CN116029862B - 一种智慧建筑的可视化安全管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种智慧建筑的可视化安全管理系统，包括数据采集终端、数据处理终端、可视化展示终端、安全评估终端和响应终端；数据采集终端用于采集建筑内各位置的环境信息、各种设备的运行信息和建筑内人员的活动状态信息；数据处理终端用于处理从数据采集终端采集的数据；可视化展示终端用于展示处理后的数据；安全评估终端用于分析各种状态数据，评估建筑物的安全状况，生成安全状况信息；响应终端用于根据安全评估结果，生成安全提示方案和预警信息。本发明具有提高安全管理系统的及时性的效果。
Description
技术领域
本发明涉及建筑安全管理设备的技术领域，具体涉及一种智慧建筑的可视化安全管理系统。
背景技术
随着现代建筑的不断发展，建筑安全管理的重要性日益突出。然而，目前的安全管理系统存在诸多问题，如人工监控效率低下、安全数据无法可视化、不能实时监测安全情况等。因此，需要一种新的安全管理系统，以提高建筑安全管理的效率和实效性。智慧建筑指通过将建筑物的结构、系统、服务和管理根据用户的需求进行最优化组合，从而为用户提供一个高效、舒适、便利的人性化建筑环境。智能建筑是集现代科学技术之大成的产物。其技术基础主要由现代建筑技术、现代电脑技术现代通讯技术和现代控制技术所组成。
现在已经开发出了很多安全管理系统，经过我们大量的检索与参考，发现现有技术的安全管理系统有如公开号为CN115563354A、CN114005234A、EP3850600A1、US20080071392A1、JP2021144710A所公开的安全管理系统，这些安全管理系统一般包括：安全管理系统，所述安全管理系统包括网络交互装置、消防管理装置、通信管理装置及楼宇集成管理装置，且网络交互装置、消防管理装置、通信管理装置及楼宇集成管理装置的输出端均与安全管理系统终端的输入端电连接；所述安全管理系统还包括警报管理装置，且所述警报管理装置与所述安全管理系统终端的输入端电连接。由于上述安全管理系统的可视化程度低，安全管理响应速度较低，不便于管理员及时发现建筑物的安全问题，造成了安全管理系统的预警及时性较低的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述建筑安全管理系统存在的不足，提出一种智慧建筑的可视化安全管理系统。
本发明采用如下技术方案：
一种智慧建筑的可视化安全管理系统，包括数据采集终端、数据处理终端、可视化展示终端、安全评估终端和响应终端；
所述数据采集终端用于采集建筑内各位置的环境信息、各种设备的运行信息和建筑内人员的活动状态信息；所述环境信息包括温度、湿度、烟雾浓度和火焰高度；所述运行信息包括建筑内的消防设备状态和通风终端状态；所述活动状态信息包括人数信息和每个人的速度信息；所述数据处理终端用于处理从数据采集终端采集的数据；所述可视化展示终端用于展示处理后的数据；所述安全评估终端用于分析各种状态数据，评估建筑物的安全状况，生成安全状况信息；
所述响应终端用于根据安全评估结果，生成安全提示方案和预警信息。
可选的，所述数据采集终端包括环境信息采集模块、运行信息采集模块、状态信息采集模块和数据校对模块；所述环境信息采集模块用于采集建筑内各位置的环境信息；所述运行信息采集模块用于采集各种设备的运行信息；所述状态信息采集模块用于采集建筑内人员的活动状态信息；所述数据校对模块用于将环境信息、运行信息和状态信息中对应的数据进行校对。
可选的，所述可视化展示终端包括建筑物楼层平面图模块、平面图数据融合模块和数据图表展示模块；所述建筑物楼层平面图模块用于生成建筑物各楼层的楼层平面图；所述楼层平面图中预先在对应位置添加有出入口图标、消防设备图标和通风终端图标；所述平面图数据融合模块用于将环境信息、运行信息和状态信息融合至对应的楼层平面图；所述数据图表展示模块用于根据环境信息、运行信息和状态信息生成对应的数据图表。
可选的，所述安全评估终端包括统计评估模块和统计参数调整模块；所述统计评估模块用于根据环境信息、运行信息和状态信息进行安全评估并生成安全状况信息；所述统计参数调整模块用于对安全评估过程中使用的统计参数进行调整。
可选的，所述数据校对模块包括烟雾浓度校对子模块和火焰高度校对子模块；所述烟雾浓度校对子模块用于根据数据采集终端识别烟雾时的图像信息校对烟雾浓度；所述火焰高度校对子模块用于根据数据采集终端识别火焰时的图像信息校对火焰高度；
当所述烟雾浓度校对子模块工作时，满足以下式子：
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可选的，所述统计评估模块包括模型计算子模块；所述模型计算子模块用于生成评估模型并利用评估模型进行计算；
当所述模型计算子模块工作时，满足以下式子：
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种紧急情况的均值向量和协方差矩阵。
一种智慧建筑的可视化安全管理方法，应用于如上述的一种智慧建筑的可视化安全管理系统，所述可视化安全管理方法包括：
S1，采集建筑内各位置的环境信息、各种设备的运行信息和建筑内人员的活动状态信息；
S2，处理从数据采集终端采集的数据；
S3，展示处理后的数据；
S4，分析各种状态数据，评估建筑物的安全状况，生成安全状况信息；
S5，根据安全评估结果，生成安全提示方案和预警信息。
本发明所取得的有益效果是：
1、数据采集终端、数据处理终端、可视化展示终端、安全评估终端和响应终端的设置有利于提高安全管理系统的处理响应速度和可视化程度，以便于管理员更及时更迅速地发现建筑物的安全问题，安全管理系统的预警效果更加快捷和及时，从而提高了安全管理系统的预警及时性；
2、环境信息采集模块、运行信息采集模块、状态信息采集模块和数据校对模块的设置有利于优化信息采集的效率，从信息采集阶段开始提高时效性和及时性，使得采集的信息更加准确，采集的速度更加快，从而提高了整体系统的及时性和准确性；
3、建筑物楼层平面图模块、平面图数据融合模块和数据图表展示模块的设置有利于提高建筑物安全管理的可视化程度，以便于管理员更快更准确地监视建筑物，也提高了安全管理数据的准确性；
4、统计评估模块和统计参数调整模块的设置有利于快速准确地生成安全状况信息，从而提高了系统的效率和准确性；
5、烟雾浓度校对子模块和火焰高度校对子模块的设置配合烟雾浓度校对算法以及火焰高度校对算法，有利于提高系统对烟雾浓度和火焰高度的识别准确度，进而提高预警响应速度，从而提高了系统的预警及时性；
6、模型计算子模块的设置配合统计分析模型算法，有利于对建筑物安全情况进行更准确的识别，并可以在发生安全事故时及时采取预防措施，提高建筑安全水平的同时，最大程度地提高管理效率，为建筑物的安全管理带来全新的体验；
7、人数统计子模块、速度识别子模块和体重识别子模块的设置配合楼层人数计算算法以及人员总重量算法，有利于准确且快速地生成承重预警信息，提高了安全管理系统的安全管理水平。
为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明中高斯混合模型进行统计分析的步骤流程示意图；
图3为本发明中一种智慧建筑的可视化安全管理方法的方法流程示意图；
图4为本发明中状态信息采集模块的整体结构示意图；
图5为本发明另一实施例的整体结构示意图。
具体实施方式
以下是通过特定的具体实施例来说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸描绘，事先声明。以下实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。
实施例一：
本实施例提供了一种智慧建筑的可视化安全管理系统。结合图1所示，一种智慧建筑的可视化安全管理系统，包括数据采集终端、数据处理终端、可视化展示终端、安全评估终端和响应终端；
所述数据采集终端用于采集建筑内各位置的环境信息、各种设备的运行信息和建筑内人员的活动状态信息；所述环境信息包括温度、湿度、烟雾浓度和火焰高度；所述运行信息包括建筑内的消防设备状态和通风终端状态；所述活动状态信息包括人数信息和每个人的速度信息；所述数据处理终端用于处理从数据采集终端采集的数据；所述可视化展示终端用于展示处理后的数据；所述安全评估终端用于分析各种状态数据，评估建筑物的安全状况，生成安全状况信息；
所述响应终端用于根据安全评估结果，生成安全提示方案和预警信息。
可选的，所述数据采集终端包括环境信息采集模块、运行信息采集模块、状态信息采集模块和数据校对模块；所述环境信息采集模块用于采集建筑内各位置的环境信息；所述运行信息采集模块用于采集各种设备的运行信息；所述状态信息采集模块用于采集建筑内人员的活动状态信息；所述数据校对模块用于将环境信息、运行信息和状态信息中对应的数据进行校对。
可选的，所述可视化展示终端包括建筑物楼层平面图模块、平面图数据融合模块和数据图表展示模块；所述建筑物楼层平面图模块用于生成建筑物各楼层的楼层平面图；所述楼层平面图中预先在对应位置添加有出入口图标、消防设备图标和通风终端图标；所述平面图数据融合模块用于将环境信息、运行信息和状态信息融合至对应的楼层平面图；所述数据图表展示模块用于根据环境信息、运行信息和状态信息生成对应的数据图表。
可选的，所述安全评估终端包括统计评估模块和统计参数调整模块；所述统计评估模块用于根据环境信息、运行信息和状态信息进行安全评估并生成安全状况信息；所述统计参数调整模块用于对安全评估过程中使用的统计参数进行调整。
可选的，所述数据校对模块包括烟雾浓度校对子模块和火焰高度校对子模块；所述烟雾浓度校对子模块用于根据数据采集终端识别烟雾时的图像信息校对烟雾浓度；所述火焰高度校对子模块用于根据数据采集终端识别火焰时的图像信息校对火焰高度；
当所述烟雾浓度校对子模块工作时，满足以下式子：
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种紧急情况的均值向量和协方差矩阵。
需要注意的是，结合图2所示，本系统使用高斯混合模型进行统计分析步骤如下：
A1，预处理：对数据进行预处理，确保数据格式正确；
A2，初始化：初始化模型参数；
A3，计算对数似然：计算所有数据点的对数似然；
A4，更新模型参数：通过期望最大化算法更新模型参数，并重复步骤 A3 和 A4 直到参数收敛；
A5，评估模型：评估模型的准确性，并对模型进行优化；
A6，应用模型：使用模型对新数据进行分析，以确定不同的紧急情况。
一种智慧建筑的可视化安全管理方法，应用于如上述的一种智慧建筑的可视化安全管理系统，结合图3所示，所述可视化安全管理方法包括：
S1，采集建筑内各位置的环境信息、各种设备的运行信息和建筑内人员的活动状态信息；
S2，处理从数据采集终端采集的数据；
S3，展示处理后的数据；
S4，分析各种状态数据，评估建筑物的安全状况，生成安全状况信息；
S5，根据安全评估结果，生成安全提示方案和预警信息。
实施例二：
本实施例包含了实施例一的全部内容，提供了一种智慧建筑的可视化安全管理系统，结合图4所示，所述状态信息采集模块包括人数统计子模块、速度识别子模块和体重识别子模块；所述人数统计子模块用于对建筑物内的人数进行统计，生成人数信息；所述速度识别子模块用于对每个人员的速度进行识别，生成每个人的速度信息；所述体重识别子模块用于对每个人员的体重进行识别，生成每个人的体重信息。结合图5所示，所述可视化安全管理系统还包括楼梯人员状态识别模块、楼层人员计算模块和承重预警模块；所述楼梯人员状态识别模块用于识别楼梯间内全部人员的行走方向，生成楼梯人员状态信息；所述楼梯人员状态信息中包括楼梯中每个人的行走朝向；所述楼层人员计算模块用于根据楼层现有人数和楼梯人员状态信息计算每层的楼层人数，生成楼层人数信息；所述承重预警模块用于根据楼层人数信息和楼层参考承重生成承重预警信息。
当所述楼层人员计算模块计算时，满足以下式子：
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条楼梯中朝向当前楼层行走的人的数量；/>
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所述承重预警模块工作时，先通过以下式子计算楼层的人员总重量：
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再根据以下式子生成承重预警信息：
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表示用于发出警报并提示管理员的承重预警信息；/>
表示无需发出警报的承重预警信息；/>
表示楼层对应的承重参考值，由管理员根据经验设定。
以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的保护范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的保护范围内，此外，随着技术发展其中的元素是可以更新的。
Claims (2)
1.一种智慧建筑的可视化安全管理系统，其特征在于，包括数据采集终端、数据处理终端、可视化展示终端、安全评估终端和响应终端；
所述数据采集终端用于采集建筑内各位置的环境信息、各种设备的运行信息和建筑内人员的活动状态信息；所述环境信息包括温度、湿度、烟雾浓度和火焰高度；所述运行信息包括建筑内的消防设备状态和通风终端状态；所述活动状态信息包括人数信息和每个人的速度信息；所述数据处理终端用于处理从数据采集终端采集的数据；所述可视化展示终端用于展示处理后的数据；所述安全评估终端用于分析各种状态数据，评估建筑物的安全状况，生成安全状况信息；
所述响应终端用于根据安全评估结果，生成安全提示方案和预警信息；
所述数据采集终端包括环境信息采集模块、运行信息采集模块、状态信息采集模块和数据校对模块；所述环境信息采集模块用于采集建筑内各位置的环境信息；所述运行信息采集模块用于采集各种设备的运行信息；所述状态信息采集模块用于采集建筑内人员的活动状态信息；所述数据校对模块用于将环境信息、运行信息和状态信息中对应的数据进行校对；
所述可视化展示终端包括建筑物楼层平面图模块、平面图数据融合模块和数据图表展示模块；所述建筑物楼层平面图模块用于生成建筑物各楼层的楼层平面图；所述楼层平面图中预先在对应位置添加有出入口图标、消防设备图标和通风终端图标；所述平面图数据融合模块用于将环境信息、运行信息和状态信息融合至对应的楼层平面图；所述数据图表展示模块用于根据环境信息、运行信息和状态信息生成对应的数据图表；
所述安全评估终端包括统计评估模块和统计参数调整模块；所述统计评估模块用于根据环境信息、运行信息和状态信息进行安全评估并生成安全状况信息；所述统计参数调整模块用于对安全评估过程中使用的统计参数进行调整；
所述数据校对模块包括烟雾浓度校对子模块和火焰高度校对子模块；所述烟雾浓度校对子模块用于根据数据采集终端识别烟雾时的图像信息校对烟雾浓度；所述火焰高度校对子模块用于根据数据采集终端识别火焰时的图像信息校对火焰高度；
当所述烟雾浓度校对子模块工作时，满足以下式子：
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2.一种智慧建筑的可视化安全管理方法，应用于如权利要求1所述的一种智慧建筑的可视化安全管理系统，其特征在于，所述可视化安全管理方法包括：
S1，采集建筑内各位置的环境信息、各种设备的运行信息和建筑内人员的活动状态信息；
S2，处理从数据采集终端采集的数据；
S3，展示处理后的数据；
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S5，根据安全评估结果，生成安全提示方案和预警信息。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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