CN111027232A - 基于bim的地下空间人员安全疏散模拟方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于BIM的地下空间人员安全疏散模拟方法和系统，所述方法包括如下步骤：BIM建模：获取地下空间的数据，将数据导入到BIM中构建BIM模型；危险源识别：通过现场监控实时获取地下空间内各个区域的监控信息并识别险情；危险评价：根据预设的险情评估方法评估险情的等级；应急疏散模拟：当等级达到了预设的级数，启动预设的人员疏散方法以使人员安全疏散，本发明通过上述过程，能够在发生较大险情时为逃生人员安全疏散创造安全的路径。
Description
技术领域
本发明涉及计算机仿真技术领域，尤其涉及一种基于BIM的地下空间人员安全疏散模拟方法和系统。
背景技术
地下空间包括于地铁、地下街道、海底乐园等地下结构中，在地下空间发生火灾、涌水、倒塌等突发性事故时，人员可以通过安全逃生路线迅速转移至安全区域中，但发生火灾、涌水、倒塌等突发性事故时，人们通常由于惊慌失措、来不及思考等情况下四处逃生，这就会导致拥挤，从而延长逃生时间，增加发生危险的概率，给国家和人民带来生命和财产的巨大损失，究其原因主要是因为当人群密度程度较高时，个体流之间出现相互挤压，相互交织，使得人群处于高度不稳定状态，而减少此类安全事故发生的必要手段是有效控制疏散指引。
发明内容
本发明针对现有方式的缺点，提出一种基于BIM的地下空间人员安全疏散模拟方法和系统，用以解决现有技术存在的上述问题。
根据本发明的第一个方面，提供了一种基于BIM的地下空间人员安全疏散模拟方法，包括如下步骤：
BIM建模：获取地下空间的数据，将所述数据导入到BIM中构建BIM模型；
危险源识别：通过现场监控实时获取地下空间内各个区域的监控信息并识别险情；
危险评价：根据预设的险情评估方法评估险情的等级；
应急疏散模拟：当所述等级达到了预设的级数，启动预设的人员疏散方法以使人员安全疏散。
进一步地，所述BIM模型包括三维建模、现场监控、信息存储、定位信息接收、导航信息发送。
进一步地，所述数据包括完整的点云数据和图纸数据；
所述图纸数据包括图纸数据结构。
进一步地，所述获取地下空间的数据，将所述数据导入到BIM中构建BIM模型，包括：
通过AR扫描采集所述地下空间的点云数据。
进一步地，所述三维建模，包括：
根据所述图纸数据和所述点云数据建立三维的BIM模型。
进一步地，所述险情包括火情、水情、塌方、空气污染；
实施现场监控包括设置温度传感器进行火情监控、设置水位传感器进行水情监控、设置超低频加速传感器和倾斜检测器进行塌方监控、设置空气质量传感器进行空气质量监控。
进一步地，所述等级包括轻微等级、一般等级、紧急等级；
所述根据预设的险情评估方法评估险情的等级，包括：
当发生火灾时，通过火情的蔓延速度及火情的温度确定火情的等级；
当发生水情时，通过水情的蔓延速度和/或上涨速度确定水情的等级；
当发生塌方时，通过塌方体积、面积和塌陷速度确定塌方的等级；
当发生空气污染时，通过空气的污染指数、污染面积和扩散速度确定空气污染的等级。
进一步地，所述当等级达到了预设的级数，启动预设的人员疏散方法以使人员安全疏散，包括：
获取发生险情的位置、预先规划无险情情况的第一安全逃生路线；
剔除包括发生险情位置的第二安全逃生路线以获得不包括发生险情位置的第三安全逃生路线；
启动预先与第三安全逃生路线关联的导航工具播放导航信息。
进一步地，所述导航信息包括通讯工具、视频导航与语音导航。
另一方面，本发明提供了一种基于BIM的地下空间人员安全疏散模拟系统，包括如下模块：
BIM建模模块：获取地下空间的数据，将所述数据导入到BIM中构建BIM模型；
危险源识别模块：通过现场监控实时获取地下空间内各个区域的监控信息并识别险情；
危险评价模块：根据预设的险情评估方法评估险情的等级；
应急疏散模拟模块：当所述等级达到了预设的级数，启动预设的人员疏散方法以使人员安全疏散。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过BIM建模：获取地下空间的数据，将数据导入到BIM中构建BIM模型；危险源识别：通过现场监控实时获取地下空间内各个区域的监控信息并识别险情；危险评价：根据预设的险情评估方法评估险情的等级；应急疏散模拟：当等级达到了预设的级数，启动预设的人员疏散方法以使人员安全疏散，能够在发生较大险情时为逃生人员安全疏散创造安全的路径。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明实施例一中的基于BIM的地下空间人员安全疏散模拟方法的流程示意图；
图2为本发明实施例二中的基于BIM的地下空间人员安全疏散模拟系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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。
在本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的描述的一些流程中，包含了按照特定顺序出现的多个操作，但是应该清楚了解，这些操作可以不按照其在本文中出现的顺序来执行或并行执行，操作的序号如101、102等，仅仅是用于区分开各个不同的操作，序号本身不代表任何的执行顺序。另外，这些流程可以包括更多或更少的操作，并且这些操作可以按顺序执行或并行执行。需要说明的是，本文中的“第一”、“第二”等描述，是用于区分不同的消息、设备、模块等，不代表先后顺序，也不限定“第一”和“第二”是不同的类型。
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分例，实施而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域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。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
实施例一
如图1所示，提供了本发明一个实施例的一种基于BIM的地下空间人员安全疏散模拟方法，包括如下步骤：
S110BIM建模：获取地下空间的数据，将数据导入到BIM中构建BIM模型；
BIM模型包括三维建模、现场监控、信息存储、定位信息接收、导航信息发送。
数据包括完整的点云数据和图纸数据；
图纸数据包括图纸数据结构。
获取地下空间的数据，将数据导入到BIM中构建BIM模型，包括：
通过AR扫描采集地下空间的点云数据。
三维建模，包括：
根据图纸数据和点云数据建立三维的BIM模型。
点云数据的处理过程如下：
将点云数据转换成预设格式；
对格式转化后的点云数据进行降噪处理。
根据图纸数据建立地下空间的设计模型，其中，设计模型包括地下空间的内部构件的位置和模型以及表面构件的位置和模型；
根据点云数据建立建筑物的实物模型；
将设计模型和实物模型相结合，得到地下空间的BIM模型。
根据图纸数据建立地下空间的设计模型，包括：
建立图纸数据对应的模型轴网；
在模型轴网的基准坐标原点的位置上设置图纸数据的基准坐标原点；
基于图纸数据的基准坐标原点建立建筑物的设计模型。
S120危险源识别：通过现场监控实时获取地下空间内各个区域的监控信息并识别险情；
险情包括火情、水情、塌方、空气污染；
实施现场监控包括设置温度传感器进行火情监控、设置水位传感器进行水情监控、设置超低频加速传感器和倾斜检测器进行塌方监控、设置空气质量传感器进行空气质量监控。
S130危险评价：根据预设的险情评估方法评估险情的等级；
等级包括轻微等级、一般等级、紧急等级；
根据预设的险情评估方法评估险情的等级，包括：
当发生火灾时，通过火情的蔓延速度及火情的温度确定火情的等级；
当发生水情时，通过水情的蔓延速度和/或上涨速度确定水情的等级；
当发生塌方时，通过塌方体积、面积和塌陷速度确定塌方的等级；
当发生空气污染时，通过空气的污染指数、污染面积和扩散速度确定空气污染的等级。
各传感器均有唯一编号，各传感器具有唯一编号且与其安装位置坐标一一对应。
定位信息包括位置坐标信息、方位角度信息、俯仰角信息、及各温度传感器、烟雾浓度传感器或压力感应垫对应的唯一编号。
S140应急疏散模拟：当等级达到了预设的级数，启动预设的人员疏散方法以使人员安全疏散。
当等级达到了预设的级数，启动预设的人员疏散方法以使人员安全疏散，包括：
获取发生险情的位置、预先规划无险情情况的第一安全逃生路线；
剔除包括发生险情位置的第二安全逃生路线以获得不包括发生险情位置的第三安全逃生路线；
启动预先与第三安全逃生路线关联的导航工具播放导航信息。
导航信息包括通讯工具、视频导航与语音导航。
视频导航包括三维导航信息。
信息存储包括三维导航信息、视频信息和语音信息。
本发明通过BIM建模：获取地下空间的数据，将数据导入到BIM中构建BIM模型；危险源识别：通过现场监控实时获取地下空间内各个区域的监控信息并识别险情；危险评价：根据预设的险情评估方法评估险情的等级；应急疏散模拟：当等级达到了预设的级数，启动预设的人员疏散方法以使人员安全疏散，能够在发生较大险情时为逃生人员安全疏散创造安全的路径。
实施例二
如图2所示，提供了本发明另一个实施例的一种基于BIM的地下空间人员安全疏散模拟系统，包括如下模块：
BIM建模模块A210：获取地下空间的数据，将数据导入到BIM中构建BIM模型；
BIM模型包括三维建模、现场监控、信息存储、定位信息接收、导航信息发送。
数据包括完整的点云数据和图纸数据；
图纸数据包括图纸数据结构。
获取地下空间的数据，将数据导入到BIM中构建BIM模型，包括：
通过AR扫描采集地下空间的点云数据。
三维建模，包括：
根据图纸数据和点云数据建立三维的BIM模型。
点云数据的处理过程如下：
将点云数据转换成预设格式；
对格式转化后的点云数据进行降噪处理。
根据图纸数据建立地下空间的设计模型，其中，设计模型包括地下空间的内部构件的位置和模型以及表面构件的位置和模型；
根据点云数据建立建筑物的实物模型；
将设计模型和实物模型相结合，得到地下空间的BIM模型。
根据图纸数据建立地下空间的设计模型，包括：
建立图纸数据对应的模型轴网；
在模型轴网的基准坐标原点的位置上设置图纸数据的基准坐标原点；
基于图纸数据的基准坐标原点建立建筑物的设计模型。
险情包括火情、水情、塌方、空气污染；
实施现场监控包括设置温度传感器进行火情监控、设置水位传感器进行水情监控、设置超低频加速传感器和倾斜检测器进行塌方监控、设置空气质量传感器进行空气质量监控。
危险源识别模块A220：通过现场监控实时获取地下空间内各个区域的监控信息并识别险情；
危险评价模块A230：根据预设的险情评估方法评估险情的等级；
等级包括轻微等级、一般等级、紧急等级；
根据预设的险情评估方法评估险情的等级，包括：
当发生火灾时，通过火情的蔓延速度及火情的温度确定火情的等级；
当发生水情时，通过水情的蔓延速度和/或上涨速度确定水情的等级；
当发生塌方时，通过塌方体积、面积和塌陷速度确定塌方的等级；
当发生空气污染时，通过空气的污染指数、污染面积和扩散速度确定空气污染的等级。
各传感器均有唯一编号，各传感器具有唯一编号且与其安装位置坐标一一对应。
定位信息包括位置坐标信息、方位角度信息、俯仰角信息、及各温度传感器、烟雾浓度传感器或压力感应垫对应的唯一编号。
应急疏散模拟模块A240：当等级达到了预设的级数，启动预设的人员疏散方法以使人员安全疏散。
当等级达到了预设的级数，启动预设的人员疏散方法以使人员安全疏散，包括：
获取发生险情的位置、预先规划无险情情况的第一安全逃生路线；
剔除包括发生险情位置的第二安全逃生路线以获得不包括发生险情位置的第三安全逃生路线；
启动预先与第三安全逃生路线关联的导航工具播放导航信息。
导航信息包括通讯工具、视频导航与语音导航。
视频导航包括三维导航信息。
信息存储包括三维导航信息、视频信息和语音信息。
在本申请所提供的2个实施例中，应该理解到，所揭露的方法、系统、模块和/或单元，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的方法实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
以上所述仅是本发明的部分实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于BIM的地下空间人员安全疏散模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：
BIM建模：获取地下空间的数据，将所述数据导入到BIM中构建BIM模型；
危险源识别：通过现场监控实时获取地下空间内各个区域的监控信息并识别险情；
危险评价：根据预设的险情评估方法评估险情的等级；
应急疏散模拟：当所述等级达到了预设的级数，启动预设的人员疏散方法以使人员安全疏散。
2.根据权利要求1所述的基于BIM的地下空间人员安全疏散模拟方法，其特征在于，所述BIM模型包括三维建模、现场监控、信息存储、定位信息接收、导航信息发送。
3.根据权利要求2所述的基于BIM的地下空间人员安全疏散模拟方法，其特征在于，所述数据包括完整的点云数据和图纸数据；
所述图纸数据包括图纸数据结构。
4.根据权利要求3所述的基于BIM的地下空间人员安全疏散模拟方法，其特征在于，所述获取地下空间的数据，将所述数据导入到BIM中构建BIM模型，包括：
通过AR扫描采集所述地下空间的点云数据。
5.根据权利要求4所述的基于BIM的地下空间人员安全疏散模拟方法，其特征在于，所述三维建模，包括：
根据所述图纸数据和所述点云数据建立三维的BIM模型。
6.根据权利要求2所述的基于BIM的地下空间人员安全疏散模拟方法，其特征在于，所述险情包括火情、水情、塌方、空气污染；
实施现场监控包括设置温度传感器进行火情监控、设置水位传感器进行水情监控、设置超低频加速传感器和倾斜检测器进行塌方监控、设置空气质量传感器进行空气质量监控。
7.根据权利要求6所述的基于BIM的地下空间人员安全疏散模拟方法，其特征在于，所述等级包括轻微等级、一般等级、紧急等级；
所述根据预设的险情评估方法评估险情的等级，包括：
当发生火灾时，通过火情的蔓延速度及火情的温度确定火情的等级；
当发生水情时，通过水情的蔓延速度和/或上涨速度确定水情的等级；
当发生塌方时，通过塌方体积、面积和塌陷速度确定塌方的等级；
当发生空气污染时，通过空气的污染指数、污染面积和扩散速度确定空气污染的等级。
8.根据权利要求7所述的基于BIM的地下空间人员安全疏散模拟方法，其特征在于，所述当等级达到了预设的级数，启动预设的人员疏散方法以使人员安全疏散，包括：
获取发生险情的位置、预先规划无险情情况的第一安全逃生路线；
剔除包括发生险情位置的第二安全逃生路线以获得不包括发生险情位置的第三安全逃生路线；
启动预先与第三安全逃生路线关联的导航工具播放导航信息。
9.根据权利要求8所述的基于BIM的地下空间人员安全疏散模拟方法，其特征在于，所述导航信息包括通讯工具、视频导航与语音导航。
10.一种基于BIM的地下空间人员安全疏散模拟系统，其特征在于，包括如下模块：
BIM建模模块：获取地下空间的数据，将所述数据导入到BIM中构建BIM模型；
危险源识别模块：通过现场监控实时获取地下空间内各个区域的监控信息并识别险情；
危险评价模块：根据预设的险情评估方法评估险情的等级；
应急疏散模拟模块：当所述等级达到了预设的级数，启动预设的人员疏散方法以使人员安全疏散。
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