CN117861132A - 基于数字孪生的智慧消防实现方法及相关设备 - Google Patents

Abstract

本申请的实施例提供了一种基于数字孪生的智慧消防实现方法、系统、计算机可读存储介质及电子设备，基于该实现方法，将建筑物周围的环境状态参数通过对应的数字孪生模型进行仿真，并将仿真效果图显示，同时结合实时的环境状态参数和预设范围内的消防资源生成消防提示信息，根据消防提示信息将对应的火灾等级和消防策略进行显示，以及根据消防策略进行消防预演，并将消防预演的仿真效果图进行显示，以实现对应建筑物消防综合信息的可视化同屏显示，从而引导和辅助相关人员快速做出对应的消防决策，进而提高消防指挥效率。

Description

基于数字孪生的智慧消防实现方法及相关设备

技术领域

本申请涉及建筑消防安全的技术领域，具体而言，涉及一种基于数字孪生的智慧消防实现方法、系统、计算机可读存储介质及电子设备。

背景技术

为了满足人们的社会生活需求，各式各样建筑物不断涌现，同时，由于频繁出现的建筑消防事故，促使人们不得不对建筑物的消防安全引起重视。

相关技术中，为了减少建筑消防事故的出现，通常会在建筑物内外设置相应的监控报警设施和备用消防资源，当出现消防事故时，消防指挥中心可根据接收的报警信息，调配一定的消防人员携带消防器械前往对应建筑物地点，并配合备用消防资源进行消防工作。但在实际调配之前，消防指挥中心需要先确定现场的环境状态，再根据现场反馈的环境状态进行对应调配，从而影响消防指挥效率。

发明内容

本公开的目的在于提供了一种基于数字孪生的智慧消防实现方法、系统、计算机可读存储介质及电子设备，能够直接将建筑物对应环境状态的仿真效果图与根据消防资源生成的消防提示信息进行同屏显示，从而提高消防指挥的便捷性，进而提高消防指挥效率。

本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种基于数字孪生的智慧消防实现方法，所述方法包括：采集建筑物实时的环境状态参数；将所述环境状态参数输入所述建筑物对应的数字孪生模型中；根据所述环境状态参数与预设的状态模拟图形的映射关系，将所述状态模拟图形在所述数字孪生模型上进行模拟，得到所述建筑物对应环境状态的仿真效果图；根据所述建筑物预设范围内的消防资源生成对应的消防提示信息；将所述建筑物对应环境状态的仿真效果图与所述消防提示信息进行显示。

在一些实施例中，所述消防提示信息包括消防策略；所述根据所述建筑物预设范围内的消防资源生成对应的消防提示信息，包括：基于预设的正态分布模型划分多个火灾告警的发生概率区间；将不同环境状态参数的历史监控数据映射至所述正态分布模型中，得到每个环境状态参数对应的火灾告警的发生概率，并将所述发生概率对应区间的占比作为对应环境状态参数的分值；将所有环境状态参数的分值进行累计，得到累计分值，并确定所述累计分值对应的火灾等级；根据所述火灾等级，输出与所述火灾等级对应预设的消防策略。

在一些实施例中，所述输出与所述火灾等级对应预设的消防策略，包括：根据所述环境状态参数，获取所述建筑物的燃烧面积，并基于所述燃烧面积，预算得到消防所需的用水量；根据不同消防器械预设的协同作战原则和所述用水量，预算得到不同消防器械的占用比例和对应的消防人员占用比例。

在一些实施例中，所述输出与所述火灾等级对应预设的消防策略，还包括：获取所述建筑物预设范围内的水源信息；根据所述水源信息，以及对应供水器械的加水速度，预算得到消防过程的供需时间；根据所述供需时间，规划不同消防器械最短供水路径。

在一些实施例中，所述输出与所述火灾等级对应预设的消防策略，还包括：根据所述建筑物的内部空间大小和通风口数量，预算得到火势的蔓延速度；根据所述建筑物内的可燃物体量，对所述蔓延速度进行更新，并基于更新后的蔓延速度对所述消防策略进行更新。

在一些实施例中，所述方法还包括：根据所述消防策略在所述数字孪生模型中进行消防预演，得到所述建筑物对应的环境预演参数；基于所述环境预演参数对应的状态模拟图形，更新所述建筑物对应环境状态的仿真效果图。

在一些实施例中，所述消防提示信息包括环境变化趋势；所述根据所述建筑物预设范围内的消防资源生成对应的消防提示信息，包括：根据所述环境状态参数的历史监控数据，得到不同环境状态参数的连续状态图；根据所述不同环境状态参数的连续状态图，确定所述不同环境状态参数对应的环境变化趋势。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种基于数字孪生的智慧消防实现系统，包括：采集单元，配置为采集建筑物实时的环境状态参数；数据输入单元，配置为将所述环境状态参数输入所述建筑物对应的数字孪生模型中；仿真单元，配置为根据所述环境状态参数与预设的状态模拟图形的映射关系，将所述状态模拟图形在所述数字孪生模型上进行模拟，得到所述建筑物对应环境状态的仿真效果图；提示生成单元，配置为根据所述建筑物预设范围内的消防资源生成对应的消防提示信息；作战显示单元，配置为将所述建筑物对应环境状态的仿真效果图与所述消防策略进行显示。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机可读指令，当所述计算机可读指令被计算机的处理器执行时，使计算机执行如上述实施例中所述的基于数字孪生的智慧消防实现方法。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述电子设备实现如上述实施例中所述的基于数字孪生的智慧消防实现方法。

本申请实施例的技术方案中，基于对应建筑物实时采集的环境状态参数，将该建筑物对应的环境状态通过数字孪生模型进行仿真，并生成对应的仿真效果图，同时，根据建筑物预设范围内的消防资源生成对应的消防提示信息，并对仿真效果图和消防提示信息进行可视化显示，从而便于相关人员对实时火情的分析，以及基于消防提示信息，引导和辅助相关人员快速做出对应的消防决策，从而提高消防指挥效率。

应理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术者来讲，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。在附图中：

图1是本申请的一示例性实施例示出的一种基于数字孪生的智慧消防实现方法的流程图。

图2是图1所示实施例中步骤S130在一示例实施例中的流程图。

图3是本申请的一示例性实施例示出的正态分布模型图。

图4是本申请的一示例性实施例示出火灾等级与累计分值映射关系的示意图。

图5是图2所示实施例中步骤S230在一示例实施例中的流程图。

图6是图2所示实施例中步骤S230在另一示例实施例中的流程图。

图7是图2所示实施例中步骤S230在又一示例实施例中的流程图。

图8是图1所示实施例中步骤S130在另一示例实施例中的流程图。

图9是本申请的一示例性实施例示出的基于数字孪生的智慧消防实现系统的框图。

图10是本申请的一示例性实施例示出的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本申请将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本申请的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本申请的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本申请的各方面。

附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。

需要说明的是：在本文中提及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

需要说明的是，数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映对应实体的全生命周期过程。

具体的，本申请实施例中建筑物的数字孪生模型，可以是基于建模工具ModelBuilder对建筑物具体的三维模型进行建模的，并通过数字空间管理系统ModelCPS对建立好的三维模型进行数据管理，以及通过应用开发工具ModelSDK实现三维模型对应的可视化应用端开发；当然，对应的建模工具、模型管理系统和应用开发工具也可以是通过其它平台实现的，此处只做示例性说明，不做具体限制。

本申请实施例的技术方案提出了一种基于数字孪生的智慧消防实现方法，具体参照图1所示。该方法至少包括步骤S100至步骤S140，详细介绍如下：

在步骤S100中，采集建筑物实时的环境状态参数。

具体的，对应的建筑物可以是办公大楼、商场、体育馆等实体建筑，而建筑物对应实时的环境状态参数的采集包括根据监控设备采集的图像内容，以及根据多种传感器采集的温度、烟雾浓度、风速等。

基于步骤S100中采集的环境状态参数，在步骤S110中，继续将环境状态参数输入建筑物对应的数字孪生模型中。

具体的，基于预设的模型管理系统，将环境状态参数的具体信息在建筑物对应的数字孪生模型中进行映射，例如：当出现火灾时，将建筑物各个位置的温度参数输入数字孪生模型中的对应位置。再例如：通过热成像监控设备，将指定区域内的生物信息输入数字孪生模型中的对应位置。又例如：通过风速采集装置，将指定位置的风向参数和风速参数输入数字孪生模型中的对应位置。当然，除了讲上述示例的环境状态参数输入对应的数字孪生模型中以外，还可以包括其它环境状态参数。

进一步，在步骤S120中，根据环境状态参数与预设的状态模拟图形的映射关系，将状态模拟图形在数字孪生模型上进行模拟，得到建筑物对应环境状态的仿真效果图。

基于步骤S110中的具体示例进行说明，例如：环境状态参数为对应位置的温度时，通过颜色深浅不同的图形对具体的温度值进行映射，且温度相对较高的位置颜色相对更深，温度相对较低的位置颜色相对更浅，以实现温度由高至低的扩散形式对建筑物各个位置的温度状态进行仿真，如对于燃烧点附近的温度相对较高，则基于燃烧点的位置向外延伸，其延伸距离越远，仿真对应的颜色越浅。再例如：通过热成像监控设备获取的生物信息，对具体的生物进行识别，将识别的生物与预设的生物图形进行对应，并将生物图形在建筑物的对应位置进行仿真显示，且其图形可以是静态图，也可以是动态图。又例如：根据预设的风向参数具体图形，如指向性箭头，以及预设的风速参数具体图形，如根据风速大小增加或减少箭头个数，将采集的风向参数和风速参数在建筑物的对应位置进行仿真显示。

在得到建筑物对应环境状态的仿真效果图的同时，在步骤S130中，根据建筑物预设范围内的消防资源生成对应的消防提示信息。

其中，消防提示信息包括消防策略，且根据建筑物预设范围内的消防资源生成对应的消防提示信息，如图2所示，至少包括步骤S200至步骤S230，详细介绍如下：

在步骤S200中，基于预设的正态分布模型划分多个火灾告警的发生概率区间。

如图3所示，图3是本申请的一示例性实施例示出的正态分布模型图。需要说明的是，发生火灾为小概率事件，因此，在本申请的正态分布模型中，图3中示出占比越大的区间，所表示的内容为火灾发生概率越小的环境状态。且正态分布模型可以是基于大量样本生成的，也可以是基于理想数学模型生成的。

同时，对于图3中所示出的各个占比，仅为示例性说明，其占比还可以为其它值，以根据实际情况而定，例如：对于长期存放易燃易爆物品的仓库，与存放冷链物品的仓库相比，发生火灾的概率相对较高，其占比也会适应性地进行调整。

基于正态分布模型中对火灾发生概率的划分，在步骤S210中，将不同环境状态参数的历史监控数据映射至正态分布模型中，得到每个环境状态参数对应的火灾告警的发生概率，并将发生概率对应区间的占比作为对应环境状态参数的分值。

例如，采集的温度值为40度，发生火灾概率相对较低，对应区间的占比也就越大，得到的分值也就越大。

进一步，在步骤S220中，将所有环境状态参数的分值进行累计，得到累计分值，并确定所述累计分值对应的火灾等级。

具体的，环境状态参数的种类可以根据具体使用场景而定，示例性地进行说明，若预设的环境状态参数由建筑物各个位置的温度传感器采集的温度值、烟雾传感器采集的烟雾浓度，以及各个位置的通风供氧状态，也就是通风口开启数组成，分别获取当前温度值发生火灾概率对应区间的占比、烟雾浓度发生火灾概率对应区间的占比，以及供氧状态发生火灾概率对应区间的占比，将多个占比进行累计，得到累计分值，如图4所示，图4是本申请的一示例性实施例示出火灾等级与累计分值映射关系的示意图。基于预设的火灾等级与累计分值的映射表格，得到累计值对应的火灾等级。可见，累计分值越大，风险越低，对应的火灾等级也就越低，同时对不同火灾等级给出相应的描述内容，以对消防指挥起到一定的辅助作用。

在得到对应的火灾等级后，在步骤S230中，根据所述火灾等级，输出与火灾等级对应预设的消防策略。

具体的，在步骤S230中，输出与火灾等级对应预设的消防策略，如图5所示，至少包括步骤S300至步骤S310，详细介绍如下：

在步骤S300中，根据环境状态参数，获取建筑物的燃烧面积，并基于燃烧面积，预算得到消防所需的用水量。

其中，估算燃烧面积是火情侦察行动的主要内容之一，燃烧面积是指挥实施火场决策和力量调集的重要依据，可以根据监控图片，以及数字孪生模型中的仿真结果进行计算，当然还可以通过现场人员通过步测法、目测法以及经验法等方法反馈得到。且对于火场用水量的计算，具体采用如下表达式进行表达：

Q＝Aq

式中，Q表示为火场实际的用水量，单位为L/s；A表示为火场燃烧面积，单位为㎡；q表示为灭火用水供给强度，单位为L/s·㎡；其中，灭火用水供给强度由预设的《建筑物灭火供水强度》根据具体的使用场景取得，例如：本申请中的灭火用水供给强度可以取0.2L/s·㎡。

基于计算得到的用水量，在步骤S310中，根据不同消防器械预设的协同作战原则和用水量，预算得到不同消防器械的占用比例和对应的消防人员占用比例。

一方面，以消防水枪为例，通过消防水枪控制燃烧面积的计算方式，采用如下表达式进行表示：

f＝W/q

式中，f表示为每支水枪的控制面积，单位为㎡；W表示为每支水枪的流量，单位为L/s，适应不同消防水枪的规格，以19mm的消防水枪为例，该消防水枪有效射程15m，流量6.5L/s；q表示为灭火用水供给强度，单位为L/s·㎡。

对于消防水枪数量的计算，采用如下表达式进行表示：

N＝A/f

式中，N表示为火场需要水枪的数量，单位为支；A表示为火场燃烧面积，单位为㎡；f表示为每支水枪的控制面积，单位为㎡。

基于单个消防水枪控制燃烧面积的计算，在计算配设消防水枪的水罐消防车数量时，采用如下表达式进行表示：

M＝A/nf

式中，M表示为水罐消防车数量，单位为辆；A表示为火场燃烧面积，单位为㎡；n表示为每辆水罐消防车供应水枪的数量，单位为支，其中，每辆水罐消防车上设有2支或3支19mm消防水枪，在计算水罐消防车数量时，将配设不同数量消防水枪的水罐消防车，以不同种类的消防器械进行区分；f表示为每支水枪的控制面积，单位为㎡。

另一方面，以消防供水车为例，在计算消防供水车的数量时，采用如下表达式进行表示：

G＝Q/h

式中，G表示为消防供水车数量，单位为辆；Q表示为火场实际的用水量，单位为L/s；h表示为每辆消防供水车的供水量，单位为L/s。

需要说明的是，由于火情复杂的情况下，需要调配消防作战车执行高难度消防作业，而消防作战车需要配设各种工具，如起重工具、爬梯工具等，不得不导致消防作战车存在储水量少的缺陷，因此需要配色相应的消防供水车进行配合，基于没辆消防供水车的供水能力，在对消防作战车的数量计算时，采用如下表达式进行表示：

C＝Ah/q

式中，C表示为消防作战车数量，单位为辆；A表示为火场燃烧面积，单位为㎡；h表示为每辆消防供水车的供水量，单位为L/s；q表示为灭火用水供给强度，单位为L/s·㎡。

其中，如果其他消防器械已经无法满足消防作业，只能通过消防作战车进行消防作业时，对于消防作战车的数量计算，还可以采用如下表达式进行表示：

C＝A/a

式中，C表示为消防作战车数量，单位为辆；A表示为火场燃烧面积，单位为㎡；a表示为每辆消防作战车控制火势面积，单位为㎡。

又一方面，对于车辆和人员无法靠近的消防作业，需要增设消防水炮进行远程消防作业，对于每个消防水炮的控水面积计算，采用如下表达式进行表示：

p＝L/q

式中，p表示为每个消防水炮的控制面积，单位为㎡；L表示为每个消防水炮的流量，单位为L/s，其中，具体消防水炮的流量根据现有消防资源中不同规格的消防水炮进行计算，例如：消防水炮的流量大部分为30-200L/s，常见水炮为40L/s；q表示为灭火用水供给强度，单位为L/s·㎡。

基于每个消防水炮的控制面积，对于消防水炮的数量计算方式，采用如下表达式进行表示：

E＝A/p

式中，E表示为消防水炮的数量，单位为支；A表示为火场燃烧面积，单位为㎡；p表示为每个消防水炮的控制面积，单位为㎡。

基于上述消防器械的计算方式，在步骤S310中，对于预算得到不同消防器械的占用比例和对应的消防人员占用比例，并通过以下内容进行示例性地描述：

以上述内容计算得到的消防等级为例，当火灾等级为三级时，若建筑物的燃烧面积约为300㎡，对应的火场用水量则通过表达式Q＝Aq计算得到300㎡x0.2L/s·㎡＝150L/s。

按照枪炮协同作战的原则，最少需架设一门40L/s的消防水炮，同时，需配设17支19mm消防水枪，根据每个消防器械的供水量进行估算，此时消防供水量为：17x6.5L/s+40L/s＝150.5L/s，则满足灭火要求。

进一步，根据17支消防水枪配设对应的水罐消防车数量，按照每辆水罐消防车配设3只水枪进行计算，共需6辆水罐消防车；根据各种消防器械需要的消防人员，以及地面抢险人员分配条件，以一个消防支队为作战单位，需出动7个队站，进一步可划分为3个特勤队站和3个二级队站，其中，6个作战单位为内攻搜救控火作战单位，1个作战单位为随机调配作战单位，包括约85名内攻人员，根据具体的消防人员数量，配设约26台消防车辆用于人员调动，从而满足灭火强度要求。

基于配设好的消防器械和消防人员，在步骤S230中，输出与火灾等级对应预设的消防策略，如图6所示，至少还包括步骤S400至步骤S420，详细介绍如下：

在步骤S400中，获取建筑物预设范围内的水源信息。

具体的，搜索一定范围内的地下消防栓数量和位置，以及消防水鹤的数量和位置，基于上述示例为满足300㎡燃烧面积，示例性地进行说明，搜索200米范围内地下消火栓14个(流量15L/s)，消防水鹤1个(流量30L/s)。计算其总供水强度为14x15L/s+30L/s＝240L/s，满足灭火供水量需求。当然，如果需要无法满足供水需求，可以对预设范围进行适应性调整，直至满足供水需求。

基于得到水源信息，在步骤S410中，根据水源信息，以及对应供水器械的加水速度，预算得到消防过程的供需时间。

具体的，根据车载水量结合火场单位时间内的用水速度进行计算，其中，单位时间可以是每分钟，也可以是其它时间，以一分钟为例，根据车载水量除以火场用水速度得到出水时间，例如：123400L÷150.5L/s÷60s≈13.7分钟。因此，需要在13.7分钟内满足后续补水。

进一步，在步骤S420中，根据供需时间，规划不同消防器械最短供水路径。

基于上述示例的供需时间计算，示例性地进行说明，结合供水消防车的加水时间和运输时间的时间总和，规划出最短的供水路径，以使得其时间总和小于13.7分钟。当然，如果存在供水路径过长，一方面可以适应性减少每辆供水消防车的加水量，另一方面可以适应性增加供水消防车的数量，以保证供水连续性。

为了提高消防指挥效率，在步骤S140中，将建筑物对应环境状态的仿真效果图与消防提示信息进行显示。

通过上述实施方式，在同一显示界面，对建筑物对应环境状态的仿真效果图和消防提示信息进行同屏显示，便于对实时火情的分析，以及基于消防提示信息，应对实时火情时能够更加快速的做出消防决策，提高消防指挥效率，从而降低火灾带来的损失。

在本申请的一些实施方式中，基于输出与火灾等级对应预设的消防策略，如图7所示，至少还包括步骤S500至步骤S510，详细介绍如下：

在步骤S500中，根据建筑物的内部空间大小和通风口数量，预算得到火势的蔓延速度。

需要说明的是，如果建筑物的内部空间大，空气供给充足，为火势发展蔓延创造了有利条件，其火势蔓延的速度也就越快。具体的，对于跨度大、空间大的建筑物，内部空气的流通性就越好，发生火灾时，例如，在初期阶段，如敞开式燃烧，空气供给量充足，在强大的热气流的作用下，火势迅速向垂直、水平方向蔓延，短时间内就能形成大面积火灾。可见，火势的燃烧强度部分因素基于供氧条件决定的，而建筑物内部空间大小和通风口数量就是决定其供氧条件的。因此，可根据建筑物内部空间大小和通风口数量对火势的蔓延速度进行估计，从而实现燃烧面积的估计。

进一步，基于上述供氧条件，在步骤S510中，根据建筑物内的可燃物体量，对蔓延速度进行更新，并基于更新后的蔓延速度对消防策略进行更新。

具体的，例如，对应的建筑物为百货商城，其内部存在大量的可燃物品，甚至是易燃物品，一旦发生火灾，建筑物内堆放的可燃物品和易燃物品会加速火势的蔓延，因此，需要对火势的蔓延速度进行重新估计。

通过上述实施方式，在计算燃烧面积时，通过多个方向的影响因素进行计算，从而使得最终获取的燃烧面积更加精确，进而提高消防策略的可靠性。

在本申请的一些实施方式中，还设有消防预演，根据消防策略在数字孪生模型中进行消防预演，得到建筑物对应的环境预演参数；再基于环境预演参数对应的状态模拟图形，更新建筑物对应环境状态的仿真效果图。

示例性地进行说明，基于消防策略对建筑物对应的环境状态参数进行替换，例如，基于消防策略，在建筑物的某一位置喷入一定水量后，估计该位置执行消防后的环境预演参数，基于上述环境状态参数在数字孪生模型中的仿真方法，根据环境预演参数在数字孪生模型中进行仿真，从而得到消防预演的仿真效果图。需要说明的是，对于消防预演的仿真效果图仅起到预览作用，而对于实时环境状态参数对应的仿真效果图仍然保留。

通过上述实施方式，可将消防预演的仿真效果图与实时环境状态参数对应的仿真效果图进行对比显示，从而能够直观的反应消防结果。

在本申请的一些实施方式中，消防提示信息包括环境变化趋势；根据建筑物预设范围内的消防资源生成对应的消防提示信息，如图8所示，至少还包括步骤S600至步骤S610，详细介绍如下：

在步骤S600中，根据环境状态参数的历史监控数据，得到不同环境状态参数的连续状态图。

具体的，对于环境状态参数的采集是实时进行的，而一些环境状态参数具有连续性特征，例如，温度参数，且一些可燃物品需要达到一定的着火点才会燃烧，因此，可以根据环境温度连续状态图，也就是温度特征对应环境状态参数的BI(Business Intelligence)视图，判断是否会出现燃烧的可能。

进一步，在步骤S610中，根据不同环境状态参数的连续状态图，确定不同环境状态参数对应的环境变化趋势。

如上所述的温度特征示例，根据连续状态直观的反应出温度在某一时间段内的拨动情况，从而确定环境状态参数为温度特征时，对应的环境变化趋势。

通过上述实施方式，基于累计的历史监控数据，得到各种环境状态参数的在一段时间内的连续状态，从而确定对应环境状态参数的变化趋势，以此反应是否存在消防隐患，从而便于提前作出预防措施，以减少消防资源的占用几率。

以下介绍本申请的系统实施例，可以用于执行本申请上述实施例中的基于数字孪生的智慧消防实现方法。对于本申请系统实施例中未披露的细节，请参照本申请上述的基于数字孪生的智慧消防实现方法的实施例。

图9示出了根据本申请的一个实施例的基于数字孪生的智慧消防实现系统700的框图。

参照图9所示，根据本申请的一个实施例的基于数字孪生的智慧消防实现系统700，包括：

采集单元710，配置为采集建筑物实时的环境状态参数；

数据输入单元720，配置为将环境状态参数输入建筑物对应的数字孪生模型中；

仿真单元730，配置为根据环境状态参数与预设的状态模拟图形的映射关系，将状态模拟图形在数字孪生模型上进行模拟，得到建筑物对应环境状态的仿真效果图；

提示生成单元740，配置为根据建筑物预设范围内的消防资源生成对应的消防提示信息；

作战显示单元750，配置为将建筑物对应环境状态的仿真效果图与消防策略进行显示。

在本申请的一些实施例中，基于前述方案，提示生成单元740还配置为：消防提示信息包括消防策略；根据建筑物预设范围内的消防资源生成对应的消防提示信息，包括：基于预设的正态分布模型划分多个火灾告警的发生概率区间；将不同环境状态参数的历史监控数据映射至正态分布模型中，得到每个环境状态参数对应的火灾告警的发生概率，并将发生概率对应区间的占比作为对应环境状态参数的分值；将所有环境状态参数的分值进行累计，得到累计分值，并确定累计分值对应的火灾等级；根据火灾等级，输出与火灾等级对应预设的消防策略。

在本申请的一些实施例中，基于前述方案，提示生成单元740还配置为：输出与火灾等级对应预设的消防策略，包括：根据环境状态参数，获取所述建筑物的燃烧面积，并基于燃烧面积，预算得到消防所需的用水量；根据不同消防器械预设的协同作战原则和用水量，预算得到不同消防器械的占用比例和对应的消防人员占用比例。

在本申请的一些实施例中，基于前述方案，提示生成单元740还配置为：输出与火灾等级对应预设的消防策略，还包括：获取建筑物预设范围内的水源信息；根据水源信息，以及对应供水器械的加水速度，预算得到消防过程的供需时间；根据供需时间，规划不同消防器械最短供水路径。

在本申请的一些实施例中，基于前述方案，提示生成单元740还配置为：输出与火灾等级对应预设的消防策略，还包括：根据建筑物的内部空间大小和通风口数量，预算得到火势的蔓延速度；根据建筑物内的可燃物体量，对蔓延速度进行更新，并基于更新后的蔓延速度对消防策略进行更新。

在本申请的一些实施例中，基于前述方案，仿真单元730还配置为：根据消防策略在数字孪生模型中进行消防预演，得到建筑物对应的环境预演参数；基于环境预演参数对应的状态模拟图形，更新建筑物对应环境状态的仿真效果图。

在本申请的一些实施例中，基于前述方案，提示生成单元740还配置为：消防提示信息包括环境变化趋势；根据建筑物预设范围内的消防资源生成对应的消防提示信息，包括：根据环境状态参数的历史监控数据，得到不同环境状态参数的连续状态图；根据不同环境状态参数的连续状态图，确定不同环境状态参数对应的环境变化趋势。

需要说明的是，上述实施例所提供的基于数字孪生的智慧消防实现系统700与上述实施例所提供的基于数字孪生的智慧消防实现方法属于同一构思，其中各个模块和单元执行操作的具体方式已经在方法实施例中进行了详细描述，此处不再赘述。

本申请的实施例还提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，其中，存储器上存储有计算机可读指令，该计算机可读指令被处理器执行时实现如前所述的基于数字孪生的智慧消防实现方法。

图10示出了适于用来实现本申请实施例的电子设备的计算机系统的结构示意图。

需要说明的是，图10示出的电子设备的计算机系统800仅是一个示例，不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图10所示，计算机系统800包括中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)801，其可以根据存储在只读存储器(Read-Only Memory，ROM)802中的程序或者从存储部分808加载到随机访问存储器(Random Access Memory，RAM)803中的程序而执行各种适当的动作和处理，例如执行上述实施例中所述的方法。在RAM 803中，还存储有系统操作所需的各种程序和数据。CPU 801、ROM 802以及RAM 803通过总线804彼此相连。输入/输出(Input/Output，I/O)接口805也连接至总线804。

以下部件连接至I/O接口805：包括键盘、鼠标等的输入部分806；包括诸如阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)、液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)等以及扬声器等的输出部分807；包括硬盘等的存储部分808；以及包括诸如LAN(Local Area Network，局域网)卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分809。通信部分809经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器810也根据需要连接至I/O接口805。可拆卸介质811，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器810上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分808。

特别地，根据本申请的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本申请的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的计算机程序。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分809从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质811被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)801执行时，执行本申请的系统中限定的各种功能。

需要说明的是，本申请实施例所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(Erasable Programmable Read Only Memory，EPROM)、闪存、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本申请中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本申请中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的计算机程序。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的计算机程序可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、有线等等，或者上述的任意合适的组合。

附图中的流程图和框图，图示了按照本申请各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。其中，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

描述于本申请实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现，所描述的单元也可以设置在处理器中。其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。

作为另一方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施例中描述的电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。上述计算机可读存储介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个该电子设备执行时，使得该电子设备实现上述实施例中所述的方法。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本申请的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本申请实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、触控终端、或者网络设备等)执行根据本申请实施方式的方法。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实施方式后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.基于数字孪生的智慧消防实现方法，其特征在于，所述方法包括：

采集建筑物实时的环境状态参数；

将所述环境状态参数输入所述建筑物对应的数字孪生模型中；

根据所述环境状态参数与预设的状态模拟图形的映射关系，将所述状态模拟图形在所述数字孪生模型上进行模拟，得到所述建筑物对应环境状态的仿真效果图；

根据所述建筑物预设范围内的消防资源生成对应的消防提示信息；

将所述建筑物对应环境状态的仿真效果图与所述消防提示信息进行显示。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述消防提示信息包括消防策略；所述根据所述建筑物预设范围内的消防资源生成对应的消防提示信息，包括：

基于预设的正态分布模型划分多个火灾告警的发生概率区间；

将不同环境状态参数的历史监控数据映射至所述正态分布模型中，得到每个环境状态参数对应的火灾告警的发生概率，并将所述发生概率对应区间的占比作为对应环境状态参数的分值；

将所有环境状态参数的分值进行累计，得到累计分值，并确定所述累计分值对应的火灾等级；

根据所述火灾等级，输出与所述火灾等级对应预设的消防策略。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述输出与所述火灾等级对应预设的消防策略，包括：

根据所述环境状态参数，获取所述建筑物的燃烧面积，并基于所述燃烧面积，预算得到消防所需的用水量；

根据不同消防器械预设的协同作战原则和所述用水量，预算得到不同消防器械的占用比例和对应的消防人员占用比例。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述输出与所述火灾等级对应预设的消防策略，还包括：

获取所述建筑物预设范围内的水源信息；

根据所述水源信息，以及对应供水器械的加水速度，预算得到消防过程的供需时间；

根据所述供需时间，规划不同消防器械最短供水路径。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述输出与所述火灾等级对应预设的消防策略，还包括：

根据所述建筑物的内部空间大小和通风口数量，预算得到火势的蔓延速度；

根据所述建筑物内的可燃物体量，对所述蔓延速度进行更新，并基于更新后的蔓延速度对所述消防策略进行更新。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述消防策略在所述数字孪生模型中进行消防预演，得到所述建筑物对应的环境预演参数；

基于所述环境预演参数对应的状态模拟图形，更新所述建筑物对应环境状态的仿真效果图。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述消防提示信息包括环境变化趋势；所述根据所述建筑物预设范围内的消防资源生成对应的消防提示信息，包括：

根据所述环境状态参数的历史监控数据，得到不同环境状态参数的连续状态图；

根据所述不同环境状态参数的连续状态图，确定所述不同环境状态参数对应的环境变化趋势。

8.基于数字孪生的智慧消防实现系统，其特征在于，包括：

采集单元，配置为采集建筑物实时的环境状态参数；

数据输入单元，配置为将所述环境状态参数输入所述建筑物对应的数字孪生模型中；

仿真单元，配置为根据所述环境状态参数与预设的状态模拟图形的映射关系，将所述状态模拟图形在所述数字孪生模型上进行模拟，得到所述建筑物对应环境状态的仿真效果图；

提示生成单元，配置为根据所述建筑物预设范围内的消防资源生成对应的消防提示信息；

作战显示单元，配置为将所述建筑物对应环境状态的仿真效果图与所述消防策略进行显示。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机可读指令，当所述计算机可读指令被计算机的处理器执行时，使计算机执行权利要求1-7中的任一项所述的基于数字孪生的智慧消防实现方法。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述电子设备实现如权利要求1至7中任一项所述的基于数字孪生的智慧消防实现方法。