CN110533307A - 一种基于bim的建筑安全监测系统及应急处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及建筑安全技术领域，具体涉及一种基于BIM的建筑安全监测系统及应急处理方法；包括温度监测模块、气体监测模块、活体监测模块、BIM关联模块、应急处理模块、预案执行模块。能够基于BIM建筑模型实现对建筑物的安全进行实时监控，及时的报告并处理危情，保障建筑、财产和人身的安全。能够在发生危情时，根据情况对住户终端和管理人员终端发送不同的数据，基于BIM建筑实时展示危情的情况，显示危险区域和安全路线，以提高救援和疏散的效率。预案执行模块根据有无有害物质和应急预案的分配情况，对不同的监测区域采取不同的具体措施，在降低人员和财产的损失的同时保证建筑安全。

Description

一种基于BIM的建筑安全监测系统及应急处理方法
技术领域
本发明涉及建筑安全技术领域，具体涉及一种基于BIM的建筑安全监测系统及应急处理方法。
背景技术
建筑发生火灾的情况常常出现，尤其是现代经济的发展，越来越多的由钢筋混凝土建成高楼出现，但现代建筑的安全问题日益严峻，高楼发生火灾后，长时间燃烧产生的高温使建筑中钢筋强度改变，进而导致建筑安全隐患，同时有毒气体也严重危害人体健康，由于信息传递不通畅，预警措施不足，容易导致在发生危情后疏散和救援不及时，进而延长危情发展的时间，导致危情的恶化，严重影响建筑安全和人身财产安全。因此急需一种能够保证建筑安全，提高危情预警水平和救援效率的系统。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种基于BIM的建筑安全监测系统及应急处理方法。
本发明所要解决的技术问题为：
(1)如何通过监测数据保证建筑安全；
(2)如何在危情发生时提高救援效率。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种基于BIM的建筑安全监测系统，包括应急处理模块通信连接，与应急处理模块通信连接的温度监测模块、气体监测模块、活体监测模块、BIM关联模块、应急处理模块、预案执行模块、住户终端和管理人员终端，所述BIM关联模块、温度监测模块和气体监测模块，所述应急处理模块与预案执行模块通信连接，所述预案执行模块与住户终端、管理人员终端以及活体监测模块通信连接。
更进一步的，所述BIM关联模块包含BIM建筑模型，并以墙壁为界将BIM建筑模型分隔为多个相连的监测区域，对各个监测区域进行编号，获取每个监测区域中的门窗、楼梯、电梯、通风管道的位置和数量，并进行编号，使监测区域内的门窗、楼梯、电梯以及通风管道与BIM建筑模型相关联，每个所述监测区域内均安装了温度监测模块、气体监测模块以及活体监测模块，并进行编号，使各个监测模块与对应监测区域相关联。
更进一步的，所述温度监测模块用于获取对应监测区域内的温度变化情况，温度监测模块在监测到监测区域在三分钟内温度升高超过20℃或是温度峰值大于50℃中的任意一种情况后，发送一级警报；
所述气体监测模块用于分析对应监测区域内的烟雾的组成成分和获取烟雾的浓度变化情况，所述气体监测模块内设置有害物质数据库，所述有害物质数据库包含各类有害物质浓度对人体产生危害的标准值，在监测到存在有害物质后，发出一级警报，并在有害物质的浓度超过标准值后，发出二级警报；
所述应急处理模块用于在接收到警报后，对采集的所有数据进行分析处理，确定危情的级别，并对BIM建筑模型进行标注，同时形成应急预案。
更进一步的，所述气体监测模块还用于从BIM建筑模型中获取监测区域中有毒建筑材料的名称，再根据有毒建筑材料名称获取建筑材料的燃点，并在温度高于有毒建筑材料燃点时向住户终端发出预设的预防指导信息。
更进一步的，所述管理人员终端在到达监测区域后，与温度监测模块和气体监测模块通过无线近距离传输将采集到的历史数据以及传输完成的时间记录文件存储至管理人员终端中，再通过管理人员终端将上传时间记录文件和历史数据至预案执行模块中存储。
更进一步的，所述预案执行模块在生成安全路线时，从BIM建筑模型中获取救生设施的位置信息，并将安全路线上的救生设施对应的位置信息标注在安全路线上。
更进一步的，所述温度监测模块、气体监测模块、活体监测模块、BIM关联模块、应急处理模块和预案执行模块均连接有不间断电源。
一种基于BIM的建筑安全监测应急处理方法，所述应急处理方法使用上述的基于BIM的建筑安全监测系统，所述应急处理方法包括以下步骤：
T1获取发出警报的模块编号，根据获得的模块编号确定发生危情的监测区域，在BIM模型中将对应的监测区域进行标注，在只收到一级警报时，在BIM建筑模型上将对应的监测区域变更为黄色，在收到二级警报时，在BIM建筑模型上将对应监测区域变更为红色；
T2将发生危情的监测区域作为救灾区，并根据发生危情的监测区域的编号筛选出相邻的所有监测区域，作为疏散区，再根据疏散区内各监测区域的编号，筛选出相邻的所有不属于救灾区和疏散区的监测区域作为预警区，其余的监测区域作为安全区；
T3根据各监测区域与救灾区的距离做出多级应急预案，判定救灾区采用一级应急预案，判定疏散区采用二级应急预案，判定预警区采用三级应急预案，并将所有应急预案以及对应的监测区域的编号发送至预案执行模块；
T4预案执行模块获取一级应急预案中救灾区对应所有的监测区域的编号，控制对应监测区域内的活体监测模块启动，获取监测区域内的待救援人数，若监测区域内待救援人数为零，则控制救灾区内所有的关闭装置执行关闭指令，若监测区域内待救援人数为不为零，则向以该监测区域为中心的1km范围内的所有管理人员终端发出救援指令，并将位置信息和待救援人数发送至管理人员终端；
T5预案执行模块获取二级应急预案中疏散区对应所有的监测区域的编号，连通位于疏散区内的所有住户终端，并发出撤离警报，接受疏散区内每个住户终端的位置信息，根据住户终端的位置信息从安全区中筛选出距离最近的监测区域作为撤离目标，以住户终端的位置为起点，以撤离目标为终点，分析得出不经过救灾区的安全路线，并将安全路线与BIM建筑模型进行关联，使安全路线以绿色显示在BIM建筑模型上；
T6预案执行模块获取救灾区对应的监测区域在BIM建筑模型上对应的颜色，若监测区域的颜色为黄色，则控制安全路线上的所有关闭装置执行打开指令，若监测区域的颜色为红色，则向疏散区内所有的住户终端和接收到救援指令的管理人员终端发出有害物质提醒，同时控制安全路线上的所有对应的关闭装置执行打开指令，并控制抽风装置进行抽风指令，同时将非疏散区的通风管道对应的关闭装置执行关闭指令；
T7预案执行模块获取三级应急预案中预警区对应所有的监测区域的编号，连通位于疏散区内的所有住户终端，并发出预警警报，同时向住户终端展示实时的包含标注有救灾区的BIM建筑模型。
更进一步的，所述住户终端用于在收到警报时发送位置数据，同时实时查看的BIM建筑模型；所述管理人员终端用于实时发送终端的位置数据，实时查看的BIM建筑模型以及接受应急处理模块发出数据。
更进一步的，所述预案执行模块根据应急预案对住户终端和管理人员终端发出不同的数据，同时控制设置在各监测区域内的门窗、楼梯、电梯以及通风管道的关闭装置和通风装置执行指令。
本发明的有益效果为：
(1)能够基于BIM建筑模型实现对建筑物的安全进行实时监控，及时的报告并处理危情，保障建筑、财产和人身的安全。
(2)能够在发生危情时，根据情况对住户终端和管理人员终端发送不同的数据，基于BIM建筑实时展示危情的情况，显示危险区域和安全路线，以提高救援和疏散的效率。
(3)预案执行模块根据有无有害物质和应急预案的分配情况，对不同的监测区域采取不同的具体措施，在降低人员和财产的损失的同时保证建筑安全。
(4)在未有危情发生时，通过管理人员终端与温度监测模块和气体监测模块的数据传输，可同时完成对管理人员的考勤和采集数据上传。
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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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是一种基于BIM的建筑安全监测系统框图。
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。
实施例1
请参阅图1所示，本实施例提供了一种基于BIM的建筑安全监测系统，包括温度监测模块、气体监测模块、活体监测模块、BIM关联模块、应急处理模块、预案执行模块、住户终端和管理人员终端，BIM关联模块、温度监测模块和气体监测模块均与应急处理模块通信连接，应急处理模块还与预案执行模块通信连接，预案执行模块还与住户终端、管理人员终端以及活体监测模块通信连接；
BIM关联模块包含BIM建筑模型，并以墙壁为界将BIM建筑模型分隔为多个相连的监测区域，对各个监测区域进行编号，并获取每个监测区域中的门窗、楼梯、电梯、通风管道的位置和数量，并进行编号，使监测区域内的门窗、楼梯、电梯以及通风管道与BIM建筑模型相关联，每个监测区域内均安装了温度监测模块、气体监测模块以及活体监测模块，并进行编号，使各个监测模块与对应监测区域相关联；如一个建筑为一层，则墙壁将建筑分为多个监测区域，用户可以穿过门到达相邻的监测区域。
温度监测模块用于获取对应监测区域内的温度变化情况，温度监测模块在监测到监测区域在三分钟内温度升高超过20℃或是温度峰值大于50℃中的任意一种情况后，发送一级警报；在灾情出现的初期及时发出警报，为下一步消除灾情提供时间。
气体监测模块用于分析对应监测区域内的烟雾的组成成分和获取烟雾的浓度变化情况，气体监测模块内设置有害物质数据库，有害物质数据库包含各类有害物质浓度对人体产生危害的标准值，温度监测模块和气体监测模块包括一个或多个监测探头，如11000-12000mg/m3的CO就会很快导致人死亡，150mg/m3的HCN可立即使人死亡，因此CO的标准值应小于11000mg/m3，同时大于空气中的允许的最高含量30mg/m3，具体数值可根据需要通过调节灵敏度来调节，在监测到存在有害物质后，发出一级警报，无有害物质产生，危害较小，并在有害物质的浓度超过标准值后，发出二级警报；存在有害物质，需要提供防护设备才能进入现场。气体监测模块还用于从BIM建筑模型中获取监测区域中有毒建筑材料的名称，再根据有毒建筑材料名称获取建筑材料的燃点，并在温度高于有毒建筑材料燃点时向住户终端发出预设的预防指导信息。
应急处理模块用于在接收到警报后，对采集的所有数据进行分析处理，确定危情的级别，并对BIM建筑模型进行标注，同时形成应急预案。
管理人员终端在到达监测区域后，与温度监测模块和气体监测模块通过无线近距离传输将采集到的历史数据以及传输完成的时间记录文件存储至管理人员终端中，再通过管理人员终端将上传时间记录文件和历史数据至预案执行模块中存储。
预案执行模块在生成安全路线时，从BIM建筑模型中获取救生设施的位置信息，并将安全路线上的救生设施对应的位置信息标注在安全路线上。温度监测模块、气体监测模块、活体监测模块、BIM关联模块、应急处理模块和预案执行模块均连接有不间断电源。
实施例2
本实施例公开一种基于BIM的建筑安全监测应急处理方法，包括以下步骤：
T1获取发出警报的模块编号，根据获得的模块编号确定发生危情的监测区域，在BIM模型中将对应的监测区域进行标注，在只收到一级警报时，在BIM建筑模型上将对应的监测区域变更为黄色，在收到二级警报时，在BIM建筑模型上将对应监测区域变更为红色；
T2将发生危情的监测区域作为救灾区，并根据发生危情的监测区域的编号筛选出相邻的所有监测区域，作为疏散区，再根据疏散区内各监测区域的编号，筛选出相邻的所有不属于救灾区和疏散区的监测区域作为预警区，其余的监测区域作为安全区；
T3根据各监测区域与救灾区的距离做出多级应急预案，判定救灾区采用一级应急预案，判定疏散区采用二级应急预案，判定预警区采用三级应急预案，并将所有应急预案以及对应的监测区域的编号发送至预案执行模块；
T4预案执行模块获取一级应急预案中救灾区对应所有的监测区域的编号，控制对应监测区域内的活体监测模块启动，获取监测区域内的待救援人数，若监测区域内待救援人数为零，则控制救灾区内所有的关闭装置执行关闭指令，若监测区域内待救援人数为不为零，则向以该监测区域为中心的1km范围内的所有管理人员终端发出救援指令，并将位置信息和待救援人数发送至管理人员终端；
T5预案执行模块获取二级应急预案中疏散区对应所有的监测区域的编号，连通位于疏散区内的所有住户终端，并发出撤离警报，接受疏散区内每个住户终端的位置信息，根据住户终端的位置信息从安全区中筛选出距离最近的监测区域作为撤离目标，以住户终端的位置为起点，以撤离目标为终点，分析得出不经过救灾区的安全路线，并将安全路线与BIM建筑模型进行关联，使安全路线以绿色显示在BIM建筑模型上；
T6预案执行模块获取救灾区对应的监测区域在BIM建筑模型上对应的颜色，若监测区域的颜色为黄色，则控制安全路线上的所有关闭装置执行打开指令，若监测区域的颜色为红色，则向疏散区内所有的住户终端和接收到救援指令的管理人员终端发出有害物质提醒，同时控制安全路线上的所有对应的关闭装置执行打开指令，并控制抽风装置进行抽风指令，同时将非疏散区的通风管道对应的关闭装置执行关闭指令；
T7预案执行模块获取三级应急预案中预警区对应所有的监测区域的编号，连通位于疏散区内的所有住户终端，并发出预警警报，同时向住户终端展示实时的包含标注有救灾区的BIM建筑模型。
住户终端用于在收到警报时发送位置数据，同时实时查看的BIM建筑模型；所述管理人员终端用于实时发送终端的位置数据，实时查看的BIM建筑模型以及接受应急处理模块发出数据。
预案执行模块根据应急预案对住户终端和管理人员终端发出不同的数据，同时控制设置在各监测区域内的门窗、楼梯、电梯以及通风管道的关闭装置和通风装置执行指令。
本发明能够基于BIM建筑模型实现对建筑物的安全进行实时监控，及时的报告并处理危情，保障建筑、财产和人身的安全。
能够在发生危情时，根据情况对住户终端和管理人员终端发送不同的数据，基于BIM建筑实时展示危情的情况，显示危险区域和安全路线，以提高救援和疏散的效率。
预案执行模块根据有无有害物质和应急预案的分配情况，对不同的监测区域采取不同的具体措施，在降低人员和财产的损失的同时保证建筑安全。
在未有危情发生时，通过管理人员终端与温度监测模块和气体监测模块的数据传输，可同时完成对管理人员的考勤和采集数据上传。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于BIM的建筑安全监测系统，其特征在于，包括应急处理模块通信连接，与应急处理模块通信连接的温度监测模块、气体监测模块、活体监测模块、BIM关联模块、应急处理模块、预案执行模块、住户终端和管理人员终端，所述BIM关联模块、温度监测模块和气体监测模块，所述应急处理模块与预案执行模块通信连接，所述预案执行模块与住户终端、管理人员终端以及活体监测模块通信连接。
2.根据权利要求1所述的基于BIM的建筑安全监测系统，其特征在于，所述BIM关联模块包含BIM建筑模型，并以墙壁为界将BIM建筑模型分隔为多个相连的监测区域，对各个监测区域进行编号，获取每个监测区域中的门窗、楼梯、电梯、通风管道的位置和数量，并进行编号，使监测区域内的门窗、楼梯、电梯以及通风管道与BIM建筑模型相关联，每个所述监测区域内均安装了温度监测模块、气体监测模块以及活体监测模块，并进行编号，使各个监测模块与对应监测区域相关联。
3.根据权利要求1所述的基于BIM的建筑安全监测系统，其特征在于，所述温度监测模块用于获取对应监测区域内的温度变化情况，温度监测模块在监测到监测区域在三分钟内温度升高超过20℃或是温度峰值大于50℃中的任意一种情况后，发送一级警报；
所述气体监测模块用于分析对应监测区域内的烟雾的组成成分和获取烟雾的浓度变化情况，所述气体监测模块内设置有害物质数据库，所述有害物质数据库包含各类有害物质浓度对人体产生危害的标准值，在监测到存在有害物质后，发出一级警报，并在有害物质的浓度超过标准值后，发出二级警报；
所述应急处理模块用于在接收到警报后，对采集的所有数据进行分析处理，确定危情的级别，并对BIM建筑模型进行标注，同时形成应急预案。
4.根据权利要求3所述的基于BIM的建筑安全监测系统，其特征在于，所述气体监测模块还用于从BIM建筑模型中获取监测区域中有毒建筑材料的名称，再根据有毒建筑材料名称获取建筑材料的燃点，并在温度高于有毒建筑材料燃点时向住户终端发出预设的预防指导信息。
5.根据权利要求1所述的基于BIM的建筑安全监测系统，其特征在于，所述管理人员终端在到达监测区域后，与温度监测模块和气体监测模块通过无线近距离传输将采集到的历史数据以及传输完成的时间记录文件存储至管理人员终端中，再通过管理人员终端将上传时间记录文件和历史数据至预案执行模块中存储。
6.根据权利要求5所述的基于BIM的建筑安全监测系统，其特征在于，所述预案执行模块在生成安全路线时，从BIM建筑模型中获取救生设施的位置信息，并将安全路线上的救生设施对应的位置信息标注在安全路线上。
7.根据权利要求1所述的基于BIM的建筑安全监测系统，其特征在于，所述温度监测模块、气体监测模块、活体监测模块、BIM关联模块、应急处理模块和预案执行模块均连接有不间断电源。
8.一种基于BIM的建筑安全监测应急处理方法，所述应急处理方法使用如权利要求1-7所述的任一项的基于BIM的建筑安全监测系统，其特征在于，所述应急处理方法包括以下步骤：
T1获取发出警报的模块编号，根据获得的模块编号确定发生危情的监测区域，在BIM模型中将对应的监测区域进行标注，在只收到一级警报时，在BIM建筑模型上将对应的监测区域变更为黄色，在收到二级警报时，在BIM建筑模型上将对应监测区域变更为红色；
T2将发生危情的监测区域作为救灾区，并根据发生危情的监测区域的编号筛选出相邻的所有监测区域，作为疏散区，再根据疏散区内各监测区域的编号，筛选出相邻的所有不属于救灾区和疏散区的监测区域作为预警区，其余的监测区域作为安全区；
T3根据各监测区域与救灾区的距离做出多级应急预案，判定救灾区采用一级应急预案，判定疏散区采用二级应急预案，判定预警区采用三级应急预案，并将所有应急预案以及对应的监测区域的编号发送至预案执行模块；
T4预案执行模块获取一级应急预案中救灾区对应所有的监测区域的编号，控制对应监测区域内的活体监测模块启动，获取监测区域内的待救援人数，若监测区域内待救援人数为零，则控制救灾区内所有的关闭装置执行关闭指令，若监测区域内待救援人数为不为零，则向以该监测区域为中心的1km范围内的所有管理人员终端发出救援指令，并将位置信息和待救援人数发送至管理人员终端；
T5预案执行模块获取二级应急预案中疏散区对应所有的监测区域的编号，连通位于疏散区内的所有住户终端，并发出撤离警报，接受疏散区内每个住户终端的位置信息，根据住户终端的位置信息从安全区中筛选出距离最近的监测区域作为撤离目标，以住户终端的位置为起点，以撤离目标为终点，分析得出不经过救灾区的安全路线，并将安全路线与BIM建筑模型进行关联，使安全路线以绿色显示在BIM建筑模型上；
T6预案执行模块获取救灾区对应的监测区域在BIM建筑模型上对应的颜色，若监测区域的颜色为黄色，则控制安全路线上的所有关闭装置执行打开指令，若监测区域的颜色为红色，则向疏散区内所有的住户终端和接收到救援指令的管理人员终端发出有害物质提醒，同时控制安全路线上的所有对应的关闭装置执行打开指令，并控制抽风装置进行抽风指令，同时将非疏散区的通风管道对应的关闭装置执行关闭指令；
T7预案执行模块获取三级应急预案中预警区对应所有的监测区域的编号，连通位于疏散区内的所有住户终端，并发出预警警报，同时向住户终端展示实时的包含标注有救灾区的BIM建筑模型。
9.根据权利要求8所述的基于BIM的建筑安全监测应急处理方法，其特征在于，所述住户终端用于在收到警报时发送位置数据，同时实时查看的BIM建筑模型；所述管理人员终端用于实时发送终端的位置数据，实时查看的BIM建筑模型以及接受应急处理模块发出数据。
10.根据权利要求8所述的基于BIM的建筑安全监测应急处理方法，其特征在于，所述预案执行模块根据应急预案对住户终端和管理人员终端发出不同的数据，同时控制设置在各监测区域内的门窗、楼梯、电梯以及通风管道的关闭装置和通风装置执行指令。
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