CN113254736A - 基于bim技术的铁路fas报警三维图形显示方法 - Google Patents

基于bim技术的铁路fas报警三维图形显示方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及基于BIM技术的铁路FAS报警三维图形显示方法，根据施工图纸绘制建筑BIM模型；以模型为基础，根据铁路FAS专业设计图纸，绘制FAS系统BIM模型；建立数据存储结构，建立数据表、数据库；根据铁路FAS专业设计图纸，将FAS前端设备数据化；根据铁路FAS专业设计图纸，将每个防火分区数据化；根据铁路FAS专业设计图纸，将每个防火分区火灾疏散路线图数据化；根据铁路FAS工程竣工信息，将FAS系统设备数据化，并建立设备、防火分区、火灾疏散路线的关联关系；软件加载BIM模型和数据，并读取火灾监控主机的实时数据。本发明通过BIM的三维场景展示火灾报警设备位置、所在的防火分区以及所在区域疏散路线，克服二维方式显示的缺陷和不足。

Description

基于BIM技术的铁路FAS报警三维图形显示方法
技术领域
本发明涉及一种铁路安全运营报警方法，具体涉及一种基于BIM技术的铁路FAS报警三维图形显示方法。
背景技术
铁路火灾自动报警系统(Fire Alarm System，简称FAS)是铁路自动化系统的一个重要组成部分，监控对象为铁路环境中的火灾情况，利用电子技术、检测技术和计算机通信技术，根据防火规范要求及现场特点而设计。铁路自动化系统中的火灾自动报警系统可以及时探测到火灾发生情况，自动确认并报警，并且可以探测到火灾发生的具体位置，输出联动控制信号，启动相应的消防设施进行灭火。
FAS系统通过设置在保护现场的感烟探测器、感温电缆、对射式探头、火焰式探测器等感应设备，感知火灾发生时燃烧所产生的火焰、热量和烟雾等特性，实现火灾早期预警和通报，可以将处于萌发状态中的火灾及时消灭，降低火灾带来的危害。但目前的FAS报警显示采用二维平面图形展示，设备展示、报警信息和疏散路线均不直观，不利于人员的安全疏散和消防扑救。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于BIM技术的铁路FAS报警三维图形显示方法，通过BIM的三维场景清晰的展示火灾报警设备位置、所在的防火分区以及所在区域疏散路线，克服现有技术通过二维方式显示的缺陷和不足。
本发明所采用的技术方案为：
基于BIM技术的铁路FAS报警三维图形显示方法，其特征在于：
所述方法包括以下步骤：
S1：根据铁路房建专业施工图纸绘制建筑BIM模型；
S2：以建筑BIM模型为基础，根据铁路FAS专业设计图纸，绘制FAS系统BIM模型；
S3：建立数据存储结构，建立数据表、数据库；
S4：根据铁路FAS专业设计图纸，将FAS前端设备数据化；
S5：根据铁路FAS专业设计图纸，将每个防火分区数据化；
S6：根据铁路FAS专业设计图纸，将每个防火分区火灾疏散路线图数据化；
S7：根据铁路FAS工程竣工信息，将FAS系统设备数据化，并建立设备、防火分区、火灾疏散路线的关联关系；
S8：火灾监控软件加载以上步骤建立的BIM模型和数据，并读取火灾监控主机的实时数据。
步骤S1中，建筑BIM模型时，绘制结构柱、结构梁、结构墙、结构板、建筑柱、建筑墙、门窗。
步骤S2中，FAS专业设备模型达到《GBT 51301-2018建筑信息模型设计交付标准》的2级几何表达精度，设备编码符合IFD标准。
步骤S3中，建立的数据结构包含设备信息、防火分区信息、疏散路线信息及关联关系；
设备信息包含设备唯一标识、模型ID、设备编码地址、各种状态类型、状态码；
防火分区信息包含分区唯一标识、分区编码、分区空间点集；
疏散路线信息包含路线唯一标识、途径关键点集。
步骤S4中，根据S2中FAS专业BIM模型，将FAS设备模型BIMID、编码地址Address、设备分类设备ClassifyCode，录入设备数据表，确定前端设备在三维立体空间中的定位信息。
步骤S5中，根据S1中建筑BIM模型和S2中FAS专业BIM模型，每个防火分区建立一个由分区四周边界围成的多面体顶点集，将分区信息录入防火分区表，确定一个防火分区的三维立体空间。
步骤S6中，根据S1中建筑BIM模型和S2中FAS专业BIM模型，每个防火疏散方案建立一个由关键途径点组成的线性点集合，将疏散路径信息录入疏散线路表，确定疏散路径在三维空间的线性表达。
步骤S7中，根据S4、S5、S6步骤建立的数据信息，建立设备与防火分区关系，录入设备-防火分区对应表，建立防火分区与疏散路径之间的对应关系，录入疏散方案表，确定当前端设备发生报警信息时，防火分区、疏散方案能在三维立体空间中正确表达。
步骤S8中，火灾报警监控软件在运行中，实时读取火灾监控设备状态信息，并根据设备的不同状态更新BIM模型中设备显示颜色，发现报警信息，随即高亮显示报警所在防火分区，高亮显示该防火分区疏散线路图，将火灾报警信息及时、清晰、直观表达在三维立体空间中，使火灾监控工作人员及时发现报警信息，并根据软件提示的方案指导人员疏散。
本发明具有以下优点：
(1)建筑工程三维可视化展示，从三维角度对防火分区、疏散通道、避难场所等空间进行可视化展示。
(2)FAS探测设备三维可视化展示，对设备的不同状态用不同颜色展示，准确、直观监视设备运行状态。
(3)火灾报警信息三维可视化展示，使工作人员能够准确、直观了解火灾发生位置。
(4)疏散路线三维可视化展示，方便工作人员快速拟定火灾疏散方案。
附图说明
图1是为本发明实施例提供的主要步骤流程图。
图2是根据本发明实施例的一种可选方案的FAS系统示意图。
图3是根据本发明实施例的一种可选方案的数据流程图。
图4是根据本发明实施例的一种数据逻辑处理图。
图5是根据本发明实施例的另外一种可选方案的FAS系统示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。
防火分区是指用防火墙、楼板、防火门或防火卷帘分隔的区域，可以将火灾限制在一定的局部区域内(在一定时间内)，不使火势蔓延，也对烟气起了隔断作用。在建筑物内采用划分防火分区这一措施，当建筑物内一旦发生火灾，能够有效地把火势控制在一定的范围内，减少火灾造成的损失，同时可以为人员安全疏散、消防扑救提供有利条件。
建筑信息模型(Building Information Modeling，BIM)是在建设工程及设施全生命期内，对其物理和功能特性进行数字化表达，并依此设计、施工、运管的过程和结果的总称。建筑信息模型从基于点线面的二维表达向基于对象的三维形体与属性信息表达的转变，该方法通过实景式的三维场景可以清晰的展示火灾报警设备位置、所在的防火分区以及所在区域疏散路线，为消防管理人员提供实景式的消防疏散方案。
本发明涉及的基于BIM技术的铁路FAS报警三维图形显示方法，通过实景式的三维场景展示火灾报警设备位置、所在的防火分区以及所在区域疏散路线，为消防管理人员提供实景式的消防疏散方案。
实施例1
本发明具体包括以下步骤，如图1：
S1：根据铁路房建专业施工图纸绘制建筑BIM模型；
S2：以建筑BIM模型为基础，根据铁路FAS专业设计图纸，绘制FAS系统BIM模型；
S3：建立数据存储结构，建立数据表、数据库；
S4：根据铁路FAS专业设计图纸，将FAS前端设备数据化；
S5：根据铁路FAS专业设计图纸，将每个防火分区数据化；
S6：根据铁路FAS专业设计图纸，将每个防火分区火灾疏散路线图数据化；
S7：根据铁路FAS工程竣工信息，将FAS系统设备数据化，并建立设备、防火分区、火灾疏散路线的关联关系；
S8：火灾监控软件加载以上步骤建立的BIM模型和数据，并读取火灾监控主机的实时数据。
步骤S1中，为了BIM模型轻量化，提高加载速度，建筑BIM模型只需要绘制结构柱、结构梁、结构墙、结构板、建筑柱、建筑墙、门窗，不需要内部配筋、装饰装修等细化模型。但随着BIM模型轻量化技术、硬件技术的升级，BIM模型可以加载更多相关专业的模型。
步骤S2中,FAS专业设备模型需达到《GBT 51301-2018建筑信息模型设计交付标准》4.3.5条规定的2级几何表达精度，满足空间占位、主要颜色等粗略识别需求的几何表达精度；设备编码需符合IFD标准。
步骤S3中，建立数据结构，数据结构需包含设备信息，防火分区信息，疏散路线信息及关联关系。
其中设备信息应包含设备唯一标识、模型ID，设备编码地址，各种状态类型、状态码。防火分区信息应包含分区唯一标识、分区编码，分区空间点集。疏散路线信息应包含路线唯一标识、途径关键点集。
下面对数据结构进行详细介绍：
S301:设备分类字典表Classify
中文标识 字段名 数据类型 主键 可以为空 说明
分类码 ClassifyCode string 是 否
分类名称 ClassifyName string 否 不得重复
说明：对于设备的分类需符合相关规范规定。
S302:状态字典表Status
中文标识 字段名 数据类型 主键 可以为空 说明
状态码 StatusCode string 是 否
状态类型 StatusName string 否 不得重复
表示颜色 colour string 否 不得重复
说明：对于设备的状态编码需符合相关规范规定。
S303:设备数据表Device
中文标识 字段名 数据类型 主键 可以为空 说明
唯一标识 DeviceGUID string 是 否
BIM模型ID BIMID string 否 不得重复
设备地址码 Address string 否 不得重复
设备名称 Name string 否 不得重复
设备分类 ClassifyCode string 否
S304:防火分区表FireCompartment
中文标识 字段名 数据类型 主键 可以为空 说明
分区编号 FCCode string 是 否 不得重复
分区名称 FCName string 否 不得重复
分区点集 FCPoints string 否
S305:疏散线路表EvacuationRoutes
中文标识 字段名 数据类型 主键 可以为空 说明
线路编号 ERCode string 是 否 不得重复
线路名称 ERName string 否 不得重复
线路点集 ERPoints string 否
S306:设备-防火分区对应表DeviceFireCompartment
中文标识 字段名 数据类型 主键 可以为空 说明
设备唯一标识 DeviceGUID string 联合主键 否
分区编号 FCCode string 联合主键 否
S307:疏散方案表EvacuationPlan
中文标识 字段名 数据类型 主键 可以为空 说明
方案编号 EPCode string 是 否
分区编号 FCCode string 否
线路编号 ERCode string 否
步骤S4中，根据S2中FAS专业BIM模型，将FAS设备模型BIMID、编码地址Address、设备分类ClassifyCode，录入设备数据表。通过该步骤可以确定前端设备在三维立体空间中的定位信息。
步骤S5中，根据S1中建筑BIM模型和S2中FAS专业BIM模型，为每个防火分区建立一个由分区四周边界围成的多面体顶点集，将分区信息录入防火分区表，通过该步骤可以确定一个防火分区的三维立体空间。
步骤S6中，根据S1中建筑BIM模型和S2中FAS专业BIM模型，为每个防火疏散方案建立一个由关键途径点组成的线性点集合，将疏散路径信息录入疏散线路表，通过该步骤可以确定疏散路径在三维空间的线性表达。
步骤S7中，根据S4、S5、S6步骤建立的数据信息，建立设备与防火分区关系，录入设备-防火分区对应表，建立防火分区与疏散路径之间的对应关系，录入疏散方案表。通过该步骤可以确定当前端设备发生报警信息时，防火分区、疏散方案能在三维立体空间中正确表达。
步骤S8中，火灾报警监控软件在运行中，实时读取火灾监控设备状态信息，并根据设备的不同状态更新BIM模型中设备显示颜色，发现报警信息，随即高亮显示报警所在防火分区，高亮显示该防火分区疏散线路图，通过该步骤可以将火灾报警信息及时、清晰、直观地表达在三维立体空间中，使火灾监控工作人员及时发现报警信息，并根据软件提示的方案指导人员疏散。
下面结合图2、图3对本实施例技术方案的数据流进行详细介绍。
如图2，在本实施例中，铁路FAS系统主要包括前端设备、火灾报警主机、FAS监控BIM工作站。前端设备用于收集各个防火分区环境数据，FAS报警主机用于接受并处理报警信息，FAS监控BIM工作站根据FAS报警主机用于三维显示报警设备、报警所在防火分区、防火分区疏散方案。由于本发明的重点在于FAS工作站部分的改进和优化，对于FAS系统其它部分不做改变，所以，本实例只以典型的FAS技术方案为例做介绍。
如图3，在本实施例中，步骤S11、S12与现有技术一致，这里不做详细介绍。
步骤S11中，前端设备报警，可以确定报警设备的地址码、状态码及设备所在具体位置。例如防火分区F1内一个烟感探测器T1，温感探测器T2同时报警，T1地址码D1，状态码Z1，T2地址码D2，状态码Z2。
步骤S12中，FAS报警主机接收到报警信息，进行分析判断，并将该信息发送至FAS监控BIM工作站。
步骤S13中，FAS监控BIM工作站通过监控软件加载房建BIM模型和FAS系统BIM模型，并实时接收FAS报警主机反馈的信息，与数据库中数据信息对比，将报警信息反映在BIM模型中。具体步骤如图4。
以上逻辑步骤需要FAS监控软件平台实现，通过以上步骤可以实现前端设备报警、后端BIM模型三维立体显示、疏散方案三维立体展示的效果。方便消防监控工作人员对火灾进行监控，及时发现报警信息，做出及时、正确的处理。
实施例2
根据本发明实施例，提供了另一种基于BIM技术的铁路FAS报警三维图形显示方法的实施方案，应用于铁路FAS系统中，该实施例的实施步骤和实施例1相同，只是在FAS监控BIM工作站连接方式和BIM数据提供方式上有所不同，具体如附图5。FAS监控BIM工作站、火灾报警控制主机、BIM数据服务器通过FAS交换机进行数据交换，BIM数据服务器提供BIM三维数据和数据库。
该实施例与实施例1相比，具有以下区别：
1、BIM数据服务器提供BIM数据和项目数据，当FAS监控工作站发生故障时，BIM数据服务器继续提供BIM数据服务。
2、1台BIM数据服务器可以支撑多台FAS监控工作站的数据访问。
通过以上两种实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到，根据上述实施例的方法，本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，可以通过软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品通过其内部指令执行本发明各个实施例所述的方法。
本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.基于BIM技术的铁路FAS报警三维图形显示方法，其特征在于：
所述方法包括以下步骤：
S1：根据铁路房建专业施工图纸绘制建筑BIM模型；
S2：以建筑BIM模型为基础，根据铁路FAS专业设计图纸，绘制FAS系统BIM模型；
S3：建立数据存储结构，建立数据表、数据库；
S4：根据铁路FAS专业设计图纸，将FAS前端设备数据化；
S5：根据铁路FAS专业设计图纸，将每个防火分区数据化；
S6：根据铁路FAS专业设计图纸，将每个防火分区火灾疏散路线图数据化；
S7：根据铁路FAS工程竣工信息，将FAS系统设备数据化，并建立设备、防火分区、火灾疏散路线的关联关系；
S8：火灾监控软件加载以上步骤建立的BIM模型和数据，并读取火灾监控主机的实时数据。
2.根据权利要求1所述的基于BIM技术的铁路FAS报警三维图形显示方法，其特征在于：
步骤S1中，建筑BIM模型时，绘制结构柱、结构梁、结构墙、结构板、建筑柱、建筑墙、门窗。
3.根据权利要求2所述的基于BIM技术的铁路FAS报警三维图形显示方法，其特征在于：
步骤S2中，FAS专业设备模型达到《GBT 51301-2018 建筑信息模型设计交付标准》的2级几何表达精度，设备编码符合IFD标准。
4.根据权利要求3所述的基于BIM技术的铁路FAS报警三维图形显示方法，其特征在于：
步骤S3中，建立的数据结构包含设备信息、防火分区信息、疏散路线信息及关联关系；
设备信息包含设备唯一标识、模型ID、设备编码地址、各种状态类型、状态码；
防火分区信息包含分区唯一标识、分区编码、分区空间点集；
疏散路线信息包含路线唯一标识、途径关键点集。
5.根据权利要求4所述的基于BIM技术的铁路FAS报警三维图形显示方法，其特征在于：
步骤S4中，根据 S2中FAS专业BIM模型，将FAS设备模型BIMID、编码地址Address、设备分类设备ClassifyCode，录入设备数据表，确定前端设备在三维立体空间中的定位信息。
6.根据权利要求5所述的基于BIM技术的铁路FAS报警三维图形显示方法，其特征在于：
步骤S5中，根据S1中建筑BIM模型和S2中FAS专业BIM模型，每个防火分区建立一个由分区四周边界围成的多面体顶点集，将分区信息录入防火分区表，确定一个防火分区的三维立体空间。
7.根据权利要求6所述的基于BIM技术的铁路FAS报警三维图形显示方法，其特征在于：
步骤S6中，根据S1中建筑BIM模型和S2中FAS专业BIM模型，每个防火疏散方案建立一个由关键途径点组成的线性点集合，将疏散路径信息录入疏散线路表，确定疏散路径在三维空间的线性表达。
8.根据权利要求7所述的基于BIM技术的铁路FAS报警三维图形显示方法，其特征在于：
步骤S7中，根据S4、S5、S6步骤建立的数据信息，建立设备与防火分区关系，录入设备-防火分区对应表，建立防火分区与疏散路径之间的对应关系，录入疏散方案表，确定当前端设备发生报警信息时，防火分区、疏散方案能在三维立体空间中正确表达。
9.根据权利要求8所述的基于BIM技术的铁路FAS报警三维图形显示方法，其特征在于：
步骤S8中，火灾报警监控软件在运行中，实时读取火灾监控设备状态信息，并根据设备的不同状态更新BIM模型中设备显示颜色，发现报警信息，随即高亮显示报警所在防火分区，高亮显示该防火分区疏散线路图，将火灾报警信息及时、清晰、直观表达在三维立体空间中，使火灾监控工作人员及时发现报警信息，并根据软件提示的方案指导人员疏散。
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