烟雾检测器(HSSD)利用光纤网络，沿着所述光纤网络将光信号传输到布置在房间或其他空间中的节点。所述光信号从节点发射且被散射或反射回到节点。沿着光纤网络将散射的光信号输送到光检测装置，且检查散射的光信号的指示烟雾的存在的特性。由于光传输和散射的特性，例如，房间中的HSSD系统的布局的标准和参数可能会与同一房间中的传统ASD系统的布局的标准和参数非常不同。
建筑信息模型(BIM)是设施或建筑的物理和功能特性的数字表示。因此，BIM可以用作关于设施的信息的共享知识资源，和从开始到建筑的功能性使用寿命的与建筑及其系统相关的决策的可靠基础。
现在参看图1，示出建筑信息模型(BIM)10的可视化的示意性说明。使用在图1中示意性地示出的各种输入来构建BIM 10。这些输入可以包括以下各者中的一些或全部：法律和规定12，包括建筑规定和建筑规范；计算机辅助设计(CAD)软件输入14，包括例如来自建筑师、工程师和专业人士的制图和计算；虚拟现实建模语言(VRML)元件、可视化和3D模型16；模拟18，包括对舒适度、通风、加热、光、声、绝缘、火灾、环境、寿命周期成本和寿命时间预测的模拟；规范20，包括规范表、分类标准、估计和核算；采购输入22，包括产品和成本数据库；施工管理24，包括调度和物流；设施管理26，包括出租、销售、运营、维护和担保；拆除和翻新28，包括重建信息、拆除信息和修复信息；简报资料30，包括功能要求、估计、状况和其他要求；以及知识数据库32，包括最佳实践知识和自身的用户或公司实践知识。本领域技术人员将容易了解，以上元件仅仅是可以一起构成BIM 10的元件的实例，且在一些实施例中可以利用其他元件、额外元件或以上元件的子集。
现在参看图2，说明光纤高灵敏度烟雾检测器(HSSD)系统34的实施例的示意图。HSSD系统34包括控制系统36，所述控制系统具有例如激光二极管等光源38，和例如光电二极管等光敏装置40。光源38和光敏装置40可操作地连接到处理器52。一个或多个光纤缆线42可操作地连接到光源38和光敏装置40。节点44位于光纤缆线42的端点处，且在一些情况下可以理解为光纤缆线42的部分。节点44定位成与周围大气连通。
现在参看图3，来自光源38的光信号沿着光纤缆线42传输穿过节点44到达周围区域，在46处示意性地说明。光46与在48处示意性地说明的指示状况的一个或多个微粒相互作用，且被反射或传输回到节点44，在50处示意性地说明。提供给节点44的光和/或从节点44反射回到光敏装置40的光的变化的比较将指示在邻近于节点44的周围大气中是否存在导致光的散射的大气变化。如本文中所描述的散射光意在另外包括被反射、传输和吸收的光。虽然将HSSD系统34描述为使用光散射来确定状况或事件，但其中作为光散射的补充或替代而使用的光遮蔽、吸收和荧光的实施例也在本公开的范围内。
在另一实施例中，HSSD系统34可以包括多个节点44。举例来说，如图4中说明，多个光纤缆线42和对应的节点44各自与不同的光敏装置40相关联。在其中个别光敏装置40与每个节点44相关联的实施例中，如图4中所示，可以监视从每个节点44输出的信号。在检测到预定事件或状况之后，将有可能定位事件的位置，因为已知系统34内的每个节点44的位置。替代地，如图5中所示，多个光纤缆线42可以耦合到单个光敏装置40。
在其中单个光敏装置40被配置成接收来自多个节点44的散射光的实施例中，控制系统36能够定位散射光，即，识别从多个节点44中的每一者接收的散射光。在实施例中，控制系统36使用每个节点44的位置、具体来说是与每个节点44相关联的光纤缆线42的长度和对应的飞行时间(即，在当光源38发射光时与当光敏装置40接收到光时之间逝去的时间)，来使光信号的不同部分与连接到那个光敏装置40的相应节点44中的每一者关联。替代地或另外，所述飞行时间可以包括在当从节点发射光时与当在节点处接收回散射光时之间逝去的时间。在这些实施例中，飞行时间提供与检测到的对象或状况相对于节点的距离相关的信息。
建筑或其他空间54可以利用具有多个光纤缆线42和多个节点44的HSSD系统34来提供对所要空间的检测和监视。现在参看图6，说明用于利用BIM 10来部署HSSD系统34的方法118。在框100中，获得用户要求。这些要求可以包括成本目标、检测性能目标、建筑或空间54中的关键部分、结构或系统的识别等。在框102中，从(例如)建筑拥有者、管理者或承包者访问或获得BIM 10。现在参看框104，光纤部署算法利用来自框100的用户要求和来自框102的BIM 10来提供建筑或空间54内的节点44和光纤缆线42的布局，以及建筑或空间54内的针对成本、检测性能等经过优化的控制系统36的位置。使用BIM允许光纤部署算法考虑到其他建筑系统(例如，电气布线和HVAC位置，以及在用户要求中由用户识别的关键部分的位置)，以确定建筑或空间54内的HSSD系统34的最佳布局。一旦光纤部署算法在框104处确定了布局，便可以在框106处产生光纤部署结果的可视化。此类可视化是基于所输入的用户要求(例如，检测目标)的建筑或空间54内的光纤部署的表示。随后在框120处根据所述布局将HSSD系统34安装在建筑或空间54中。将所述布局存储在BIM 10上，且可以在需要时进行更新，例如，以反映建筑或空间54中的HSSD系统34的实际安装状况。另外，当用户要求改变时，可以重复框104，从而基于经更新的要求来运行部署算法，这可以导致在框106处可视化的不同的光纤部署结果。
在一些实施例中，光纤部署算法104是线性优化。此外，在一些实施例中，光纤部署算法104是模拟退火算法、遗传算法或蒙特卡洛算法。此外，光纤部署算法104可以基于若干因素来执行优化，所述因素例如为与目标相比之下的成本和检测性能、利用例如光纤类型110、每个节点44的修正角度和方向112、节点44的偏心或倾斜角度等变量(未示出)，其中此类因素能够基于每个节点44处的要求和所寻求的性能进行自定义。此外，部署算法104可以考虑到例如空间的预期照明114(例如，LED、荧光灯或阳光)等因素，并且还可以利用烟雾在空间中传播的模拟116来确定最佳光纤部署。可以将所产生的光纤部署结果106添加到BIM10。一旦将HSSD系统34部署在建筑或空间内，和/或在随时间更新HSSD系统34时，可以进一步更新BIM 10以反映所部署的系统。
本公开提供用于提供HSSD系统34的最佳布局的工具和方法，所述工具和方法在维持低成本和所要水平的系统性能的同时满足用户要求。所述方法允许快速地部署HSSD系统34，并且具有由于现实世界改变、BIM 10的更新或用户要求的改变而快速且可靠地更新部署结果的能力。
术语“大约”意在包括基于在提交申请时可用的设备而与特定量的测量值相关联的误差的程度。举例来说，“大约”可以包括给定值的±8%或5%或2%的范围。
本文中所使用的术语仅出于描述特定实施例的目的且无意限制本公开。如在本文中所使用，除非上下文另外清楚地指示，否则希望单数形式“一”和“所述”也包括复数形式。将进一步理解，术语“包括(comprises)”和/或“包括(comprising)”当用于本说明书中时指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件组件和/或其群组的存在或添加。
虽然已经参考示例性实施例描述了本公开，但本领域技术人员将理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以作出各种改变，且可以使用等效物代替其元件。另外，在不脱离本公开的本质范围的情况下，可以作出许多修改来使特定情形或材料适应本公开的教导。因此，期望本公开不限于作为实施本公开所预期的最佳模式的所公开的特定实施例，而是，本公开将包括属于权利要求书的范围内的所有实施例。

Claims (14)

1.一种优化烟雾检测系统在空间中的布局的方法，所述方法包括：
获得所述烟雾检测系统的用户要求；
访问所述空间的物理和功能特性的数字表示；
将所述用户要求和所述空间的物理和功能特性的所述数字表示整合于光纤部署算法中；
基于所述光纤部署算法来确定烟雾检测系统组件的布局；以及
根据所述所确定的布局将所述烟雾检测系统安装在所述空间中，
其中所述光纤部署算法利用包括光纤类型、节点抛光角度和方向、所述空间中的预期照明和烟雾传播模拟中的一者或多者的变量作为确定所述布局时的变量。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包括经由所述光纤部署算法来限定所述布局的视觉表示。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述烟雾检测系统是光纤高灵敏度烟雾检测(HSSD)系统。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述光纤部署算法执行线性回归来确定所述布局。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述光纤部署算法包括模拟退火算法、遗传算法或蒙特卡洛算法中的一者或多者。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述用户要求包括烟雾检测系统成本、烟雾检测性能目标以及所述空间的关键部分、结构或系统的识别中的一者或多者。
7.如权利要求1所述的方法，其中物理和功能特性的所述数字表示是建筑信息模型。
8.一种烟雾检测系统，所述烟雾检测系统包括安装在空间中的多个烟雾检测系统组件，其中所述烟雾检测系统组件在所述空间中的布局经由系统来确定，所述系统被配置成：
获得所述烟雾检测系统的用户要求；
访问所述空间的物理和功能特性的数字表示；
将所述用户要求和所述空间的物理和功能特性的所述数字表示整合到光纤部署算法中；以及
基于所述光纤部署算法来确定所述烟雾检测系统组件的所述布局，
其中所述光纤部署算法利用包括光纤类型、节点抛光角度和方向、所述空间中的预期照明和烟雾传播模拟中的一者或多者的变量作为确定所述布局时的变量。
9.如权利要求8所述的系统，进一步被配置成经由所述光纤部署算法来限定所述布局的视觉表示。
10.如权利要求8所述的系统，其中所述烟雾检测系统是光纤高灵敏度烟雾检测(HSSD)系统。
11.如权利要求8所述的系统，其中所述光纤部署算法执行线性回归来确定所述布局。
12.如权利要求8所述的系统，其中所述光纤部署算法包括模拟退火算法、遗传算法或蒙特卡洛算法中的一者或多者。
13.如权利要求8所述的系统，其中所述用户要求包括烟雾检测系统成本、烟雾检测性能目标以及所述空间的关键部分、结构或系统的识别中的一者或多者。
14.如权利要求8所述的系统，其中物理和功能特性的所述数字表示是建筑信息模型。
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