CN114743333B - 一种智能楼宇消防安全控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能楼宇消防安全控制系统，属于智慧楼宇消防安全控制技术领域，包括模型模块、引导模块和服务器；所述模型模块用于建立楼宇模型；所述引导模块用于当检测到火灾时进行疏散引导，具体方法包括：实时获取消防检测数据，当检测到发生火灾时，获取火灾发生位置，并在楼宇模型中进行标记，识别楼宇模型中各个消防检测装置的检测数据，进行检测数据定级，将各个消防检测装置的位置和对应的检测数据等级整合为引导数据，根据引导数据设置引导路线，并启动对应的自动控制灭火装置；根据引导路线控制对应的引导装置引导人员进行撤离；通过模型模块和引导模块的相互配合，确保人员可以安全快速的进行疏散撤离。

Description

一种智能楼宇消防安全控制系统

技术领域

本发明属于智慧楼宇消防安全控制技术领域，具体是一种智能楼宇消防安全控制系统。

背景技术

随着智慧城市的快速发展，智慧楼宇的数量也越来越多，智慧楼宇的出现，使得人们对楼宇的管理更加的科学和便利，充分利用现有各种通信控制设备和电气设备；但是随着各种智能化设备在楼宇中的大量使用，使得当发生火灾时，智能楼宇的火灾险情会比一般楼宇的火灾险情更加的严重，具有更大的安全隐患，导致人员更加困难的寻找合适的疏散通道，因此本发明提供了一种智能楼宇消防安全控制系统，用于解决当智慧楼宇发生火灾时如何引导楼内人员快速安全的进行疏散。

发明内容

为了解决上述方案存在的问题，本发明提供了一种智能楼宇消防安全控制系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种智能楼宇消防安全控制系统，其特征在于，包括模型模块、引导模块和服务器；

所述模型模块用于建立楼宇模型；所述引导模块用于当检测到火灾时进行疏散引导，具体方法包括：

实时获取消防检测数据，当检测到发生火灾时，获取火灾发生位置，并在楼宇模型中进行标记，识别楼宇模型中各个消防检测装置的检测数据，进行检测数据定级，将各个消防检测装置的位置和对应的检测数据等级整合为引导数据，根据引导数据设置引导路线，并启动对应的自动控制灭火装置；根据引导路线控制对应的引导装置引导人员进行撤离。

进一步地，模型模块的工作方法包括：

获取智慧楼宇信息图，基于获得的智慧楼宇信息图建立楼宇模型，识别楼宇模型中的电气线路和电气设备模型，进行电气设备模型区域合并标记，获得电气单元区域，识别电气单元区域内的电气设备信息，根据识别的电气设备信息设置电气单元区域的设备消防值，将电气单元区域标记为j，j＝1，2，3，……，m；将设备消防值标记为Hj，获取各个电气单元区域内的电气线路长度和型号，计算电气线路代表值，并标记为Dj，识别各个电气单元区域在楼宇模型中的环境信息，基于获得的环境信息设置消防修正系数，并标记为Fj，根据电气安全公式获得电气消防值；将电气消防值大于阈值X1的电气单元区域标记为监测区域，在监测区域设置消防检测设备，将设置的消防检测设备在楼宇模型中进行补充，并实时显示检测到数据。

进一步地，电气安全公式为

其中b1、b2、b3均为比例系数，取值范围为0<b1≤1，1<b2≤2，0<b3≤1。

进一步地，进行电气设备模型区域合并标记的方法包括：

识别各个电气设备模型之间的隔断通道，将电气设备模型位置和隔断通道组合的模型标记为电气空域模型，将电气空域模型中的各个电气设备模型标记为单元点，识别单元点的坐标，进行单元点的合并，获得电气单元区域。

进一步地，进行单元点的合并的方法包括：

设置最大合并半径和两个单元点之间的最大距离，将两个单元点之间的最大距离标记为分布距离；在所有的单元点中任选一个单元点作为q点；计算电气空域模型中q点到所有单元点之间的距离，标记为计算距离；将计算距离小于分布距离的所有单元点标记为q₁点，形成一个类别，确定该类别的类别中心，根据类别中心计算该类别的类别半径R₁；实时计算q₁点到剩余所有的单元点之间的距离，将距离小于分布距离的单元点标记为q₂点，q₁点和q₂点形成一个新的类别，确定该类别的类别中心，根据类别中心计算该类别的类别半径R₂，依此类推，直到标记q_i点，获得类别半径R_i，其中i＝1，2，3，……，n；类别半径R_i不小于最大类别半径时，完成单元点合并。

进一步地，完成单元点合并的方法包括：

当类别半径R_i等于最大合并半径时，完成单元点合并；

当类别半径R_i大于最大合并半径时，去除该类别中距离类别中心最远的qi点，重新计算该类别的类别中心和类别半径，进行迭代，直到去除距离类别中心最远的qi点后，计算的类别半径不大于最大类别半径时，完成单元点合并。

进一步地，根据引导数据设置引导路线的方法包括：

建立疏散引导模型，获取当前楼宇的引导数据，将引导数据输入到疏散引导模型中，匹配到对应的引导路线。

进一步地，建立疏散引导模型的方法包括：

识别楼宇模型中各个消防检测装置的位置，根据识别的消防检测装置位置设置位置空域模型，在位置空域模型中标记疏散通道，将疏散通道和消防检测装置进行区域关联标记，获取各个消防检测装置具有的检测数据等级，进行排列性组合，对获得的组合进行合理性筛选，获得目标组合；根据各个目标组合和对应的关联区域识别疏散通道中断点，在中断点处设置对应属性自动控制灭火装置，根据目标组合和各个中断点处自动控制灭火装置的灭火能效设置引导路线，并在引导路线上设置引导装置，将目标组合和引导路线输入到位置空域模型中进行相关联；将当前的位置空域模型标记为疏散引导模型。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过建立楼宇模型，完善当前智慧楼宇中对各种电气设备和线路的消防监控，做到具有火情时的及时发现，避免因为电气火灾而快速蔓延，最终影响人员的疏散，并为后续的数据处理提供支撑；通过建立引导模块，完善楼宇内的消防灭火设备的布设，确保当发生火灾时，可以为人员规划出引导路线，避免因为路线中断而进一步的增加人员的恐慌情绪，影响人员的疏散；通过模型模块和引导模块的相互配合，确保人员可以安全快速的进行疏散撤离。

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的介绍，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为本发明原理框图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明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。基于本发明中的实施例，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，一种智能楼宇消防安全控制系统，包括模型模块、引导模块和服务器；

所述模型模块用于建立楼宇模型，具体方法包括：

获取智慧楼宇信息图，智慧楼宇信息图包括建筑图、结构图、电气安装图、消防安装图等将会使用的现有图纸；基于获得的智慧楼宇信息图建立楼宇模型，识别楼宇模型中的电气线路和电气设备模型，进行电气设备模型区域合并标记，获得电气单元区域，识别电气单元区域内的电气设备信息，电气设备信息包括型号、种类、用途、连接关系等信息，根据识别的电气设备信息设置电气单元区域的设备消防值，将电气单元区域标记为j，j＝1，2，3，……，m；将设备消防值标记为Hj，获取各个电气单元区域内的电气线路长度和型号，计算电气线路代表值，并标记为Dj，识别各个电气单元区域在楼宇模型中的环境信息，环境信息包括周围建筑、通风等对电气火灾的环境影响因素，基于获得的环境信息设置消防修正系数，并标记为Fj，根据电气安全公式

获得电气消防值，其中b1、b2、b3均为比例系数，取值范围为0<b1≤1，1<b2≤2，0<b3≤1；将电气消防值大于阈值X1的电气单元区域标记为监测区域，在监测区域设置消防检测设备，将设置的消防检测设备在楼宇模型中进行补充，并实时显示检测到数据。阈值X1是由专家组根据实际消防安全要求进行设置的。

消防检测设备指的是用于进行电气消防检测的设备，均为现有的检测设备。

楼宇模型即为建模软件建立三维建筑模型，再根据电气安装图、消防安装图等图纸将楼宇模型中需要的模型进行补充，补充的均是对消防具有影响的设备模型。

计算电气线路代表值的方法包括：

根据各种电气线路的安全性质、型号、长度由专家组讨论设置电气线路计算表，即为设置不同电气线路的单位长度代表值，当前的电气线路长度和型号，匹配到对应的单位长度代表值，计算对应长度的电气线路代表值，进行区域内的电气线路代表值累加。

基于获得的环境信息设置消防修正系数的方法包括：

基于CNN网络或DNN网络建立智能模型，根据具有的环境信息设置对应的消防修正系数，进而建立训练集，通过训练成功的智能模型对当前的环境信息进行分析，获得对应的消防修正系数，具体的建立和训练过程为本领域常识，因此不进行详细叙述。

进行电气设备模型区域合并标记的方法包括：

识别各个电气设备模型之间的隔断通道，指的是楼内通道，因为有墙体等结构隔断，不能在后续计算中直接计算直线距离，因此需要识别隔断通道；将电气设备模型位置和隔断通道组合的模型标记为电气空域模型，就是只有电气设备模型和隔断通道的空间模型；将电气空域模型中的各个电气设备模型标记为单元点，识别单元点的坐标，指的是电气设备模型的单元点；进行单元点的合并，获得电气单元区域。

进行单元点的合并的方法包括：

设置最大合并半径和两个单元点之间的最大距离，将两个单元点之间的最大距离标记为分布距离；在所有的单元点中任选一个单元点作为q点；计算电气空域模型中q点到所有单元点之间的距离，标记为计算距离；指的是隔断通道之间的距离；将计算距离小于分布距离的所有单元点标记为q₁点，形成一个类别，确定该类别的类别中心，根据类别中心计算该类别的类别半径R₁；实时计算q₁点到剩余所有的单元点之间的距离，将距离小于分布距离的单元点标记为q₂点，q₁点和q₂点形成一个新的类别，确定该类别的类别中心，根据类别中心计算该类别的类别半径R₂，依此类推，直到标记q_i点，qi点表示第i次计算的单元点；获得类别半径R_i，其中i＝1，2，3，……，n；类别半径R_i不小于最大类别半径时，完成单元点合并。

完成单元点合并的方法包括：

当类别半径R_i等于最大合并半径时，完成单元点合并；

当类别半径R_i大于最大合并半径时，去除该类别中距离类别中心最远的qi点，重新计算该类别的类别中心和类别半径，进行迭代，直到去除距离类别中心最远的qi点后，计算的类别半径不大于最大类别半径时，完成单元点合并。

根据识别的电气设备信息设置电气单元区域的设备消防值的方法为：基于CNN网络或DNN网络建立智能模型，再根据各个电气设备的种类、型号、连接关系、发生电气火灾的概率、危害等信息设置训练集，通过训练成功的智能模型对电气单元区域内的电气设备进行分析，获得设备消防值，具体的建立和训练过程为本领域常识，因此不进行详细叙述。

所述引导模块用于当检测到火灾时进行疏散引导，具体方法包括：

实时获取消防检测数据，当没有检测到发生火灾时，不进行操作，当检测到发生火灾时，获取火灾发生位置，并在楼宇模型中进行标记，识别楼宇模型中各个消防检测装置的检测数据，进行检测数据定级，将各个消防检测装置的位置和对应的检测数据等级整合为引导数据，根据引导数据设置引导路线，并启动对应的自动控制灭火装置；根据引导路线控制对应的引导装置引导人员进行撤离。

进行检测数据定级的方法包括为由专家组制定不同检测数据区间对应的定级表，进行检测数据的匹配，获得对应的检测数据等级。

根据引导数据设置引导路线的方法包括：

识别楼宇模型中各个消防检测装置的位置，根据识别的消防检测装置位置设置位置空域模型，指的是只包括消防检测装置空间位置的空间模型；在位置空域模型中标记疏散通道，将疏散通道和消防检测装置进行区域关联标记，获取各个消防检测装置具有的检测数据等级，进行排列性组合，对获得的组合进行合理性筛选，获得目标组合；根据各个目标组合和对应的关联区域识别疏散通道中断点，在中断点处设置对应属性自动控制灭火装置，如对应电气火灾的灭火装置、一般材料的灭火装置等，当接收到信号时可以自动灭火；根据目标组合和各个中断点处自动控制灭火装置的灭火能效设置引导路线，并在引导路线上设置引导装置，引导装置用于在火灾中引导人员疏散，还可以配合语音播报装置进行使用；将目标组合和引导路线输入到位置空域模型中进行相关联；将当前的位置空域模型标记为疏散引导模型，获取当前楼宇的引导数据，将引导数据输入到疏散引导模型中，匹配到对应的引导路线。

关联区域指的是疏散通道和消防检测装置进行区域关联的区域；

根据目标组合和各个中断点处自动控制灭火装置的灭火能效设置引导路线就是根据不同检测数据等级，获取对应自动控制灭火装置的灭火能效，进而选择对应的中断点处通过，具体的可以由专家组进行讨论设置。

将疏散通道和消防检测装置进行区域关联标记指的是对应的消防检测装置的检测数据对疏散通道中的哪个区域具有影响，进而进行区域关联标记，用于表明当该消防检测装置检测到火灾时，该区域的疏散通道不能再通行。

对获得的组合进行合理性筛选指的是根据发生火灾时的合理性进行组合筛选，因为有的组合在现实的火灾现场是不可能出现的，可以通过人工筛选或者建立神经网络模型进行智能筛选。

上述公式均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者大量数据模拟获得。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (5)

1.一种智能楼宇消防安全控制系统，其特征在于，包括模型模块、引导模块和服务器；

所述模型模块用于建立楼宇模型；所述引导模块用于当检测到火灾时进行疏散引导，具体方法包括：

实时获取消防检测数据，当检测到发生火灾时，获取火灾发生位置，并在楼宇模型中进行标记，识别楼宇模型中各个消防检测装置的检测数据，进行检测数据定级，将各个消防检测装置的位置和对应的检测数据等级整合为引导数据，根据引导数据设置引导路线，并启动对应的自动控制灭火装置；根据引导路线控制对应的引导装置引导人员进行撤离；

模型模块的工作方法包括：

获取智慧楼宇信息图，基于获得的智慧楼宇信息图建立楼宇模型，识别楼宇模型中的电气线路和电气设备模型，进行电气设备模型区域合并标记，获得电气单元区域，识别电气单元区域内的电气设备信息，根据识别的电气设备信息设置电气单元区域的设备消防值，将电气单元区域标记为j，j=1，2，3，……，m；将设备消防值标记为Hj，获取各个电气单元区域内的电气线路长度和型号，计算电气线路代表值，并标记为Dj，识别各个电气单元区域在楼宇模型中的环境信息，基于获得的环境信息设置消防修正系数，并标记为Fj，根据电气安全公式获得电气消防值；将电气消防值大于阈值X1的电气单元区域标记为监测区域，在监测区域设置消防检测设备，将设置的消防检测设备在楼宇模型中进行补充，并实时显示检测到数据；

计算电气线路代表值的方法包括：

设置不同电气线路的单位长度代表值；根据当前的电气线路长度和型号，匹配到对应的单位长度代表值，计算对应长度的电气线路代表值，进行区域内的电气线路代表值累加；

消防修正系数的设置方法包括：

基于CNN网络或DNN网络建立智能模型，建立训练集进行训练，通过训练成功的智能模型对当前的环境信息进行分析，获得对应的消防修正系数；

设置电气单元区域的设备消防值的方法为：

基于CNN网络或DNN网络建立智能模型，再根据各个电气设备的种类、型号、连接关系、发生电气火灾的概率、危害信息设置训练集，通过训练成功的智能模型对电气单元区域内的电气设备进行分析，获得设备消防值；

电气安全公式为

，其中b1、b2、b3均为比例系数，取值范围为0<b1≤1，1<b2≤2，0<b3≤1；Qj为电气消防值。

2.根据权利要求1所述的一种智能楼宇消防安全控制系统，其特征在于，进行电气设备模型区域合并标记的方法包括：

识别各个电气设备模型之间的隔断通道，将电气设备模型位置和隔断通道组合的模型标记为电气空域模型，将电气空域模型中的各个电气设备模型标记为单元点，识别单元点的坐标，进行单元点的合并，获得电气单元区域。

3.根据权利要求2所述的一种智能楼宇消防安全控制系统，其特征在于，进行单元点的合并的方法包括：

设置最大合并半径和两个单元点之间的最大距离，将两个单元点之间的最大距离标记为分布距离；在所有的单元点中任选一个单元点作为q点；计算电气空域模型中q点到所有单元点之间的距离，标记为计算距离；将计算距离小于分布距离的所有单元点标记为q₁点，形成一个类别，确定该类别的类别中心，根据类别中心计算该类别的类别半径R₁；实时计算q₁点到剩余所有的单元点之间的距离，将距离小于分布距离的单元点标记为q₂点，q₁点和q₂点形成一个新的类别，确定该类别的类别中心，根据类别中心计算该类别的类别半径R₂，依此类推，直到标记q_i点，获得类别半径R_i，其中i=1，2，3，……，n；类别半径R_i不小于最大类别半径时，完成单元点合并。

4.根据权利要求3所述的一种智能楼宇消防安全控制系统，其特征在于，完成单元点合并的方法包括：

当类别半径R_i等于最大合并半径时，完成单元点合并；

当类别半径R_i大于最大合并半径时，去除该类别中距离类别中心最远的qi点，重新计算该类别的类别中心和类别半径，进行迭代，直到去除距离类别中心最远的qi点后，计算的类别半径不大于最大类别半径时，完成单元点合并。

5.根据权利要求1所述的一种智能楼宇消防安全控制系统，其特征在于，根据引导数据设置引导路线的方法包括：

建立疏散引导模型，获取当前楼宇的引导数据，将引导数据输入到疏散引导模型中，匹配到对应的引导路线。

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