CN111027808B - 一种边缘化分析与自组织的建筑消防应急方法及微系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种边缘化分析与自组织的建筑消防应急方法和微系统，包括如下步骤：S1、由消防传感设备采集所在位置的消防传感数据，并获取一定距离范围内其它消防传感设备所在位置的消防传感数据；S2、分析消防传感数据，确定所述消防传感设备所在位置的火情状况；S3、根据所述火情状况，确定匹配该火情状况的火情处理或者应急逃生的配置方案；S4、广播所述配置方案，并为所述配置方案附加所述消防传感设备自身的编号以及微群ID；S5、由消防执行设备接收所述配置方案以及附加的微群ID和火情等级，判断配置方案与自身的符合度，并执行配置方案的指令。规避了现有技术中通信状况不稳定造成系统瘫痪的情况发生，也确保了火情发展与控制指令的实时性。

Description

一种边缘化分析与自组织的建筑消防应急方法及微系统
技术领域
本发明涉及消防应急技术领域，更具体地说是涉及一种边缘化分析与自组织的建筑消防应急方法及微系统。
背景技术
消防应急响应是应对突发火情、维护人身生命安全、降低建筑本身损失的根本保障。目前的智能建筑中普遍安装了烟感或红外传感探头、报警器、消防喷水头等前端，并且可以利用物联网将其组织为消防应急系统。
但是现有的消防应急系统普遍由烟感或红外传感探头、报警器、消防喷水头等前端联网到中控系统，再由中控系统分析前端传来的数据，确认火情状况并向前端下达控制指令，由于火情变化迅速，导致整个过程的实时性偏低，另外，火灾中通信状况不稳定，前端和中控系统之间容易产生通信信号的信号中断，以致系统瘫痪。
因此，如何确保控制指令的实时性，并且避免火灾对信号的影响，保证火情处理以及人员的应急逃生，使消防应急系统切实有效地运用在火灾情境中，是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种边缘化分析与自组织的建筑消防应急方法及微系统，通过将智慧建筑中的消防传感设备、报警设备、人群疏散引导设备、逃生工具保管设备、自动灭火设备通过边缘化的数据采集、智能分析以及点对点通信，按照最适用的火情处理或者应急逃生配置方案，自组织形成一个微群系统，以期确保配置方案中控制指令的实时性，并且为前端与控制中心的通信增加保障。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种边缘化分析与自组织的建筑消防应急方法，包括如下步骤：
S1、由消防传感设备采集所在位置的消防传感数据，并获取一定距离范围内其它消防传感设备所在位置的消防传感数据；
S2、分析消防传感数据，确定所述消防传感设备所在位置的火情状况；
S3、根据所述火情状况，确定匹配该火情状况的火情处理或者应急逃生的配置方案；
S4、广播所述配置方案，并为所述配置方案附加所述消防传感设备自身的编号以及微群ID；
S5、由消防执行设备接收所述配置方案以及附加的微群ID和火情等级，判断所述配置方案与自身位置和功能的符合度，符合度满足要求时，执行配置方案的指令。
优选的，所述消防传感设备和/或所述消防执行设备之间通过无线物联网进行通信。
优选的，所述S2中的火情状况包括但不限于火场的分布位置范围、每个位置的火情严重程度、采集该消防传感数据的所述消防传感设备位于火场的中心还是边缘、火势蔓延速度以及方向。
优选的，所述S5中配置方案冲突的选择机制为：若所述消防执行设备目前没有执行的配置方案，则执行接收到的第一个配置方案，并加入所述配置方案对应的微群；若所述消防执行设备正在执行配置方案，则比较新接收到的配置方案与正在执行的配置方案的优先级，执行优先级最高的配置方案。
优选的，还包括如下步骤：当符合度满足要求时，所述消防执行设备反馈自身编号以及加入的微群ID；将加入微群的全部执行设备反馈的编号整合为一个实时微群设备列表，所述列表包括微群ID以及加入该微群的各个所述消防执行设备的设备编号，并将所述列表上传给控制中心；由所述控制中心对所述微群下达远程控制指令，实现调度管理，并进行冲突裁决。
根据上述方法，设计如下系统：
一种边缘化分析与自组织的建筑消防应急微系统，包括：消防传感设备、消防执行设备；其中，
所述消防传感设备包括采集模块、边缘集成模块；
所述边缘集成模块包括数据分析单元、配置方案匹配单元、配置方案广播单元；
所述采集模块用于采集所在位置的消防传感数据，并获取一定距离范围内其它所述消防传感设备所在位置的消防传感数据；
所述数据分析单元用于分析消防传感数据，确定所述消防传感设备所在位置的火情状况；
所述配置方案匹配单元用于根据所述火情状况，确定匹配该火情状况的火情处理或者应急逃生的配置方案；
所述配置方案广播单元用于广播所述配置方案，并为所述配置方案附加所述消防传感设备自身的编号以及微群ID和火情等级；
所述消防执行设备用于接收所述配置方案以及附加的微群ID，判断所述配置方案与自身位置和功能的符合度，符合度满足要求时，执行配置方案的指令。
优选的，所述消防传感设备和/或所述消防执行设备之间的无线物联网通信。
优选的，所述数据分析单元确定的火情状况包括但不限于火场的分布位置范围、每个位置的火情严重程度、采集该消防传感数据的所述消防传感设备位于火场的中心还是边缘、火势蔓延速度以及方向。
优选的，所述配置方案广播单元中配置方案冲突的选择机制为：若所述消防执行设备目前没有执行的配置方案，则执行接收到的第一个配置方案，并加入所述配置方案对应的微群；若所述消防执行设备正在执行配置方案，则比较新接收到的配置方案与正在执行的配置方案的优先级，执行优先级最高的配置方案。
优选的，还包括：所述边缘集成模块中设置的编号整合单元、控制中心；其中，
当符合度满足要求时，所述消防执行设备反馈自身编号以及加入的微群ID；所述编号整合单元将加入微群的全部执行设备反馈的编号整合为一个实时微群设备列表，所述列表包括微群ID以及加入该微群的各个所述执行设备的设备编号，并将所述列表上传给所述控制中心；由所述控制中心对所述微群下达远程控制指令，实现调度管理，并进行冲突裁决。
本发明具有以下有益效果：
经由上述的技术方案可知，基于现有技术，本发明提出了一种边缘化分析与自组织的建筑消防应急方法及微系统，本发明能够将智慧建筑中的消防传感设备、消防执行设备通过边缘化的数据采集、智能分析以及点对点通信，按照最适用的火情处理或者应急逃生配置方案，自组织形成一个微群系统，以有利于火情的处理以及人员的应急逃生，规避了现有技术中通信状况不稳定造成系统瘫痪的情况发生，也确保了火情发展与控制指令的实时性。
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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为边缘化分析与自组织的建筑消防应急方法流程图；
图2为边缘化分析与自组织的建筑消防应急微系统的结构框图。
具体实施方式
下面将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实施例，而不是全部的实施例。基于发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
如图1所示，本发明提供了如下方法：
一种边缘化分析与自组织的建筑消防应急方法，包括如下步骤：
具体的，消防执行设备包括：报警设备、人群疏散引导设备、逃生工具保管设备、自动灭火设备等，消防执行设备内部之间、消防执行设备与消防传感设备之间、以及消防传感设备与控制中心之间，均通过无线物联网进行通信，无线物联网包括ZigBee模块，ZigBee模块主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用，选用这种通信方式，能够避免火灾对信号的干扰。
S1、由消防传感设备采集所在位置的消防传感数据，并获取一定距离范围内其它消防传感设备所在位置的消防传感数据；
消防传感设备主要指温度传感器、红外感温传感器、光电感烟传感器、气体检测传感器等，以感温传感器为例，主要是将温度信号转变为电信号，以获取该传感器位置处的温度信息；每个消防传感设备通过无线物联网与一定范围内的其它消防传感设备进行通信，消防传感器之间通过通信交换采集到的消防传感数据。
S2、分析消防传感数据，确定所述消防传感设备所在位置的火情状况；
通过S1采集的消防传感数据以及获取的一定范围内其它传感设备采集的消防传感设备，可以确定出火情状况，具体所述火情状况包括但不限于火场的分布位置范围、每个位置的火情严重程度、采集该消防传感数据的所述消防传感设备位于火场的中心还是边缘、火势蔓延速度以及方向。
S3、根据所述火情状况，确定匹配该火情状况的火情处理或者应急逃生的配置方案；
所述边缘集成模块预先设定和存储了大量的火情状况对应的配置方案，每种方案对应一种不同的火情状况，根据S2中分析确定的火情状况，匹配对应该火情状况的处理或者应急逃生的配置方案；例如，若消防传感设备所在的位置处于火场边缘，且处于火势蔓延方向之上，则为该种火情状况匹配的火情处理配置方案应为：先令报警设备发出报警警告，再令比本位置更接近火场中心的自动灭火设备进行灭火；应急逃生配置方案应为：令人群疏散引导设备给出与火势蔓延方向相反的方向的疏散引导。若消防传感设备所在的位置处于火场中心且火情严重，则边缘集成模块为该火情状况匹配对应的火情处理配置方案为：先令报警设备发出报警警告，再令本位置周边全部自动灭火设备进行灭火；应急逃生的配置方案为：令人群疏散引导设备先指引被困人员前往就近的逃生工具保管设备位置处，取出逃生工具后，再给出火势蔓延方向反向的疏散引导。
S4、广播所述配置方案，并为所述配置方案附加所述消防传感设备自身的编号以及微群ID；
S5、由消防执行设备接收所述配置方案以及附加的微群ID和火情等级，判断所述配置方案与自身位置和功能的符合度，符合度满足要求时，执行配置方案的指令。
例如，配置方案为：先令报警设备发出报警警告，再令火场中心的消防传感设备周边全部自动灭火设备进行灭火，令离火场中心的消防传感设备附近的人群疏散引导设备先指引被困人员前往就近的逃生工具保管设备位置处，取出逃生工具后，再给出火势蔓延方向反向的疏散引导。那么报警设备进行发出报警警告，处于火场中心的消防传感设备周边的全部自动灭火设备进行灭火操作，处于火场中心的消防传感设备附近的人群疏散引导设备先指引被困人员前往就近的逃生工具保管设备位置处，取出逃生工具后，再给出火势蔓延方向的疏散引导。同时，上述消防执行设备加入该微。
当然，报警设备、人群疏散引导设备、逃生工具保管设备、自动灭火设备会接收到不同消防传感设备发送的配置方案和微群ID，当配置方案存在冲突时，面对冲突的选择机制为：在消防执行设备没有执行配置方案时，执行最先接收到的配置方案，并加入该方案对应的微群；当上述消防执行设备正在执行配置方案时，则将新接收到的配置方案与正在执行的配置方案的优先级进行比较，选择优先级最高的配置方案，并执行。具体的，优先级判断的方法为：根据发出配置方案的消防传感设备的位置与消防执行设备之间的位置关系判定，距离越近则优先级越高；或者根据发出配置方案的消防传感设备的火情等级判定，火情等级越高，则优先级越高。具体的，火情等级与消防传感设备自身距离火场中心的距离值，以及自身火情的严重程度成正比，火情等级附加在配送方案上。
还包括如下步骤：当符合度满足要求时，所述消防执行设备反馈自身编号以及加入的微群ID；边缘集成模块将加入微群的全部执行设备反馈的编号整合为一个实时微群设备列表，所述列表包括微群ID以及加入该微群的各个所述消防执行设备的设备编号，并将所述列表上传给控制中心；由所述控制中心对所述微群下达远程控制指令，实现调度管理，并进行冲突裁决。例如，当两个微群存在冲突时，控制中心根据火情等级，以及火情状况，远程指定某个微群的配置方案的优先级高于另一个微群，以便消防执行设备选择优先级高的微群，防止消防执行设备在两个微群之间切换，影响火情控制，浪费人员逃生时间。
如图2所示，提出如下微系统：
一种边缘化分析与自组织的建筑消防应急微系统，包括：消防传感设备1、消防执行设备2；其中，
消防传感设备1包括采集模块11、边缘集成模块12；
边缘集成模块12包括数据分析单元121、配置方案匹配单元122、配置方案广播单元123；
采集模块11用于采集所在位置的消防传感数据，并获取一定距离范围内其它消防传感设备1所在位置的消防传感数据；
数据分析单元121用于分析消防传感数据，确定消防传感设备所在位置的火情状况；
配置方案匹配单元122用于根据所述火情状况，确定匹配该火情状况的火情处理或者应急逃生的配置方案；
配置方案广播单元123用于广播所述配置方案，并为配置方案附加消防传感设备自身的编号以及微群ID和火情等级；
消防执行设备2用于接收所述配置方案以及附加的微群ID，判断配置方案与自身位置和功能的符合度，符合度满足要求时，执行配置方案的指令。
为了进一步优化上述技术方案，消防传感设备1和/或消防执行设备2之间的无线物联网通信。
为了进一步优化上述技术方案，数据分析单元121确定的火情状况包括但不限于火场的分布位置范围、每个位置的火情严重程度、采集该消防传感数据的消防传感设备位于火场的中心还是边缘、火势蔓延速度以及方向。
为了进一步优化上述技术方案，配置方案广播单元123中配置方案冲突的选择机制为：若消防执行设备目前没有执行的配置方案，则执行接收到的第一个配置方案，并加入所述配置方案对应的微群；若消防执行设备正在执行配置方案，则比较新接收到的配置方案与正在执行的配置方案的优先级，执行优先级最高的配置方案。
为了进一步优化上述技术方案，还包括：边缘集成模块12中设置的编号整合单元124、控制中心3；其中，
当符合度满足要求时，消防执行设备2反馈自身编号以及加入的微群ID；编号整合单元124将加入微群的全部执行设备反馈的编号整合为一个实时微群设备列表，列表包括微群ID以及加入该微群的各个执行设备的设备编号，并将列表上传给所述控制中心3；由控制中心3对微群下达远程控制指令，实现调度管理，并进行冲突裁决。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种边缘化分析与自组织的建筑消防应急方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、由消防传感设备采集所在位置的消防传感数据，并获取一定距离范围内其它消防传感设备所在位置的消防传感数据；所述其它消防传感设备为除所述消防传感设备之外的消防传感设备；
S2、所述消防传感设备分析消防传感数据，确定所述消防传感设备所在位置的火情状况；
S3、所述消防传感设备根据所述火情状况，确定匹配该火情状况的火情处理或者应急逃生的配置方案；
S4、所述消防传感设备广播所述配置方案，并为所述配置方案附加所述消防传感设备自身的编号以及微群ID；
S5、由消防执行设备接收所述配置方案以及附加的微群ID和火情等级，判断所述配置方案与自身位置和功能的符合度，符合度满足要求时，执行配置方案的指令，还包括如下步骤：当符合度满足要求时，所述消防执行设备反馈自身编号以及加入的微群ID；将加入微群的全部执行设备反馈的编号整合为一个实时微群设备列表，所述列表包括微群ID以及加入该微群的各个所述消防执行设备的设备编号，并将所述列表上传给控制中心；由所述控制中心对所述微群下达远程控制指令，实现调度管理，并进行冲突裁决。
2.根据权利要求1所述的一种边缘化分析与自组织的建筑消防应急方法，其特征在于，所述消防传感设备和/或所述消防执行设备之间通过无线物联网进行通信。
3.根据权利要求1所述的一种边缘化分析与自组织的建筑消防应急方法，其特征在于，所述S2中的火情状况包括但不限于火场的分布位置范围、每个位置的火情严重程度、采集该消防传感数据的所述消防传感设备位于火场的中心还是边缘、火势蔓延速度以及方向。
4.根据权利要求1所述的一种边缘化分析与自组织的建筑消防应急方法，其特征在于，所述S5中配置方案冲突的选择机制为：若所述消防执行设备目前没有执行的配置方案，则执行接收到的第一个配置方案，并加入所述配置方案对应的微群；若所述消防执行设备正在执行配置方案，则比较新接收到的配置方案与正在执行的配置方案的优先级，执行优先级最高的配置方案。
5.一种边缘化分析与自组织的建筑消防应急微系统，其特征在于，包括：消防传感设备(1)、消防执行设备(2)；其中，
所述消防传感设备(1)包括采集模块(11)、边缘集成模块(12)；
所述边缘集成模块(12)包括数据分析单元(121)、配置方案匹配单元(122)、配置方案广播单元(123)；
所述采集模块(11)用于采集所在位置的消防传感数据，并获取一定距离范围内其它所述消防传感设备(1)所在位置的消防传感数据；所述其它消防传感设备为除所述消防传感设备之外的消防传感设备；
所述数据分析单元(121)用于分析消防传感数据，确定所述消防传感设备所在位置的火情状况；
所述配置方案匹配单元(122)用于根据所述火情状况，确定匹配该火情状况的火情处理或者应急逃生的配置方案；
所述配置方案广播单元(123)用于广播所述配置方案，并为所述配置方案附加所述消防传感设备自身的编号以及微群ID和火情等级；
所述消防执行设备(2)用于接收所述配置方案以及附加的微群ID，判断所述配置方案与自身位置和功能的符合度，符合度满足要求时，执行配置方案的指令，还包括：所述边缘集成模块(12)中设置的编号整合单元(124)、控制中心(3)；其中，
当符合度满足要求时，所述消防执行设备(2)反馈自身编号以及加入的微群ID；所述编号整合单元(124)将加入微群的全部执行设备反馈的编号整合为一个实时微群设备列表，所述列表包括微群ID以及加入该微群的各个所述执行设备的设备编号，并将所述列表上传给所述控制中心(3)；由所述控制中心(3)对所述微群下达远程控制指令，实现调度管理，并进行冲突裁决。
6.根据权利要求5所述的一种边缘化分析与自组织的建筑消防应急微系统，其特征在于，所述消防传感设备(1)和/或所述消防执行设备(2)之间的无线物联网通信。
7.根据权利要求6所述的一种边缘化分析与自组织的建筑消防应急微系统，其特征在于，所述数据分析单元(121)确定的火情状况包括但不限于火场的分布位置范围、每个位置的火情严重程度、采集该消防传感数据的所述消防传感设备位于火场的中心还是边缘、火势蔓延速度以及方向。
8.根据权利要求6所述的一种边缘化分析与自组织的建筑消防应急微系统，其特征在于，所述配置方案广播单元(123)中配置方案冲突的选择机制为：若所述消防执行设备目前没有执行的配置方案，则执行接收到的第一个配置方案，并加入所述配置方案对应的微群；若所述消防执行设备正在执行配置方案，则比较新接收到的配置方案与正在执行的配置方案的优先级，执行优先级最高的配置方案。
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