CN116720664B - 一种基于人工智能的消防设计图纸数据分析系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于人工智能的消防设计图纸数据分析系统及方法，属于消防安全技术领域。系统包括数据采集模块、数据处理模块、火情管理模块和可视化模块；数据采集模块用于采集商场内环境信息和图纸信息；数据处理模块根据图纸信息对商场进行区域划分，通过环境信息判断是否有火情发生以及起火位置；火情管理模块用于确定火灾应对模式，不同模式采用不同的引导方向；模式包括疏散模式和救援模式，疏散模式下，规划出距离附近安全出口最近的疏散路径；救援模式下，规划出距离附近安全区或救援人员最近的救援路径；通过控制消防投影灯在地面上投影出不同图像，引导被困人员脱险；可视化模块用于实时展示火情信息，为救援人员提供可视化界面。
Description
技术领域
本发明涉及消防安全技术领域，具体为一种基于人工智能的消防设计图纸数据分析系统及方法。
背景技术
商场作为人员密集、商品众多的场所，存在着较高的火灾风险。商场火灾的发生可能导致人员伤亡、财产损失，甚至引发社会恐慌。因此，研究商场火灾问题可以帮助我们更好地了解和评估商场火灾的风险，提出相应的预防和应急措施。
现阶段，对于商场火灾通常采用火灾报警系统、紧急疏散标识和紧急逃生通道等方法来综合解决问题。火灾报警系统在检测到火灾时会发出警报，提醒人员及时逃生。然而，这种系统只能提供火灾的初期警示，无法实时规划具体的逃生路线。至于商场内设置的紧急疏散标识，虽然能够在火灾发生时指示安全出口所在位置，但是这些标识往往安装位置固定，人员在慌乱时未必能注意到，而且指示方向也是静态的，无法根据火势情况进行动态调整。以及商场内设置的紧急逃生通道，在火灾发生时能够提供快速逃生通道。但是当火灾真正发生时，这些通道可能会被火势阻断导致人员无法通行，而紧急疏散标识一直亮着，不断引导人员聚集过来，造成人员拥堵的同时也浪费了被困人员宝贵的逃生时间，这些问题已然成为迫切需要得到解决的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于人工智能的消防设计图纸数据分析系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于人工智能的消防设计图纸数据分析系统，包括数据采集模块、数据处理模块、火情管理模块和可视化模块。
所述数据采集模块用于采集商场内环境信息和图纸信息；所述数据处理模块根据图纸信息对商场进行区域划分，通过环境信息判断是否有火情发生以及获取起火位置；所述火情管理模块用于针对火灾确定应对模式，包括疏散模式和救援模式；疏散模式下，规划出距离安全出口最近的疏散路径；救援模式下，规划出距离安全区或救援人员最近的救援路径；通过控制消防投影灯在地面上投影出不同图像来引导被困人员脱险；所述可视化模块用于实时展示火情信息，为救援人员提供可视化界面。
所述数据采集模块包括环境信息采集单元和图纸信息采集单元。
所述环境信息采集单元通过均匀分布在商场天花板上的消防设备进行温度信息采集。所述图纸信息采集单元用于采集系统中保存的商场消防设计图纸。
消防设备包括消防投影灯、温度传感器、备用电源、蓝牙模块、存储器和微处理器，安装在商场天花板上，能够采集温度信息并通过蓝牙与其他消防设备进行数据交互。
所述数据处理模块包括区域划分单元和火灾分析单元。
所述区域划分单元对消防设计图纸进行分析，对商场进行区域划分，包括障碍区、安全区和活动区。障碍区是指不可被人通过的建筑设施所在位置，安全区是指防火隔离区域所在位置，活动区是指商场内除障碍区和安全区以外可以被人通过的区域。
障碍区按照建筑设施所在位置的边缘进行区域划分，每个建筑设施划分一个障碍区。根据实际情况，使得划分出来的区域能够完全包含建筑设施，且不超过商场范围，也不和商场范围内其他区或其他障碍区相交。
安全区同样按照防火隔离区域的边缘进行区域划分，每个防火隔离区域划分一个安全区。根据实际情况，使得划分出来的安全区能够完全包含防火隔离区域，且不超过商场范围，也不和商场范围内其他区或其他安全区相交。
所述火灾分析单元用于判断是否有火灾发生，当任意一个消防设备的温度传感器采集到的温度大于存储器中保存的温度阈值时，判定为发生火灾。
温度阈值由工作人员进行事先设定，温度阈值设定的最低值需要高于商场内正常情况下的最高温度，设定的最高值需要小于消防设备融毁温度。当温度达到温度阈值时，消防设备仍然能够正常工作一段时间，不会立即损坏到不能工作的程度。
所述火情管理模块包括模式管理单元和路线引导单元。
所述模式管理单元用于根据火情选择不同的应对模式。当火灾发生时，获取商场内所有距离每个安全出口位置最近的消防设备采集到的温度信息，判断这些温度信息是否都大于消防设备存储器中保存的温度阈值，结果为是，切换为救援模式；结果为否，切换为疏散模式。
救援模式下，根据各消防设备采集的温度信息和安全区位置，自动规划出距离安全区最近的救援路径；当救援人员抵达火灾现场后，随身携带的电子设备与消防设备进行数据交互，自动规划出距离救援人员最近的救援路径。
疏散模式下，根据各消防设备采集的温度信息和安全出口位置，自动规划出距离安全出口最近的疏散路径。
安全区是指防火隔离区域，与安全出口不同的是，安全区是具有防火隔离功能的封闭空间，可以在所有安全出口被火情阻挡时提供等待救援的场所，安全出口则是通往消防通道，被困人员可以通过消防通道逃生。
路线引导单元通过消防设备上的消防投影灯向地面投影图像的方式，引导被困人员前往安全出口或安全区所在位置，或前往救援人员处获取救援。
所述可视化模块用于实时展示火情信息。当救援人员进入火灾现场后，随身携带的电子设备与消防设备进行数据交互，通过模拟动画形式实时展示火情信息、救援路径和自身位置，为救援人员提供可视化界面的同时，也通过救援人员随身携带的电子设备将交互的数据实时转发到救援中心，为救援中心提供数据支持，进行救援规划。
一种基于人工智能的消防设计图纸数据分析方法，包括以下步骤：
S1、消防设备实时采集商场的消防信息，判断是否发生火灾；
S2、发生火灾时，通过消防信息分析火情信息；
S3、根据火情信息为被困人员规划路线并实时更新；
S4、通过指示灯在地面投影的方式，引导人员进行避险。
在S1中，消防设备是指能感应到火情并跟随火势动态规划避险路径的设备，包括消防投影灯、温度传感器、备用电源、蓝牙模块、存储器和微处理器。消防设备安装在商场内部的天花板上通过蓝牙进行通信，每个消防设备具有不同的优先级和标识符，优先级用于判断哪个消防设备作为主处理平台，标识符用于区分不同消防设备。
消防信息包括环境信息和图纸信息，环境信息是指温度信息，由消防设备的温度传感器采集；图纸信息是指商场的消防设计图纸，存储在消防设备的存储器中。
消防设备采用分布式架构，每台消防设备都具有独立的备用电源和微控制器，且消防设备之间采用蓝牙进行通信，蓝牙一直处于连接状态，发生火灾时可能会导致的断电和断网不会影响消防设备的正常运行。
在S2中，具体步骤如下：
S201、将消防设备的标识符按照优先级从大到小依次放入可选消防设备集合中，每个消防设备的存储器中保存同样的可选消防设备集合。
S202、每个消防设备的微处理器实时判断由温度传感器采集到的温度是否大于存储器中保存的温度阈值，结果为是，则该消防设备标记为异常。
S203、被标记为异常的消防设备关闭蓝牙接收通道，只保留蓝牙发送通道，同时将本消防设备的标识符从可选消防设备集合中删除。
S204、获取可选消防设备集合中优先级最高的标识符作为发送对象，将本消防设备的标识符和温度信息传递给发送对象。
S205、判断是否传递成功，结果为否，则将传递失败的发送对象的标识符从可选消防设备集合中删除，进入S204步骤；结果为是，则持续不断将本消防设备的标识符和实时采集的温度信息传递给发送对象。
S206、消防设备接收到传递过来的标识符和温度信息后，首先，将本消防设备作为主处理平台；其次，调用存储器中的消防设计图纸，消防设计图纸中包括所有消防设备的标识符和位置信息；最后，将传递过来的标识符与消防设计图纸中的位置进行匹配，匹配上的位置标注对应温度信息，同时给未匹配位置的标识符发送请求消息，请求获取实时温度信息。
S207、消防设备接收到请求消息后，持续不断将本消防设备的标识符和实时采集的温度信息回传至发送请求消息的消防设备。
S208、主处理平台对应消防设备的微处理器实时判断由温度传感器采集到的温度是否大于存储器中保存的温度阈值，结果为是，则不将该消防设备作为主处理平台，将消防设备标记为异常，进入S203步骤。
S209、当救援人员入场时，其随身携带的电子设备能够与消防设备进行数据交互，将救援人员所在位置实时发送至消防设备，继而传递至主处理平台进行分析。
在S3中，具体步骤如下：
S301、主处理平台对消防设计图纸中的建筑平面布局进行分析，找到防火隔离区域，将防火隔离区域作为安全区，将不可被人通过的建筑设施所在位置作为障碍区，将除障碍区和安全区以外可以被人通过的区域作为活动区。消防设备安装在活动区上方，均匀分布在天花板上。
S302、主处理平台对消防设计图纸中的消防通道布局进行分析，找到所有安全出口位置，分别判断每个距离安全出口位置最近的消防设备是否被标记为异常，没有被标记异常则将对应安全出口位置信息放入可选安全出口集合中。
S303、判断可选安全出口集合是否为空集，为空集则进入S304步骤，不为空集则将可选安全出口集合中每个安全出口位置作为目标位置坐标。
S304、主处理平台判断是否接收到救援人员的位置信息，结果为是，则将每个救援人员的位置作为目标位置坐标；结果为否，则将每个安全区所在位置作为目标位置坐标。
S305、将没有被标记异常消防设备的位置作为起始位置坐标，分别计算每个起始位置坐标到所有目标位置坐标的直线距离，公式如下：
R2=(Xn-X0)2+(Yn-Y0)2
式中，(X0,Y0)为起始位置坐标，(Xn,Yn)为目标位置坐标，R为起始位置到目标位置的直线距离。
S306、按照直线距离的从小到大的顺序，计算起始位置坐标到每个目标位置坐标的路径长度，路径避开障碍区和被标记异常消防设备的位置。
S307、为每个起始位置坐标建立可选路径集合，计算得到的路径长度按照从小到大顺序依次放入对应可选路径集合中。
S308、在可选路径集合找出长度最短的路径，获取所有该路径上的消防设备温度传感器采集到的当前温度，代入公式中，计算每个消防设备温度上升到温度阈值的时长与该路径正常步行时长的差值：
Result=(Tthreshold-Tcurrent)÷V-(S÷Vwalk)
式中，Result为消防设备的时长差值，Tthreshold为温度阈值，Tcurrent为当前温度，V为温度上升速度，S为路径长度，Vwalk为正常步行速度。
S309、判断所有该路径上的消防设备的时长差值是否都不小于零，结果为是，则将该路径作为对应起始位置坐标的规划路径；结果为否，则在对应可选路径集合中删除该路径长度，进入S308步骤。
S310、所有起始位置坐标都选择好规划路径后，将所有规划路径组合起来作为整体规划路径。
在S4中，投影图像包括绿色箭头形、绿色圆环形和红色叉形；整体规划路径中，规划路径重叠区域的消防设备选择绿色圆环形进行投影，其余位置上的消防设备选择绿色箭头形进行投影，箭头指向目标位置坐标；被标记异常的消防设备选择红色叉形进行投影。
绿色圆环形投影代表着被困人员可以选择任意方向进行移动避险，绿色箭头形代表着被困人员需要按照箭头方向进行移动避险，红色叉形代表着被困人员不可以选择此路径进行移动避险。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
本发明在火灾发生时，通过各消防设备反馈的温度信息及时发现火灾位置并动态规划避险路径。当所有安全出口未被火势堵住时，根据火情动态规划最短路径到达附近安全出口，提高人员疏散效率。当所有安全出口都被火势堵住时，则根据火情动态规划最短路径到达附近安全区，为人员提供临时的避难场所。在救援人员入场时，还可以根据火情动态规划最短路径到达附近救援人员，以便及时获得救援，避免产生救援人员与被困人员因为同时移动而耽误宝贵的救援时间。
此外，本发明还通过消防投影灯进行投影展示，将逃生路线图像投影在商场地面上，引导人员选择最短避险路径。这种投影展示方式相比于传统的标识牌或指示灯具有更大的灵活性和可视性，能够更好地引导人员避险。
最后，本发明中选用的消防设备具有自备电源、蓝牙互联和分布式处理中心的功能，能够很好避免因为火灾导致的断电断网以及消防设备烧毁所导致的问题。
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。在附图中：
图1是本发明一种基于人工智能的消防设计图纸数据分析系统的结构示意图；
图2是本发明一种基于人工智能的消防设计图纸数据分析方法的流程示意图。
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。
请参阅图1，本发明提供一种基于人工智能的消防设计图纸数据分析系统，包括数据采集模块、数据处理模块、火情管理模块和可视化模块。
数据采集模块用于采集商场内环境信息和图纸信息；数据处理模块根据图纸信息对商场进行区域划分，通过环境信息判断是否有火情发生以及获取起火位置；火情管理模块用于针对火灾确定应对模式，包括疏散模式和救援模式；疏散模式下，规划出距离安全出口最近的疏散路径；救援模式下，规划出距离安全区或救援人员最近的救援路径；通过控制消防投影灯在地面上投影出不同图像来引导被困人员脱险；可视化模块用于实时展示火情信息，为救援人员提供可视化界面。
数据采集模块包括环境信息采集单元和图纸信息采集单元。
环境信息采集单元通过均匀分布在商场天花板上的消防设备进行温度信息采集。图纸信息采集单元用于采集系统中保存的商场消防设计图纸。
消防设备包括消防投影灯、温度传感器、备用电源、蓝牙模块、存储器和微处理器，安装在商场天花板上，能够采集温度信息并通过蓝牙与其他消防设备进行数据交互。
数据处理模块包括区域划分单元和火灾分析单元。
区域划分单元对消防设计图纸进行分析，对商场进行区域划分，包括障碍区、安全区和活动区。障碍区是指不可被人通过的建筑设施所在位置，安全区是指防火隔离区域所在位置，活动区是指商场内除障碍区和安全区以外可以被人通过的区域。
障碍区按照建筑设施所在位置的边缘进行区域划分，每个建筑设施划分一个障碍区。根据实际情况，使得划分出来的区域能够完全包含建筑设施，且不超过商场范围，也不和商场范围内其他区或其他障碍区相交。
安全区同样按照防火隔离区域的边缘进行区域划分，每个防火隔离区域划分一个安全区。根据实际情况，使得划分出来的安全区能够完全包含防火隔离区域，且不超过商场范围，也不和商场范围内其他区或其他安全区相交。
火灾分析单元用于判断是否有火灾发生，当任意一个消防设备的温度传感器采集到的温度大于存储器中保存的温度阈值时，判定为发生火灾。
温度阈值由工作人员进行事先设定，温度阈值设定的最低值需要高于商场内正常情况下的最高温度，设定的最高值需要小于消防设备融毁温度。当温度达到温度阈值时，消防设备仍然能够正常工作一段时间，不会立即损坏到不能工作的程度。
火情管理模块包括模式管理单元和路线引导单元。
模式管理单元用于根据火情选择不同的应对模式。当火灾发生时，获取商场内所有距离每个安全出口位置最近的消防设备采集到的温度信息，判断这些温度信息是否都大于消防设备存储器中保存的温度阈值，结果为是，切换为救援模式；结果为否，切换为疏散模式。
救援模式下，根据各消防设备采集的温度信息和安全区位置，自动规划出距离安全区最近的救援路径；当救援人员抵达火灾现场后，随身携带的电子设备与消防设备进行数据交互，自动规划出距离救援人员最近的救援路径。
疏散模式下，根据各消防设备采集的温度信息和安全出口位置，自动规划出距离安全出口最近的疏散路径。
安全区是指防火隔离区域，与安全出口不同的是，安全区是具有防火隔离功能的封闭空间，可以在所有安全出口被火情阻挡时提供等待救援的场所，安全出口则是通往消防通道，被困人员可以通过消防通道逃生。
路线引导单元通过消防设备上的消防投影灯向地面投影图像的方式，引导被困人员前往安全出口或安全区所在位置，或前往救援人员处获取救援。
可视化模块用于实时展示火情信息。当救援人员进入火灾现场后，随身携带的电子设备与消防设备进行数据交互，通过模拟动画形式实时展示火情信息、救援路径和自身位置，为救援人员提供可视化界面的同时，也通过救援人员随身携带的电子设备将交互的数据实时转发到救援中心，为救援中心提供数据支持，进行救援规划。
请参阅图2，本发明提供一种基于人工智能的消防设计图纸数据分析方法，包括以下步骤：
S1、消防设备实时采集商场的消防信息，判断是否发生火灾；
S2、发生火灾时，通过消防信息分析火情信息；
S3、根据火情信息为被困人员规划路线并实时更新；
S4、通过指示灯在地面投影的方式，引导人员进行避险。
在S1中，消防设备是指能感应到火情并跟随火势动态规划避险路径的设备，包括消防投影灯、温度传感器、备用电源、蓝牙模块、存储器和微处理器。消防设备安装在商场内部的天花板上通过蓝牙进行通信，每个消防设备具有不同的优先级和标识符，优先级用于判断哪个消防设备作为主处理平台，标识符用于区分不同消防设备。
消防信息包括环境信息和图纸信息，环境信息是指温度信息，由消防设备的温度传感器采集；图纸信息是指商场的消防设计图纸，存储在消防设备的存储器中。
消防设备采用分布式架构，每台消防设备都具有独立的备用电源和微控制器，且消防设备之间采用蓝牙进行通信，蓝牙一直处于连接状态，发生火灾时可能会导致的断电和断网不会影响消防设备的正常运行。
在S2中，具体步骤如下：
S201、将消防设备的标识符按照优先级从大到小依次放入可选消防设备集合中，每个消防设备的存储器中保存同样的可选消防设备集合。
S202、每个消防设备的微处理器实时判断由温度传感器采集到的温度是否大于存储器中保存的温度阈值，结果为是，则该消防设备标记为异常。
S203、被标记为异常的消防设备关闭蓝牙接收通道，只保留蓝牙发送通道，同时将本消防设备的标识符从可选消防设备集合中删除。
S204、获取可选消防设备集合中优先级最高的标识符作为发送对象，将本消防设备的标识符和温度信息传递给发送对象。
S205、判断是否传递成功，结果为否，则将传递失败的发送对象的标识符从可选消防设备集合中删除，进入S204步骤；结果为是，则持续不断将本消防设备的标识符和实时采集的温度信息传递给发送对象。
S206、消防设备接收到传递过来的标识符和温度信息后，首先，将本消防设备作为主处理平台；其次，调用存储器中的消防设计图纸，消防设计图纸中包括所有消防设备的标识符和位置信息；最后，将传递过来的标识符与消防设计图纸中的位置进行匹配，匹配上的位置标注对应温度信息，同时给未匹配位置的标识符发送请求消息，请求获取实时温度信息。
S207、消防设备接收到请求消息后，持续不断将本消防设备的标识符和实时采集的温度信息回传至发送请求消息的消防设备。
S208、主处理平台对应消防设备的微处理器实时判断由温度传感器采集到的温度是否大于存储器中保存的温度阈值，结果为是，则不将该消防设备作为主处理平台，将消防设备标记为异常，进入S203步骤。
S209、当救援人员入场时，其随身携带的电子设备能够与消防设备进行数据交互，将救援人员所在位置实时发送至消防设备，继而传递至主处理平台进行分析。
在S3中，具体步骤如下：
S301、主处理平台对消防设计图纸中的建筑平面布局进行分析，找到防火隔离区域，将防火隔离区域作为安全区，将不可被人通过的建筑设施所在位置作为障碍区，将除障碍区和安全区以外可以被人通过的区域作为活动区。消防设备安装在活动区上方，均匀分布在天花板上。
S302、主处理平台对消防设计图纸中的消防通道布局进行分析，找到所有安全出口位置，分别判断每个距离安全出口位置最近的消防设备是否被标记为异常，没有被标记异常则将对应安全出口位置信息放入可选安全出口集合中。
S303、判断可选安全出口集合是否为空集，为空集则进入S304步骤，不为空集则将可选安全出口集合中每个安全出口位置作为目标位置坐标。
S304、主处理平台判断是否接收到救援人员的位置信息，结果为是，则将每个救援人员的位置作为目标位置坐标；结果为否，则将每个安全区所在位置作为目标位置坐标。
S305、将没有被标记异常消防设备的位置作为起始位置坐标，分别计算每个起始位置坐标到所有目标位置坐标的直线距离，公式如下：
R2=(Xn-X0)2+(Yn-Y0)2
式中，(X0,Y0)为起始位置坐标，(Xn,Yn)为目标位置坐标，R为起始位置到目标位置的直线距离。
S306、按照直线距离的从小到大的顺序，计算起始位置坐标到每个目标位置坐标的路径长度，路径避开障碍区和被标记异常消防设备的位置。
S307、为每个起始位置坐标建立可选路径集合，计算得到的路径长度按照从小到大顺序依次放入对应可选路径集合中。
S308、在可选路径集合找出长度最短的路径，获取所有该路径上的消防设备温度传感器采集到的当前温度，代入公式中，计算每个消防设备温度上升到温度阈值的时长与该路径正常步行时长的差值：
Result=(Tthreshold-Tcurrent)÷V-(S÷Vwalk)
式中，Result为消防设备的时长差值，Tthreshold为温度阈值，Tcurrent为当前温度，V为温度上升速度，S为路径长度，Vwalk为正常步行速度。
S309、判断所有该路径上的消防设备的时长差值是否都不小于零，结果为是，则将该路径作为对应起始位置坐标的规划路径；结果为否，则在对应可选路径集合中删除该路径长度，进入S308步骤。
S310、所有起始位置坐标都选择好规划路径后，将所有规划路径组合起来作为整体规划路径。
在S4中，投影图像包括绿色箭头形、绿色圆环形和红色叉形；整体规划路径中，规划路径重叠区域的消防设备选择绿色圆环形进行投影，其余位置上的消防设备选择绿色箭头形进行投影，箭头指向目标位置坐标；被标记异常的消防设备选择红色叉形进行投影。
绿色圆环形投影代表着被困人员可以选择任意方向进行移动避险，绿色箭头形代表着被困人员需要按照箭头方向进行移动避险，红色叉形代表着被困人员不可以选择此路径进行移动避险。
实施例1：某商场有A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7和A8一共八个消防设备，它们的优先级分别为98、96、94、92、85、76、68和55；
假设T1时刻发生了火灾，A1和A2温度异常，它们分别关闭蓝牙接收通道，只保留蓝牙发送通道；
A1通过蓝牙将本消防设备的标识符和温度信息发送至A2消防设备，A2通过蓝牙将本消防设备的标识符和温度信息发送至A1消防设备；
则A1和A2都发送失败；
A1又通过蓝牙将本消防设备的标识符和温度信息发送至A3消防设备，A2又通过蓝牙将本消防设备的标识符和温度信息发送至A3消防设备；
则A1和A2都发送成功；A3作为主处理平台，向A4、A5、A6、A7和A8发送请求消息；
假设该商场只有一个安全出口和一个安全区，同时A4距离安全出口距离最近，通过判断A4温度正常，切换为疏散模式，分别计算A3、A4、A5、A6、A7和A8到安全出口位置的最短路径，将A3、A4、A5、A6、A7和A8消防投影灯选择绿色进行投影，A1和A2选择红色进行投影；
假设T2时刻下，A1和A2烧毁，A4和A6温度异常，则A4和A6分别关闭蓝牙接收通道，只保留蓝牙发送通道，切换为救援模式，分别计算A3、A5、A7和A8到安全区位置的最短路径，将A3、A5、A7和A8消防投影灯选择绿色进行投影，A4和A6选择红色进行投影；
假设T3时刻下，A4和A6烧毁，A3温度异常，A3关闭蓝牙接收通道，只保留蓝牙发送通道；
A5、A7和A8通过蓝牙将本消防设备的标识符和温度信息发送至A3消防设备，A3通过蓝牙将本消防设备的标识符和温度信息发送至A4消防设备；
则A3、A5、A7和A8都发送失败；
A5、A7和A8通过蓝牙将本消防设备的标识符和温度信息发送至A4消防设备，A3通过蓝牙将本消防设备的标识符和温度信息发送至A5消防设备；
则A5、A7和A8都发送失败，A3发送成功；A5作为主处理平台，向A7和A8发送请求消息；
假设T4时刻下，A3烧毁，A8温度异常，救援人员入场，分别计算A5和A7到救援人员所在位置的最短路径，将A5和A7消防投影灯选择绿色进行投影，A8选择红色进行投影。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于人工智能的消防设计图纸数据分析方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
S1、消防设备实时采集商场的消防信息，判断是否发生火灾；
S2、发生火灾时，通过消防信息分析火情信息；
S3、根据火情信息为被困人员规划路线并实时更新；
S4、通过指示灯在地面投影的方式，引导人员进行避险；
在S2中，具体步骤如下：
S201、将消防设备的标识符按照优先级从大到小依次放入可选消防设备集合中，每个消防设备的存储器中保存同样的可选消防设备集合；
S202、每个消防设备的微处理器实时判断由温度传感器采集到的温度是否大于存储器中保存的温度阈值，结果为是，则该消防设备标记为异常；
S203、被标记为异常的消防设备关闭蓝牙接收通道，只保留蓝牙发送通道，同时将本消防设备的标识符从可选消防设备集合中删除；
S204、获取可选消防设备集合中优先级最高的标识符作为发送对象，将本消防设备的标识符和温度信息传递给发送对象；
S205、判断是否传递成功，结果为否，则将传递失败的发送对象的标识符从可选消防设备集合中删除，进入S204步骤；结果为是，则持续不断将本消防设备的标识符和实时采集的温度信息传递给发送对象；
S206、消防设备接收到传递过来的标识符和温度信息后，首先，将本消防设备作为主处理平台；其次，调用存储器中的消防设计图纸，消防设计图纸中包括所有消防设备的标识符和位置信息；最后，将传递过来的标识符与消防设计图纸中的位置进行匹配，匹配上的位置标注对应温度信息，同时给未匹配位置的标识符发送请求消息，请求获取实时温度信息；
S207、消防设备接收到请求消息后，持续不断将本消防设备的标识符和实时采集的温度信息回传至发送请求消息的消防设备；
S208、主处理平台对应消防设备的微处理器实时判断由温度传感器采集到的温度是否大于存储器中保存的温度阈值，结果为是，则不将该消防设备作为主处理平台，将消防设备标记为异常，进入S203步骤；
S209、当救援人员入场时，其随身携带的电子设备能够与消防设备进行数据交互，将救援人员所在位置实时发送至消防设备，继而传递至主处理平台进行分析；
在S3中，具体步骤如下：
S301、主处理平台对消防设计图纸中的建筑平面布局进行分析，找到防火隔离区域，将防火隔离区域作为安全区，将不可被人通过的建筑设施所在位置作为障碍区，将除障碍区和安全区以外可以被人通过的区域作为活动区；
S302、主处理平台对消防设计图纸中的消防通道布局进行分析，找到所有安全出口位置，分别判断每个距离安全出口位置最近的消防设备是否被标记为异常，没有被标记异常则将对应安全出口位置信息放入可选安全出口集合中；
S303、判断可选安全出口集合是否为空集，为空集则进入S304步骤，不为空集则获取可选安全出口集合中每个安全出口位置作为目标位置坐标；
S304、主处理平台判断是否接收到救援人员的位置信息，结果为是，则将每个救援人员的位置作为目标位置坐标；结果为否，则将每个安全区所在位置作为目标位置坐标；
S305、将没有被标记异常消防设备的位置作为起始位置坐标，分别计算每个起始位置坐标到所有目标位置坐标的直线距离，公式如下：
R2=(Xn-X0)2+(Yn-Y0)2；
式中，(X0,Y0)为起始位置坐标，(Xn,Yn)为目标位置坐标，R为起始位置到目标位置的直线距离；
S306、按照直线距离的从小到大的顺序，计算起始位置坐标到每个目标位置坐标的路径长度，路径避开障碍区和被标记异常消防设备的位置；
S307、为每个起始位置坐标建立可选路径集合，计算得到的路径长度按照从小到大顺序依次放入对应可选路径集合中；
S308、在可选路径集合找出长度最短的路径，获取所有该路径上的消防设备温度传感器采集到的当前温度，代入公式中，计算每个消防设备温度上升到温度阈值的时长与该路径正常步行时长的差值：
Result=(Tthreshold-Tcurrent)÷V-(S÷Vwalk)
式中，Result为消防设备的时长差值，Tthreshold为温度阈值，Tcurrent为当前温度，V为温度上升速度，S为路径长度，Vwalk为正常步行速度；
S309、判断所有该路径上的消防设备的时长差值是否都不小于零，结果为是，则将该路径作为对应起始位置坐标的规划路径；结果为否，则在对应可选路径集合中删除该路径长度，进入S308步骤；
S310、所有起始位置坐标都选择好规划路径后，将所有规划路径组合起来作为整体规划路径。
2.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的消防设计图纸数据分析方法，其特征在于：在S1中，消防设备是指能感应到火情并跟随火势动态规划避险路径的设备，包括消防投影灯、温度传感器、备用电源、蓝牙模块、存储器和微处理器；消防设备安装在商场内部的天花板上通过蓝牙进行通信，每个消防设备具有不同的优先级和标识符，优先级用于判断哪个消防设备作为主处理平台，标识符用于区分不同消防设备；消防信息包括环境信息和图纸信息，环境信息是指温度信息，由消防设备的温度传感器采集；图纸信息是指商场的消防设计图纸，存储在消防设备的存储器中。
3.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的消防设计图纸数据分析方法，其特征在于：在S4中，投影图像包括绿色箭头形、绿色圆环形和红色叉形；整体规划路径中，规划路径重叠区域的消防设备选择绿色圆环形进行投影，其余位置上的消防设备选择绿色箭头形进行投影，箭头指向目标位置坐标；被标记异常的消防设备选择红色叉形进行投影。
4.一种基于人工智能的消防设计图纸数据分析系统，应用于如权利要求 1 所述的一种基于人工智能的消防设计图纸数据分析方法，其特征在于：该系统包括数据采集模块、数据处理模块、火情管理模块和可视化模块；
所述数据采集模块用于采集商场内环境信息和图纸信息；所述数据处理模块根据图纸信息对商场进行区域划分，通过环境信息判断是否有火情发生以及获取起火位置；所述火情管理模块用于针对火灾确定应对模式，包括疏散模式和救援模式；疏散模式下，规划出距离安全出口最近的疏散路径；救援模式下，规划出距离安全区或救援人员最近的救援路径；通过控制消防投影灯在地面上投影出不同图像来引导被困人员脱险；所述可视化模块用于实时展示火情信息，为救援人员提供可视化界面。
5.根据权利要求4所述的一种基于人工智能的消防设计图纸数据分析系统，其特征在于：所述数据采集模块包括环境信息采集单元和图纸信息采集单元；
所述环境信息采集单元通过均匀分布在商场天花板上的消防设备进行温度信息采集；所述图纸信息采集单元用于采集系统中保存的商场消防设计图纸。
6.根据权利要求4所述的一种基于人工智能的消防设计图纸数据分析系统，其特征在于：所述数据处理模块包括区域划分单元和火灾分析单元；
所述区域划分单元对消防设计图纸进行分析，对商场进行区域划分，包括障碍区、安全区和活动区；障碍区是指不可被人通过的建筑设施所在位置，安全区是指防火隔离区域所在位置，活动区是指商场内除障碍区和安全区以外可以被人通过的区域；
所述火灾分析单元用于判断是否有火灾发生，当任意一个消防设备的温度传感器采集到的温度大于存储器中保存的温度阈值时，判定为发生火灾。
7.根据权利要求4所述的一种基于人工智能的消防设计图纸数据分析系统，其特征在于：所述火情管理模块包括模式管理单元和路线引导单元；
所述模式管理单元用于根据火情选择不同的应对模式；当火灾发生时，获取商场内所有距离每个安全出口位置最近的消防设备采集到的温度信息，判断这些温度信息是否都大于消防设备存储器中保存的温度阈值，结果为是，切换为救援模式；结果为否，切换为疏散模式；
救援模式下，根据各消防设备采集的温度信息和安全区位置，自动规划出距离安全区最近的救援路径；当救援人员抵达火灾现场后，随身携带的电子设备与消防设备进行数据交互，自动规划出距离救援人员最近的救援路径；
疏散模式下，根据各消防设备采集的温度信息和安全出口位置，自动规划出距离安全出口最近的疏散路径；
路线引导单元通过消防设备上的消防投影灯向地面投影图像的方式，引导被困人员前往安全出口或安全区所在位置，或前往救援人员处获取救援。
8.根据权利要求4所述的一种基于人工智能的消防设计图纸数据分析系统，其特征在于：所述可视化模块用于实时展示火情信息；当救援人员进入火灾现场后，随身携带的电子设备与消防设备进行数据交互，通过模拟动画形式实时展示火情信息、救援路径和自身位置，为救援人员提供可视化界面的同时，也通过救援人员随身携带的电子设备将交互的数据实时转发到救援中心。
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