CN115035674B - 一种智慧楼宇消防智能监测预警管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种智慧楼宇消防智能监测预警管理系统，包括消防设备设置模块、火灾楼层判断识别模块、消防数据库、消防预警模块、消防疏散方式动态指导模块和优选逃生消防通道智能筛选模块。本发明通过在智慧楼宇各楼层的设定区域处设置火灾监测单元、声光报警器和消防广播，进而在发生火灾时通过消防广播将火灾楼层对应的楼层编号对各楼层内的人员进行语音播报，实现了火灾信息的及时播报，并在各监测时刻分析火灾楼层对应的火势危险状况，以此指导各监测时刻其他楼层内的逃生人员沿着消防通道向上逃生还是向下逃生，实现了消防疏散方式的动态指导，有效弥补了目前消防疏散方式指导存在的固定单一化缺陷。

Description

一种智慧楼宇消防智能监测预警管理系统

技术领域

本发明属于消防管理技术领域，具体涉及一种智慧楼宇消防智能监测预警管理系统。

背景技术

近年来，人工智能、智能控制等技术发展迅速，办公楼宇的智慧化建设已经成为未来的发展趋势，伴随着城市人口逐渐增多，城市用地越来越紧张，在这种情况下，很多智慧楼宇开始往高空发展。但是高层建筑由于具有结构复杂、人员密集的特点，一旦发生火灾，难以控制和逃离，因此对智慧楼宇的消防管理显得至关重要。

智慧楼宇由于楼层较高，在某楼层发生火灾时，会存在其它楼层的人员无法及时获知火灾信息，从而导致逃生延迟现象；同时人员在逃生过程中由于烟气和能见度的影响会失去冷静的判断力，导致迷失方向，从而降低逃生成功率，基于上述可见，消防预警疏散是智慧楼宇的消防管理重点。然而现有技术中对智慧楼宇的消防预警疏散管理存在以下缺陷：

1.消防预警：目前智慧建筑内一般都安装有火灾自动报警系统，当其感应到某楼层发生火灾时，可以进行自动报警，但其无法实现火灾信息的及时播报，如火灾楼层号，对于其他楼层内的人员，如果单纯只进行预警，不对其进行火灾信息播报，会导致其他楼层内的人员搞不清楚情况，进而耽误最佳逃生时机；

2.消防疏散：目前智慧楼宇在发生火灾时的消防疏散指导都是根据发生火情的楼层情况提示逃生人员沿着消防通道向上逃生还是向下逃生，其疏散方式指导过于固定单一，众所周知，向上逃生的营救代价较高，营救时长较长，因此单纯只根据发生火情的楼层情况进行向上逃生还是向下逃生的消防疏散方式指导无形之间会降低逃生成功率。

发明内容

鉴于此，为解决上述背景技术中所提出的问题，现提出一种智慧楼宇消防智能监测预警管理系统，实现了消防疏散方式的动态指导，有效弥补了目前消防疏散方式指导存在的固定单一化缺陷。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种智慧楼宇消防智能监测预警管理系统，包括：

消防设备设置模块，用于统计智慧楼宇具有的楼层数量，并将各楼层依次编号，进而在各楼层内设置火灾监测单元、声光报警器和消防广播，同时统计各楼层存在的消防通道数量，且对各楼层存在的各消防通道分别编号，进而在各楼层对应的各消防通道区域设置逃生监控设备；

火灾楼层判断识别模块，用于通过各楼层的火灾监测单元实时采集对应楼层的火情指征参数，由此基于火情指征参数判断各楼层是否发生火灾，若某时刻判断某楼层发生火灾，则将该楼层记为火灾楼层，并将该时刻记为火灾发生时刻；

消防数据库，用于存储火灾发生状态下的设定火情指征参数和各楼层各消防通道能够容纳的标准安全外逃人员数量；

消防预警模块，用于在火灾发生时刻分别启动智慧楼宇各楼层内的声光报警器进行声光报警，同时通过消防广播将火灾楼层对应的楼层编号对各楼层内的人员进行语音播报；

消防疏散方式动态指导模块，用于从火灾发生时刻开始按照设定的监测间隔采集火灾楼层对应的火情指征参数，得到各监测时刻火灾楼层对应的火情指征参数，分析出各监测时刻火灾楼层对应的火势特征参数，对智慧楼宇各楼层内人员的消防疏散方式进行动态指导；

优选逃生消防通道智能筛选模块，用于对各监测时刻各楼层内人员对应的优选逃生消防通道进行智能筛选，并将筛选后的优选逃生消防通道编号通过消防广播向对应楼层内的人员进行语音提示。

可选地，所述火灾监测单元包括第一感烟探测器、感温探测器和火焰探测器，逃生监控设备包括第二感烟探测器、有毒气体探测器和红外热像仪。

可选地，所述火情指征参数包括烟雾浓度、温度和火焰燃烧光照强度。

可选地，基于火情指征参数判断各楼层是否发生火灾对应的判断方法包括：

从消防数据库中提取火灾发生状态下的设定火情指征参数；

将智慧楼宇各楼层内的火情指征参数与火灾发生状态下的设定火情指征参数进行对比，若某楼层内的火情指征参数均小于设定火情指征参数，则判断该楼层没有发生火灾，反之，则判断该楼层发生火灾。

可选地，所述火势特征参数包括烟雾扩散指数、烟雾浓度危险占比值、温度上升指数、温度危险占比值、火焰强度上升指数和火焰强度危险占比值。

可选地，所述对智慧楼宇各楼层内人员的消防疏散方式进行动态指导对应的操作步骤包括：

第一步：将各监测时刻火灾楼层对应的火势特征参数构成火势特征参数集合G_w＝{g_w1,g_w2,...,g_wt,...,g_wm}，g_wt表示为第t个监测时刻对应的火势特征参数，t表示为监测时刻，t＝1,2,...,m,w表示为火势特征参数，w＝r1或r2或r3或r4或r5或r6，且r1、r2、r3、r4、r5、r6分别表示为烟雾扩散指数、烟雾浓度危险占比值、温度上升指数、温度危险占比值、火焰强度上升指数、火焰强度危险占比值；

第二步：根据火势特征参数集合评估各监测时刻火灾楼层对应的火势危险系数，其评估公式为

其中，表示为第t个监测时刻火灾楼层对应的火势危险系数，g_r1t、g_r2t、g_r3t、g_r4t、g_r5t、g_r6t分别表示为第t个监测时刻火灾楼层对应的烟雾扩散指数、烟雾浓度危险占比值、温度上升指数、温度危险占比值、火焰强度上升指数、火焰强度危险占比值，a、b、c分别表示为烟雾浓度、温度、火焰强度对应的权重比例系数；

第三步：将各监测时刻火灾楼层对应的火势危险系数与预定义的逃生允许火势危险指数进行对比，若某监测时刻火灾楼层对应的火势危险系数小于或等于预定义的逃生允许火势危险指数，则通过各楼层内的消防广播语音提示对应楼层内的人员从消防通道向下层楼层疏散，若某监测时刻火灾楼层对应的火势危险系数大于预定义的逃生允许火势危险指数，则对火灾楼层及其以下的楼层通过消防广播语音提示对应楼层内的人员向下层楼层疏散，对火灾楼层以上的楼层通过消防广播语音提示对应楼层内的人员向上层楼层疏散。

可选地，所述优选逃生消防通道智能筛选模块包括消防通道逃生环境分析单元、消防通道现外逃人员数量统计单元和优选逃生消防通道筛选单元。

可选地，所述消防通道逃生环境分析单元用于分析各楼层中各消防通道的逃生环境，分析过程包括：

通过各楼层中各消防通道内的第二感烟探测器和有毒气体探测器按照设定的监测间隔采集各监测时刻各楼层中各消防通道的烟雾浓度和有毒气体浓度，并将各监测时刻各楼层中各消防通道的烟雾浓度记为p_t ^ij，将各监测时刻各楼层中各消防通道的有毒气体浓度记为q_t ^ij；

将各监测时刻各楼层中各消防通道的烟雾浓度和有毒气体浓度分别对应与有效逃生对应的烟雾浓度和有毒气体浓度进行对比，计算各监测时刻各楼层中各消防通道对应的逃生环境质量系数，其计算公式为

其中，η_t ^ij表示为第t个监测时刻第i个楼层中第j个消防通道对应的逃生环境质量系数，p₀表示为有效逃生对应的烟雾浓度，q₀表示为有效逃生对应的有毒气体浓度。

可选地，所述消防通道现外逃人员数量统计单元用于统计各楼层中各消防通道的现外逃人员数量，统计过程包括：

通过各楼层中各消防通道内的红外热像仪按照设定的监测间隔采集各监测时刻各楼层中各消防通道的外逃人员红外热图像；

基于各监测时刻各楼层中各消防通道的外逃人员红外热图像获取各监测时刻各楼层中各消防通道对应的现外逃人员数量。

可选地，所述优选逃生消防通道筛选单元用于根据各监测时刻各楼层中各消防通道对应的逃生环境质量系数和现外逃人员数量智能筛选各监测时刻各楼层对应的优选逃生消防通道，筛选方法包括：

从消防数据库中提取各楼层各消防通道能够容纳的标准安全外逃人员数量；

将各监测时刻各楼层中各消防通道对应的现外逃人员数量与该楼层该消防通道能够容纳的标准安全外逃人员数量进行对比，计算各监测时刻各楼层中各消防通道对应的逃生人数富余度，其计算公式为

其中，ε_t ^ij表示为第t个监测时刻第i个楼层中第j个消防通道对应的逃生人数富余度，k_t ^ij表示为第t个监测时刻第i个楼层中第j个消防通道对应的现外逃人员数量，k′^ij表示为第i个楼层第j个消防通道能够容纳的标准安全外逃人员数量；

根据各监测时刻各楼层中各消防通道对应的逃生人数富余度和逃生环境质量系数评估各监测时刻各楼层中各消防通道对应的综合逃生效用系数，其计算公式为

其中，δ_t ^ij表示为第t个监测时刻第i个楼层中第j个消防通道对应的综合逃生效用系数，ε₀、η₀分别表示为逃生人数富余度、逃生环境质量系数对应的自定义值，α、β分别表示为逃生人数富余度、逃生环境质量系数对应的影响因子；

将同一监测时刻同一楼层中各消防通道对应的综合逃生效用系数进行对比，从中筛选出综合逃生效用系数最大的消防通道作为该监测时刻该楼层对应的优选逃生消防通道。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明通过在智慧楼宇各楼层的设定区域处设置火灾监测单元、声光报警器和消防广播，当判断某楼层发生火灾时，能够在火灾发生时刻启动各楼层内的声光报警器进行声光报警，同时通过消防广播将火灾楼层对应的楼层编号对各楼层内的人员进行语音播报，使得其他楼层内的人员能够及时获知火灾楼层情况，从而实现尽快逃生，避免耽误最佳逃生时机。

(2)本发明通过从火灾发生时刻开始按照设定的监测间隔采集火灾楼层对应的火情指征参数，以此分析各监测时刻火灾楼层对应的火势危险状况，以此指导各监测时刻其他楼层内逃生人员沿着消防通道向上逃生还是向下逃生，实现了消防疏散方式的动态指导，有效弥补了目前消防疏散方式指导存在的固定单一化缺陷，进而一方面大大减少了向上逃生的营救成本，另一方面有利于提高逃生成功率。

(3)本发明通过在各监测时刻对各楼层内的逃生人员进行消防疏散方式指导过程中对相应楼层内的优选逃生消防通道进行智能筛选，能够为各监测时刻各楼层内的逃生人员提供最佳逃生消防通道，进而从根本上降低了逃生人员盲目选择逃生消防通道造成烟气中毒被困事故和拥挤踩踏事故的发生率，不仅提高了逃生人员疏散效率，还间接提高了人员疏散成功率，最大程度保障了逃生人员的生命安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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为本发明一种智慧楼宇消防智能监测预警管理系统的模块连接示意图。

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。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。

参照图1所示，一种智慧楼宇消防智能监测预警管理系统，包括消防设备设置模块、火灾楼层判断识别模块、消防数据库、消防预警模块、消防疏散方式动态指导模块和优选逃生消防通道智能筛选模块，其中消防设备设置模块与火灾楼层判断识别模块连接，火灾楼层判断识别模块分别与消防预警模块、消防疏散方式动态指导模块和优选逃生消防通道智能筛选模块连接。火灾楼层判断识别模块和优选逃生消防通道智能筛选模块进一步与消防数据库连接。

消防设备设置模块用于统计智慧楼宇具有的楼层数量，并将各楼层依次编号为1,2,...,i,...,n,进而在各楼层内设置火灾监测单元、声光报警器和消防广播，其中火灾监测单元包括第一感烟探测器、感温探测器和火焰探测器，第一感烟探测器用于采集楼层内的烟雾浓度，感温探测器用于采集楼层内的温度，火焰探测器用于采集楼层内的火焰燃烧光照强度，与此同时统计各楼层存在的消防通道数量，且对各楼层存在的各消防通道分别编号为1,2,...,j,...,z，进而在各楼层对应的各消防通道区域设置逃生监控设备，其中逃生监控设备包括第二感烟探测器、有毒气体探测器和红外热像仪，第二感烟探测器用于采集消防通道区域的烟雾浓度，有毒气体探测器用于采集消防通道区域的有毒气体浓度，具体来说，这里提到的有毒气体是指一氧化碳，红外热像仪用于采集消防通道区域的外逃人员红外热图像。

火灾楼层判断识别模块用于通过各楼层的火灾监测单元实时采集对应楼层的火情指征参数，其中火情指征参数包括烟雾浓度、温度和火焰燃烧光照强度，由此基于火情指征参数判断各楼层是否发生火灾，具体判断方法如下：

从消防数据库中提取火灾发生状态下的设定火情指征参数，其中设定火情指征参数包括设定烟雾浓度、设定温度和设定火焰燃烧光照强度；

将智慧楼宇各楼层内的火情指征参数与火灾发生状态下的设定火情指征参数进行对比，若某楼层内的火情指征参数均小于设定火情指征参数，则判断该楼层没有发生火灾，反之，则判断该楼层发生火灾；

若某时刻判断某楼层发生火灾，则将该楼层记为火灾楼层，并将该时刻记为火灾发生时刻。

消防预警模块用于在火灾发生时刻分别启动智慧楼宇各楼层内的声光报警器进行声光报警，以提醒各楼层内的人员注意，同时通过消防广播将火灾楼层对应的楼层编号对各楼层内的人员进行语音播报，实现了火灾楼层信息的及时播报。

在一个具体实施方式中，本发明通过在智慧楼宇各楼层的设定区域处设置火灾监测单元、声光报警器和消防广播，当判断某楼层发生火灾时，能够在火灾发生时刻启动各楼层内的声光报警器进行声光报警，同时通过消防广播将火灾楼层对应的楼层编号对各楼层内的人员进行语音播报，使得其他楼层内的人员能够及时获知火灾楼层情况，从而实现尽快逃生，避免耽误最佳逃生时机。

消防数据库用于存储火灾发生状态下的设定火情指征参数，并存储各楼层各消防通道能够容纳的标准安全外逃人员数量。

消防疏散方式动态指导模块用于从火灾发生时刻开始按照设定的监测间隔采集火灾楼层对应的火情指征参数，得到各监测时刻火灾楼层对应的火情指征参数，并基于此分析出各监测时刻火灾楼层对应的火势特征参数，其中火势特征参数包括烟雾扩散指数、烟雾浓度危险占比值、温度上升指数、温度危险占比值、火焰强度上升指数和火焰强度危险占比值，且各火势特征参数对应的分析方法包括：

S1.烟雾扩散指数分析：获取各监测时刻对应的上个监测时刻，并将各监测时刻火灾楼层的烟雾浓度与上个监测时刻火灾楼层的烟雾浓度进行差值对比，得到各监测时刻火灾楼层对应的烟雾浓度对比差值，进而将各监测时刻火灾楼层对应的烟雾浓度对比差值与该监测时刻对应的上个监测时刻火灾楼层的烟雾浓度代入烟雾扩散指数计算公式，得到各监测时刻火灾楼层对应的烟雾扩散指数，其中烟雾扩散指数计算公式为：

在上述公式中，某监测时刻火灾楼层对应的烟雾浓度对比差值越大，烟雾扩散指数越大，表明该监测时刻的烟雾浓度扩散速度越快；

S2.烟雾浓度危险占比值分析：将各监测时刻火灾楼层对应的烟雾浓度与火灾发生状态下的设定烟雾浓度代入烟雾浓度危险占比值计算公式，得到各监测时刻火灾楼层对应的烟雾浓度危险占比值，其中烟雾浓度危险占比值计算公式为：

在上述公式中，某监测时刻火灾楼层对应的烟雾浓度越大，烟雾浓度危险占比值越大，表明该监测时刻的烟雾浓度危险程度越高，代表可见度越低；

S3.温度上升指数分析：将各监测时刻火灾楼层的温度与该监测时刻对应的上个监测时刻火灾楼层的温度进行差值对比，得到各监测时刻火灾楼层对应的温度对比差值，进而将各监测时刻火灾楼层对应的温度对比差值与上个监测时刻火灾楼层的温度代入温度上升指数计算公式，得到各监测时刻火灾楼层对应的温度上升指数，其中温度上升指数计算公式为：

在上述公式中，某监测时刻火灾楼层对应的温度对比差值越大，温度上升指数越大，表明该监测时刻的温度上升速度越快；

S4.温度危险占比值分析：将各监测时刻火灾楼层对应的温度与火灾发生状态下的设定温度代入温度危险占比值计算公式，得到各监测时刻火灾楼层对应的温度危险占比值，其中温度危险占比值计算公式为：

在上述公式中，某监测时刻火灾楼层对应的温度越高，温度危险占比值越大，表明该监测时刻的温度危险程度越高；

S5.火焰强度上升指数分析:将各监测时刻火灾楼层的火焰燃烧光照强度与该监测时刻对应的上个监测时刻火灾楼层的火焰燃烧光照强度进行差值对比，得到各监测时刻火灾楼层对应的火焰燃烧光照强度对比差值，进而将各监测时刻火灾楼层对应的火焰燃烧光照强度对比差值与上个监测时刻火灾楼层的火焰燃烧光照强度代入火焰强度上升指数计算公式,得到各监测时刻火灾楼层对应的火焰强度上升指数，其中火焰强度上升指数计算公式为：

在上述公式中，某监测时刻火灾楼层对应的火焰燃烧光照强度对比差值越大，火焰强度上升指数越大，表明该监测时刻的火焰燃烧光照强度上升速度越快；

S6.火焰强度危险占比值分析:将各监测时刻火灾楼层对应的火焰燃烧光照强度与火灾发生状态下的设定火焰燃烧光照强度代入火焰强度危险占比值计算公式，得到各监测时刻火灾楼层对应的火焰强度危险占比值，其中火焰强度危险占比值计算公式为：

在上述公式中，某监测时刻火灾楼层对应的火焰燃烧光照强度越高，火焰强度危险占比值越大，表明该监测时刻的火焰强度危险程度越高；

从而以此对智慧楼宇各楼层内人员的消防疏散方式进行动态指导，其具体操作步骤如下：

第一步：将各监测时刻火灾楼层对应的火势特征参数构成火势特征参数集合G_w＝{g_w1,g_w2,...,g_wt,...,g_wm}，g_wt表示为第t个监测时刻对应的火势特征参数，t表示为监测时刻，t＝1,2,...,m,w表示为火势特征参数，w＝r1或r2或r3或r4或r5或r6,且r1、r2、r3、r4、r5、r6分别表示为烟雾扩散指数、烟雾浓度危险占比值、温度上升指数、温度危险占比值、火焰强度上升指数、火焰强度危险占比值；

第二步：根据火势特征参数集合评估各监测时刻火灾楼层对应的火势危险系数，其评估公式为：

其中，表示为第t个监测时刻火灾楼层对应的火势危险系数，g_r1t、g_r2t、g_r3t、g_r4t、g_r5t、g_r6t分别表示为第t个监测时刻火灾楼层对应的烟雾扩散指数、烟雾浓度危险占比值、温度上升指数、温度危险占比值、火焰强度上升指数、火焰强度危险占比值，a、b、c分别表示为烟雾浓度、温度、火焰强度对应的权重比例系数；

第三步：将各监测时刻火灾楼层对应的火势危险系数与预定义的逃生允许火势危险指数进行对比，若某监测时刻火灾楼层对应的火势危险系数小于或等于预定义的逃生允许火势危险指数，表明此时火灾楼层的火势情况处于上层逃生人员允许逃生情况，则通过各楼层内的消防广播语音提示对应楼层内的人员从消防通道向下层楼层疏散，若某监测时刻火灾楼层对应的火势危险系数大于预定义的逃生允许火势危险指数，表明此时火灾楼层的火势情况不允许上层逃生人员从该楼层逃生，则对火灾楼层及其以下的楼层通过消防广播语音提示对应楼层内的人员向下层楼层疏散，对火灾楼层以上的楼层通过消防广播语音提示对应楼层内的人员向上层楼层疏散。

在一个具体实施方式中，本发明通过从火灾发生时刻开始按照设定的监测间隔采集火灾楼层对应的火情指征参数，以此分析各监测时刻火灾楼层对应的火势危险状况，以此指导各监测时刻其他楼层内逃生人员沿着消防通道向上逃生还是向下逃生，实现了消防疏散方式的动态指导，有效弥补了目前消防疏散方式指导的固定单一化缺陷，进而一方面大大减少了向上逃生的营救成本，另一方面有利于提高逃生成功率。

优选逃生消防通道智能筛选模块用于对各监测时刻各楼层内人员对应的优选逃生消防通道进行智能筛选，并将筛选后的优选逃生消防通道编号通过消防广播向对应楼层内的人员进行语音提示，其中优选逃生消防通道智能筛选模块包括消防通道逃生环境分析单元、消防通道现外逃人员数量统计单元和优选逃生消防通道筛选单元。

消防通道逃生环境分析单元用于分析各楼层中各消防通道的逃生环境，其具体分析过程包括：

通过各楼层中各消防通道内的第二感烟探测器和有毒气体探测器按照设定的监测间隔采集各监测时刻各楼层中各消防通道的烟雾浓度和有毒气体浓度，并将各监测时刻各楼层中各消防通道的烟雾浓度记为p_t ^ij，将各监测时刻各楼层中各消防通道的有毒气体浓度记为q_t ^ij；

将各监测时刻各楼层中各消防通道的烟雾浓度和有毒气体浓度分别对应与有效逃生对应的烟雾浓度和有毒气体浓度进行对比，计算各监测时刻各楼层中各消防通道对应的逃生环境质量系数，其计算公式为：

其中，η_t ^ij表示为第t个监测时刻第i个楼层中第j个消防通道对应的逃生环境质量系数，p₀表示为有效逃生对应的烟雾浓度，q₀表示为有效逃生对应的有毒气体浓度。

在上述公式中，消防通道的烟雾浓度和有毒气体浓度越高，其对应的逃生环境质量系数越小，表明逃生环境质量越差。

消防通道现外逃人员数量统计单元用于统计各楼层中各消防通道的现外逃人员数量，其具体统计过程包括：

通过各楼层中各消防通道内的红外热像仪按照设定的监测间隔采集各监测时刻各楼层中各消防通道的外逃人员红外热图像；

基于各监测时刻各楼层中各消防通道的外逃人员红外热图像获取各监测时刻各楼层中各消防通道对应的现外逃人员数量，具体获取方法包括：

步骤1：获取各监测时刻各楼层中各消防通道对应外逃人员红外热图像的颜色分布情况；

步骤2：从外逃人员红外热图像的颜色分布区域提取人的身体轮廓，并统计提取的人身体轮廓数量，进而将其作为各监测时刻各楼层中各消防通道对应的现外逃人员数量。

本实施例在统计各监测时刻各楼层中各消防通道对应的现外逃人员数量过程中通过利用红外热像仪获取外逃人员红外热图像，进而从红外热图像中温度分布情况获取各监测时刻各楼层中各消防通道对应的现外逃人员数量，该红外热像仪采用红外热成像技术，能够透过火灾时的烟雾，精准地显现逃生人员的分布状况，实现了逃生人员的可视化展示。

优选逃生消防通道筛选单元用于根据各监测时刻各楼层中各消防通道对应的逃生环境质量系数和现外逃人员数量智能筛选各监测时刻各楼层对应的优选逃生消防通道，其具体筛选方法如下：

从消防数据库中提取各楼层各消防通道能够容纳的标准安全外逃人员数量；

将各监测时刻各楼层中各消防通道对应的现外逃人员数量与该楼层该消防通道能够容纳的标准安全外逃人员数量进行对比，计算各监测时刻各楼层中各消防通道对应的逃生人数富余度，其计算公式为：

其中，ε_t ^ij表示为第t个监测时刻第i个楼层中第j个消防通道对应的逃生人数富余度，k_t ^ij表示为第t个监测时刻第i个楼层中第j个消防通道对应的现外逃人员数量，k′^ij表示为第i个楼层第j个消防通道能够容纳的标准安全外逃人员数量；

根据各监测时刻各楼层中各消防通道对应的逃生人数富余度和逃生环境质量系数评估各监测时刻各楼层中各消防通道对应的综合逃生效用系数，其计算公式为：

其中，δ_t ^ij表示为第t个监测时刻第i个楼层中第j个消防通道对应的综合逃生效用系数，ε₀、η₀分别表示为逃生人数富余度、逃生环境质量系数对应的自定义值，α、β分别表示为逃生人数富余度、逃生环境质量系数对应的影响因子；

在上述公式中，逃生人数富余度、逃生环境质量系数越大，综合逃生效用系数越大，表明综合逃生效用越大，代表综合逃生成功率越高；

需要说明的是，上述提到的逃生人数富余度会影响逃生人员在逃生过程中拥挤踩踏事故的发生率，某监测时刻消防通道的逃生人数富余度越小，表明该监测时刻现外逃人员数量越接近标准安全外逃人员数量，如果在该监测时刻仍选择该消防通道进行逃生，就容易发生拥挤踩踏事故，进而造成人身伤亡，逃生环境质量系数会影响逃生人员在逃生过程中烟气中毒被困事故的发生率，某监测时刻消防通道的逃生环境质量系数越小，表明该监测时刻的逃生环境质量越差，如果在该监测时刻仍选择该消防通道进行逃生，就容易发生烟气中毒被困事故，进而失去逃生机会。

将同一监测时刻同一楼层中各消防通道对应的综合逃生效用系数进行对比，从中筛选出综合逃生效用系数最大的消防通道作为该监测时刻该楼层对应的优选逃生消防通道。

本发明实施例通过在各监测时刻对各楼层内的逃生人员进行消防疏散方式指导过程中对相应楼层内的优选逃生消防通道进行智能筛选，能够为各监测时刻各楼层内的逃生人员提供最佳逃生消防通道，进而从根本上降低了逃生人员盲目选择逃生消防通道造成烟气中毒被困事故和拥挤踩踏事故的发生率，不仅提高了逃生人员疏散效率，还间接提高了人员疏散成功率，最大程度保障了逃生人员的生命安全。

以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种智慧楼宇消防智能监测预警管理系统，其特征在于，包括：

消防设备设置模块，用于统计智慧楼宇具有的楼层数量，并将各楼层依次编号，进而在各楼层内设置火灾监测单元、声光报警器和消防广播，同时统计各楼层存在的消防通道数量，且对各楼层存在的各消防通道分别编号，进而在各楼层对应的各消防通道区域设置逃生监控设备；

火灾楼层判断识别模块，用于通过各楼层的火灾监测单元实时采集对应楼层的火情指征参数，由此基于火情指征参数判断各楼层是否发生火灾，若某时刻判断某楼层发生火灾，则将该楼层记为火灾楼层，并将该时刻记为火灾发生时刻；

消防数据库，用于存储火灾发生状态下的设定火情指征参数和各楼层各消防通道能够容纳的标准安全外逃人员数量；

消防预警模块，用于在火灾发生时刻分别启动智慧楼宇各楼层内的声光报警器进行声光报警，同时通过消防广播将火灾楼层对应的楼层编号对各楼层内的人员进行语音播报；

消防疏散方式动态指导模块，用于从火灾发生时刻开始按照设定的监测间隔采集火灾楼层对应的火情指征参数，得到各监测时刻火灾楼层对应的火情指征参数，分析出各监测时刻火灾楼层对应的火势特征参数，对智慧楼宇各楼层内人员的消防疏散方式进行动态指导；

优选逃生消防通道智能筛选模块，用于对各监测时刻各楼层内人员对应的优选逃生消防通道进行智能筛选，并将筛选后的优选逃生消防通道编号通过消防广播向对应楼层内的人员进行语音提示；

所述对智慧楼宇各楼层内人员的消防疏散方式进行动态指导对应的操作步骤包括：

第一步：将各监测时刻火灾楼层对应的火势特征参数构成火势特征参数集合G_w＝{g_w1,g_w2,K,g_wt,K,g_wm}，g_wt表示为第t个监测时刻对应的火势特征参数，t表示为监测时刻，t＝1,2,...,m,w表示为火势特征参数，w＝r1或r2或r3或r4或r5或r6，且r1、r2、r3、r4、r5、r6分别表示为烟雾扩散指数、烟雾浓度危险占比值、温度上升指数、温度危险占比值、火焰强度上升指数、火焰强度危险占比值；

第二步：根据火势特征参数集合评估各监测时刻火灾楼层对应的火势危险系数，其评估公式为

其中，表示为第t个监测时刻火灾楼层对应的火势危险系数，g_r1t、g_r2t、g_r3t、g_r4t、g_r5t、g_r6t分别表示为第t个监测时刻火灾楼层对应的烟雾扩散指数、烟雾浓度危险占比值、温度上升指数、温度危险占比值、火焰强度上升指数、火焰强度危险占比值，a、b、c分别表示为烟雾浓度、温度、火焰强度对应的权重比例系数；

第三步：将各监测时刻火灾楼层对应的火势危险系数与预定义的逃生允许火势危险指数进行对比，若某监测时刻火灾楼层对应的火势危险系数小于或等于预定义的逃生允许火势危险指数，则通过各楼层内的消防广播语音提示对应楼层内的人员从消防通道向下层楼层疏散，若某监测时刻火灾楼层对应的火势危险系数大于预定义的逃生允许火势危险指数，则对火灾楼层及其以下的楼层通过消防广播语音提示对应楼层内的人员向下层楼层疏散，对火灾楼层以上的楼层通过消防广播语音提示对应楼层内的人员向上层楼层疏散。

2.根据权利要求1所述的一种智慧楼宇消防智能监测预警管理系统，其特征在于，所述火灾监测单元包括第一感烟探测器、感温探测器和火焰探测器，逃生监控设备包括第二感烟探测器、有毒气体探测器和红外热像仪。

3.根据权利要求1所述的一种智慧楼宇消防智能监测预警管理系统，其特征在于，所述火情指征参数包括烟雾浓度、温度和火焰燃烧光照强度。

4.根据权利要求1所述的一种智慧楼宇消防智能监测预警管理系统，其特征在于，基于火情指征参数判断各楼层是否发生火灾对应的判断方法包括：

从消防数据库中提取火灾发生状态下的设定火情指征参数；

将智慧楼宇各楼层内的火情指征参数与火灾发生状态下的设定火情指征参数进行对比，若某楼层内的火情指征参数均小于设定火情指征参数，则判断该楼层没有发生火灾，反之，则判断该楼层发生火灾。

5.根据权利要求1所述的一种智慧楼宇消防智能监测预警管理系统，其特征在于，所述火势特征参数包括烟雾扩散指数、烟雾浓度危险占比值、温度上升指数、温度危险占比值、火焰强度上升指数和火焰强度危险占比值。

6.根据权利要求1所述的一种智慧楼宇消防智能监测预警管理系统，其特征在于，所述优选逃生消防通道智能筛选模块包括消防通道逃生环境分析单元、消防通道现外逃人员数量统计单元和优选逃生消防通道筛选单元。

7.根据权利要求6所述的一种智慧楼宇消防智能监测预警管理系统，其特征在于，所述消防通道逃生环境分析单元用于分析各楼层中各消防通道的逃生环境，分析过程包括：

通过各楼层中各消防通道内的第二感烟探测器和有毒气体探测器按照设定的监测间隔采集各监测时刻各楼层中各消防通道的烟雾浓度和有毒气体浓度，并将各监测时刻各楼层中各消防通道的烟雾浓度记为将各监测时刻各楼层中各消防通道的有毒气体浓度记为/>

将各监测时刻各楼层中各消防通道的烟雾浓度和有毒气体浓度分别对应与有效逃生对应的烟雾浓度和有毒气体浓度进行对比，计算各监测时刻各楼层中各消防通道对应的逃生环境质量系数，其计算公式为

其中，表示为第t个监测时刻第i个楼层中第j个消防通道对应的逃生环境质量系数，p₀表示为有效逃生对应的烟雾浓度，q₀表示为有效逃生对应的有毒气体浓度。

8.根据权利要求6所述的一种智慧楼宇消防智能监测预警管理系统，其特征在于，所述消防通道现外逃人员数量统计单元用于统计各楼层中各消防通道的现外逃人员数量，统计过程包括：

通过各楼层中各消防通道内的红外热像仪按照设定的监测间隔采集各监测时刻各楼层中各消防通道的外逃人员红外热图像；

基于各监测时刻各楼层中各消防通道的外逃人员红外热图像获取各监测时刻各楼层中各消防通道对应的现外逃人员数量。

9.根据权利要求7所述的一种智慧楼宇消防智能监测预警管理系统，其特征在于，所述优选逃生消防通道筛选单元用于根据各监测时刻各楼层中各消防通道对应的逃生环境质量系数和现外逃人员数量智能筛选各监测时刻各楼层对应的优选逃生消防通道，筛选方法包括：

从消防数据库中提取各楼层各消防通道能够容纳的标准安全外逃人员数量；

将各监测时刻各楼层中各消防通道对应的现外逃人员数量与该楼层该消防通道能够容纳的标准安全外逃人员数量进行对比，计算各监测时刻各楼层中各消防通道对应的逃生人数富余度，其计算公式为

其中，表示为第t个监测时刻第i个楼层中第j个消防通道对应的逃生人数富余度，表示为第t个监测时刻第i个楼层中第j个消防通道对应的现外逃人员数量，k′^ij表示为第i个楼层第j个消防通道能够容纳的标准安全外逃人员数量；

根据各监测时刻各楼层中各消防通道对应的逃生人数富余度和逃生环境质量系数评估各监测时刻各楼层中各消防通道对应的综合逃生效用系数，其计算公式为

其中，表示为第t个监测时刻第i个楼层中第j个消防通道对应的综合逃生效用系数，ε₀、η₀分别表示为逃生人数富余度、逃生环境质量系数对应的自定义值，α、β分别表示为逃生人数富余度、逃生环境质量系数对应的影响因子；

将同一监测时刻同一楼层中各消防通道对应的综合逃生效用系数进行对比，从中筛选出综合逃生效用系数最大的消防通道作为该监测时刻该楼层对应的优选逃生消防通道。