CN114445984A - 一种城市大型建筑火灾消防应急疏散系统与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种城市大型建筑火灾消防应急疏散系统与方法，属于建筑消防安全领域，包括区域标记模块、人员收集模块、火灾检测模块、灾情预测模块、灾情管控模块、疏散规划模块以及损失分析模块，其中，所述区域标记模块用于对建筑物进行数据标记；本发明能够快速对疏散人员进行精确引导，大幅降低单一通道发生人员发生拥堵踩踏的概率，保证疏散人员的疏散过程中的安全，能够在火灾发生时及时做出响应，并对火灾进行相应灭火管控处理，有效的遏制了火灾蔓延速度，提高人员逃生率。

Description

一种城市大型建筑火灾消防应急疏散系统与方法
技术领域
本发明涉及建筑消防安全领域，尤其涉及一种城市大型建筑火灾消防应急疏散系统与方法。
背景技术
大型性建筑是指指规模大、耗资多的建筑，其因建筑结构具有空间高、跨度大、面积大等特点深受人们喜爱，其中包括一些地下建筑，这些场所一般没有直接对外开启的门窗，封闭性更强，在社会生活中，火灾已成为威胁公共安全，危害人民群众生命财产的一种多发性灾害，由于大型公共建筑中人群高度聚集、人群特性差异较大、流动性很大，对建筑结构往往不够了解，一旦在大型公共建筑中发生火灾事故，人群容易恐慌，若不通过科学的疏散引导，极易形成紊乱、冲突的疏散人流。由于其特殊的建筑结构和人群特点，大型公共建筑成为群死群伤和经济损失惨重等恶性事件的易发地点。因此，大型公共建筑的应急管理研究具有十分重要的意义，而疏散指示系统是大型公共建筑应急管理体系里重要的一部分；因此，发明出一种城市大型建筑火灾消防应急疏散系统与方法；
经检索，中国专利号CN201410101261.2公开了一种针对大型公共建筑的动态消防应急疏散指示系统，该发明虽然提高疏散效率，但无法在火灾发生时及时对其进行有效的管控处理，导致人员无法及时对火灾做出反应，降低人员逃生率；现有的城市大型建筑火灾消防应急疏散系统与方法无法做到对各疏散人员进行精确引导，导致单一通道人员拥堵程度较高，为此，我们提出一种城市大型建筑火灾消防应急疏散系统与方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，而提出的一种城市大型建筑火灾消防应急疏散系统与方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种城市大型建筑火灾消防应急疏散系统，包括区域标记模块、人员收集模块、火灾检测模块、灾情预测模块、灾情管控模块、疏散规划模块以及损失分析模块；
其中，所述区域标记模块用于对建筑物进行数据标记；
所述灾情管控模块用于依据火灾蔓延速度以及方向进行报警管控；
所述疏散规划模块用于对室内人员的逃离路线进行规划反馈。
作为本发明的进一步方案，所述建筑物的数据标记具体步骤如下：
步骤一：收集建筑物构造信息以及位置信息，同时依据从下到上依次将建筑物各楼层标记为A1、A2、…、An，其中，n最大值为该建筑物最大楼层数；
步骤二：对各楼层办公、营业以及休息区域进行标记，并建立各楼层的数据集An＝{a1、a2、…、am}，其中，m最大值为该楼层最大区域数；
所述人员收集模块用于对建筑物各区域人员数量进行统计。
作为本发明的进一步方案，所述火灾检测模块用于通过火灾探测器对建筑物各区域进行实时监控以对火灾的相关信息进行收集，并将收集到的信息通过数据转换处理生成沙盒数据以及调配指令，同时将沙盒数据发送至灾情预测模块；
所述灾情预测模块用于构建建筑物内部整体三维模型，并依据沙盒数据对火灾蔓延趋势以及速度进行模拟预测以生成预测数据。
作为本发明的进一步方案，所述灾情管控模块对火灾的报警管控具体步骤如下：
步骤(1)：灾情管控模块接收调配指令，并提取火灾区域坐标位置，同时对其进行锁定，其坐标位置具体表现形式为(An，am)；
步骤(2)：与该建筑物内播报喇叭通信连接，并通过播报喇叭向室内人员发出疏散信息，同时控制该区域的自动灭火单元进行灭火处理，并将该建筑物位置信息发送至距离建筑物最近的消防站；
步骤(3)：依据预测数据，对建筑物内部喷水单元进行通信控制，并通过各组喷水单元对依据预测数据中火灾蔓延方向的相关区域进行喷水加湿处理。
作为本发明的进一步方案，所述规划反馈具体步骤如下：
第一步：疏散规划模块接收建筑物内部整体三维模型，并通过室内摄像头对各区域人员移动路线进行收集；
第二步：与火灾应急照明单元和可发光疏散指示标志通信连接，同时控制其发光，并通过播报喇叭提示各区域人员注意查看疏散指示标志；
第三步：与室内人员开启蓝牙的智能手机进行蓝牙连接，并发送疏散路线图至该智能手机；
第四步：通过智能手机定位模块将人员位置在疏散路线图上进行标注，并规划最优路线反馈给该人员。
作为本发明的进一步方案，所述损失分析模块用于核对逃离人员数量以及对该建筑物烧毁程度进行收集，并将其反馈给相关工作人员。
一种城市大型建筑火灾消防应急疏散方法，该疏散方法具体如下：
(1)对建筑物各区域进行监测：通过火灾检测模块对建筑物内各楼层区域进行实时检测，并通过火灾探测器对发生火灾区域的相关信息进行收集；
(2)对火灾区域进行预测与管控：依据收集的火灾区域相关信息构建该建筑物的三维模型，并对火灾蔓延方向以及趋势进行预测，并通过灾情管控模块对火灾区域进行火势管控；
(3)向室内人员发出警报并引导疏散：疏散规划模块通过室内喇叭向室内人员发送疏散信息，同时依据建筑物三维模型规划最优逃离路径并引导人员快速有序的疏散；
(4)统计火灾损失并核对人员数量：对灾后建筑物损失程度进行统计，并对内部区域损失进行计算，同时核对逃离人员数量进行核对反馈。
相比于现有技术，本发明的有益效果在于：
1、本发明系统设置有疏散规划模块，疏散规划模块通过室内摄像头对各区域人员移动路线进行收集，控制火灾应急照明单元和可发光疏散指示标志进行发光引导，同时播报喇叭提示各区域人员注意查看疏散指示标志，并自行与室内人员开启蓝牙的智能手机进行蓝牙连接以发送疏散路线图至该智能手机，同时通过智能手机定位模块将人员位置在疏散路线图上进行标注，并规划最优路线反馈给该人员，能够快速对疏散人员进行精确引导，大幅降低单一通道发生人员发生拥堵踩踏的概率，保证疏散人员的疏散过程中的安全；
2、本发明系统设置有灾情管控模块，当火灾检测模块通过火灾探测器检测出发生火灾时，灾情预测模块构建建筑物内部整体三维模型，并依据沙盒数据对火灾蔓延趋势以及速度进行模拟预测，火灾管控模块提取火灾区域坐标位置以对其进行锁定，同时与播报喇叭通信连接，并通过播报喇叭向室内人员发出疏散信息，并控制该区域的自动灭火单元进行灭火处理，同时将该建筑物位置信息发送至距离建筑物最近的消防站，并通过各组喷水单元对依据预测数据中火灾蔓延方向的相关区域进行喷水加湿处理，能够在火灾发生时及时做出响应，并对火灾进行相应灭火管控处理，有效的遏制了火灾蔓延速度，提高人员逃生率。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
图1为本发明提出的一种城市大型建筑火灾消防应急疏散系统的系统框图；
图2为本发明提出的一种城市大型建筑火灾消防应急疏散方法的流程框图。
具体实施方式
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实施例，而不是全部的实施例。
实施例1
参照图1，一种城市大型建筑火灾消防应急疏散系统，包括区域标记模块、人员收集模块、火灾检测模块、灾情预测模块、灾情管控模块、疏散规划模块以及损失分析模块。
其中，区域标记模块用于对建筑物进行数据标记。
具体的，区域标记模块收集该建筑物构造信息以及位置信息，同时依据从下到上依次将建筑物各楼层标记为A1、A2、…、An，其中，n最大值为该建筑物最大楼层数，同时对该建筑物各楼层办公、营业以及休息区域进行标记，并建立各楼层的数据集An＝{a1、a2、…、am}，其中，m最大值为该楼层最大区域数。
人员收集模块用于对建筑物各区域人员数量进行统计。
需要进一步说明的是，人员收集模块依据对各楼层中的各区域人员进行收集，同时构建区域记录表以记录各区域人员数量，随着室内人员的移动，人员收集模块对区域记录表中对应区域的人员数量进行实时更新，防止灾后统计人数时发生人员重复的情况。
火灾检测模块用于通过火灾探测器对建筑物各区域进行实时监控以对火灾的相关信息进行收集，并将收集到的信息通过数据转换处理生成沙盒数据以及调配指令。
需要进一步说明的是，火灾探测器是对现场进行探查，发现火灾的设备，当发生火灾，火灾探测器就将火灾的特征物理量转换成电信号并进行数据传输，其内部至少含有一个能连续或以一定频率周期探测物质燃烧过程中所产生的各种物理、化学现象的传感器,并且至少能向控制和指示设备提供一个适合的信号。
其中，需要进一步说明的是，火灾的特征物理量包括温度、烟雾、气体和辐射光强。
灾情预测模块用于构建建筑物内部整体三维模型，并依据沙盒数据对火灾蔓延趋势以及速度进行模拟预测以生成预测数据。
需要进一步说明的是，灾情预测模块接收到沙盒数据后，依据管理人员上传的建筑数据以及通过室内摄像头拍摄的影像数据自行构建该建筑物的三维模型，同时将各区域人员分布在三维模型上进行标注，并依据区域记录表对标注信息进行实时更新，同时依据沙盒数据进行火灾模拟，并实时对火灾蔓延速度以及蔓延方向进行预测。
灾情管控模块用于依据火灾蔓延速度以及方向进行报警管控。
具体的，首先，灾情管控模块接收调配指令，并提取火灾区域坐标位置，同时对其进行锁定，锁定完成后，本系统通过灾情管控模块与该建筑物内播报喇叭通信连接，并通过播报喇叭向室内人员发出疏散信息，同时控制该区域的自动灭火单元进行灭火处理，并将该建筑物位置信息发送至距离建筑物最近的消防站，并依据预测数据，对建筑物内部喷水单元进行通信控制，并通过各组喷水单元对依据预测数据中火灾蔓延方向的相关区域进行喷水加湿处理，能够在火灾发生时及时做出响应，并对火灾进行相应灭火管控处理，有效的遏制了火灾蔓延速度，提高人员逃生率。
需要进一步说明的是，建筑物内部各区域坐标位置具体表现形式为(An，am)。
需要进一步说明的是，自动灭火单元具体包括气体灭火单元、泡沫灭火单元、防排烟单元以及自动喷水灭火单元。
疏散规划模块用于对室内人员的逃离路线进行规划反馈。
具体的，疏散规划模块接收建筑物内部整体三维模型，并通过室内摄像头对各区域人员移动路线进行收集，收集完成后，疏散规划模块与火灾应急照明单元和可发光疏散指示标志通信连接，并控制其发光，通过播报喇叭提示各区域人员注意查看疏散指示标志，同时疏散规划模块自行与室内人员开启蓝牙的智能手机进行蓝牙连接，并发送疏散路线图至该智能手机，同时通过智能手机定位模块将人员位置在疏散路线图上进行标注，并规划最优路线反馈给该人员。
需要进一步说明的是，当人员进入该建筑物时，若人员智能手机蓝牙状态为开启时，疏散规划模块自行与该智能手机进行蓝牙连接并反馈连接消息，蓝牙连接完成后，当火灾发生后，疏散规划模块将火灾发生区域具体位置通过该智能手机反馈给相关疏散人员，同时自行检测该人员附近疏散通道拥堵情况，并检测离该人员最近且不拥堵的安全通道，同时规划用时最少的疏散路线给该人员，能够快速对疏散人员进行精确引导，大幅降低单一通道发生人员发生拥堵踩踏的概率，提高疏散人员的逃生率。
损失分析模块用于核对逃离人员数量以及对该建筑物烧毁程度进行收集，并将其反馈给相关工作人员。
具体的，本系统通过损失分析模块与室外摄像头进行通信连接，并通过室外摄像头实时检测人员逃离情况，同时损失分析模块内部计数单元对逃离人员进行计数，当灾情结束后，统计区域记录表中室内人员总数，并将其与逃离人员进行核对，若有人数缺失，则将其反馈给相关工作人员，若无，则判断全部逃离。
实施例2
参照图2，一种城市大型建筑火灾消防应急疏散方法，该疏散方法具体如下：
首先，对建筑物各区域进行监测：通过火灾检测模块对建筑物内各楼层区域进行实时检测，并通过火灾探测器对发生火灾区域的相关信息进行收集；
其次，对火灾区域进行预测与管控：依据收集的火灾区域相关信息构建该建筑物的三维模型，并对火灾蔓延方向以及趋势进行预测，并通过灾情管控模块对火灾区域进行火势管控；
最后，向室内人员发出警报并引导疏散：疏散规划模块通过室内喇叭向室内人员发送疏散信息，同时依据建筑物三维模型规划最优逃离路径并引导人员快速有序的疏散；
统计火灾损失并核对人员数量：对灾后建筑物损失程度进行统计，并对内部区域损失进行计算，同时核对逃离人员数量进行核对反馈。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种城市大型建筑火灾消防应急疏散系统，其特征在于，包括区域标记模块、人员收集模块、火灾检测模块、灾情预测模块、灾情管控模块、疏散规划模块以及损失分析模块；
其中，所述区域标记模块用于对建筑物进行数据标记；
所述灾情管控模块用于依据火灾蔓延速度以及方向进行报警管控；
所述疏散规划模块用于对室内人员的逃离路线进行规划反馈。
2.根据权利要求1所述的一种城市大型建筑火灾消防应急疏散系统，其特征在于，所述建筑物的数据标记具体步骤如下：
步骤一：收集建筑物构造信息以及位置信息，同时依据从下到上依次将建筑物各楼层标记为A1、A2、…、An，其中，n最大值为该建筑物最大楼层数；
步骤二：对各楼层办公、营业以及休息区域进行标记，并建立各楼层的数据集An＝{a1、a2、…、am}，其中，m最大值为该楼层最大区域数；
所述人员收集模块用于对建筑物各区域人员数量进行统计。
3.根据权利要求2所述的一种城市大型建筑火灾消防应急疏散系统，其特征在于，所述火灾检测模块用于通过火灾探测器对建筑物各区域进行实时监控以对火灾的相关信息进行收集，并将收集到的信息通过数据转换处理生成沙盒数据以及调配指令，同时将沙盒数据发送至灾情预测模块；
所述灾情预测模块用于构建建筑物内部整体三维模型，并依据沙盒数据对火灾蔓延趋势以及速度进行模拟预测以生成预测数据。
4.根据权利要求3所述的一种城市大型建筑火灾消防应急疏散系统，其特征在于，所述灾情管控模块对火灾的报警管控具体步骤如下：
步骤(1)：灾情管控模块接收调配指令，并提取火灾区域坐标位置，同时对其进行锁定，其坐标位置具体表现形式为(An，am)；
步骤(2)：与该建筑物内播报喇叭通信连接，并通过播报喇叭向室内人员发出疏散信息，同时控制该区域的自动灭火单元进行灭火处理，并将该建筑物位置信息发送至距离建筑物最近的消防站；
步骤(3)：依据预测数据，对建筑物内部喷水单元进行通信控制，并通过各组喷水单元对依据预测数据中火灾蔓延方向的相关区域进行喷水加湿处理。
5.根据权利要求3所述的一种城市大型建筑火灾消防应急疏散系统，其特征在于，所述规划反馈具体步骤如下：
第一步：疏散规划模块接收建筑物内部整体三维模型，并通过室内摄像头对各区域人员移动路线进行收集；
第二步：与火灾应急照明单元和可发光疏散指示标志通信连接，同时控制其发光，并通过播报喇叭提示各区域人员注意查看疏散指示标志；
第三步：与室内人员开启蓝牙的智能手机进行蓝牙连接，并发送疏散路线图至该智能手机；
第四步：通过智能手机定位模块将人员位置在疏散路线图上进行标注，并规划最优路线反馈给该人员。
6.根据权利要求1所述的一种城市大型建筑火灾消防应急疏散系统，其特征在于，所述损失分析模块用于核对逃离人员数量以及对该建筑物烧毁程度进行收集，并将其反馈给相关工作人员。
7.一种城市大型建筑火灾消防应急疏散方法，其特征在于，该疏散方法具体如下：
(1)对建筑物各区域进行监测：通过火灾检测模块对建筑物内各楼层区域进行实时检测，并通过火灾探测器对发生火灾区域的相关信息进行收集；
(2)对火灾区域进行预测与管控：依据收集的火灾区域相关信息构建该建筑物的三维模型，并对火灾蔓延方向以及趋势进行预测，并通过灾情管控模块对火灾区域进行火势管控；
(3)向室内人员发出警报并引导疏散：疏散规划模块通过室内喇叭向室内人员发送疏散信息，同时依据建筑物三维模型规划最优逃离路径并引导人员快速有序的疏散；
(4)统计火灾损失并核对人员数量：对灾后建筑物损失程度进行统计，并对内部区域损失进行计算，同时核对逃离人员数量进行核对反馈。
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