EP4314711A1 - Procede et dispositif de guidage par objet connecte dans un batiment par localisation a chaque borne de positionnement - Google Patents

Procede et dispositif de guidage par objet connecte dans un batiment par localisation a chaque borne de positionnement

Info

Publication number
EP4314711A1
EP4314711A1 EP22718705.1A EP22718705A EP4314711A1 EP 4314711 A1 EP4314711 A1 EP 4314711A1 EP 22718705 A EP22718705 A EP 22718705A EP 4314711 A1 EP4314711 A1 EP 4314711A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
user
users
nodes
building
node
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22718705.1A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Abderrezak RACHEDI
Ahmed MEBARKI
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Universite Paris Est Creteil Val de Marne
Ecole Nationale des Ponts et Chaussess ENPC
Universite Gustave Eiffel
Universite de Marne la Vallee
Original Assignee
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Universite Paris Est Creteil Val de Marne
Ecole Nationale des Ponts et Chaussess ENPC
Universite Gustave Eiffel
Universite de Marne la Vallee
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Centre National de la Recherche Scientifique CNRS, Universite Paris Est Creteil Val de Marne, Ecole Nationale des Ponts et Chaussess ENPC, Universite Gustave Eiffel, Universite de Marne la Vallee filed Critical Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Publication of EP4314711A1 publication Critical patent/EP4314711A1/fr
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/20—Instruments for performing navigational calculations
    • G01C21/206—Instruments for performing navigational calculations specially adapted for indoor navigation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/26—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
    • G01C21/34—Route searching; Route guidance
    • G01C21/3407—Route searching; Route guidance specially adapted for specific applications

Definitions

  • the present invention relates to a method for locating users, and for guiding, depending on an event, in a building, the movements of users following paths leading to one or more given target locations, the guidance being adapted to each user. .
  • simulations are oriented towards the pre-disaster part to size the exit paths and exits (locations, widths, etc.): the case of the Olympic stadium in Beijing which had to be evacuated in 8 minutes in the event of an alert.
  • evacuation notifications generally follow predefined evacuation plans, regardless of the type and degree of threat or danger. This can lead people into dead ends (collapsed ceilings, destroyed stairs, blocked exits, etc.) or lead to more serious problems (lead to spaces with possible gas leaks and explosions).
  • the invention uses the current trend in the use of communication technologies, in particular the Internet of Things, immersive images and digital BIM models which have given rise to the idea of extracting the possible paths, for evacuation in the building in particular.
  • the objective of the invention is twofold:
  • the present invention is also based on the determination of zones/points of interest located at the points of bifurcations and/or intersections of user flows.
  • the identification of the real positions of the users is confirmed and assisted by the combination of immersive images (360) in the physical space which allow, by reference to the digital twin, to indicate to the user and to the server the current location of each user entering the "said" zones and near the “said” points of interest. It is then a matter of using connected objects, in the possession of the user, to guide him to his target destinations.
  • the invention makes it possible to remove in a certain way the ambiguities of positioning of the user, in particular indoors, by a certain determination, at the positioning terminals, of the presence of the user in front of the positioning terminal, by using the techniques of digital twin, spherical image, QR codes and beacons connected or not.
  • the present invention relates more specifically to a method for locating users and for updated guidance of the movements of the users in a building, which has at least closed spaces, delimited by obstacles to the movements of the users, said updated guidance being carried out according to 'an event in the building, following paths leading to one or more given target locations ("E", "S”, "W"), the guidance being adapted to each user, with objects connected in a wireless communication link with a remote resource server which is a control server accessible by a communication network.
  • a remote resource server which is a control server accessible by a communication network.
  • the building is defined as comprising at least one navigable space.
  • the method according to the invention is a method for locating users and for updating the movements of users in navigable spaces located in a building which has at least closed spaces, delimited by obstacles to the movements of the users, said updated guidance being carried out according to an event in the building modifying the navigable spaces, following paths leading to one or more given target places ("E", "S", "W") , said updated guidance being adapted to each user, the navigable spaces being automatically and dynamically updated, in real time, with connected objects (T, T') in wireless communication link with a remote resource server which is a server control (S) accessible by a communication network,
  • a remote resource server which is a server control (S) accessible by a communication network
  • the process presents the following steps: i- from a digital model of the building (BIM, CIM),
  • - calculation means connected to a control server automatically define and calculate nodes, the nodes being distributed between dispatcher nodes; and passage nodes, the passage nodes being points of a path to be taken by the users to move towards one or various given target places ("E", "S”, "W"), the nodes of passage each being associated with a dispatcher node; - the calculation means automatically calculate edges, each edge connecting two successive nodes by crossing spaces without encountering obstacles;
  • the calculation means connected to the control server assign, to each passage node, a waiting list of users, updated, from the user profiles, each user profile determining nodes and edges, specific to each profile, through which users can move;
  • the means of calculation automatically calculate, taking into account the obstacles, a directed acyclic graph (DAG) of displacement towards the target place or places, constituted with the nodes and the edges, ii- sensors communicating with the control server, and the calculation means detect an event automatically, semi-automatically or manually, and its actual location in the building, which is stored on the control server; iii- the calculation means identify with positioning terminals, the presence of each user located in the building, at a positioning terminal, the identification of the presence of the user being carried out by the interaction between the calculation means and the positioning terminal in front of which the user and/or the connected objects are located, without measuring the power of the reception signal of the connected objects, the positioning terminals being located at passage nodes with a higher degree of connectivity or equal to 3, and being location and/or guidance terminals, the positioning terminals having a position identified in the digital model of the building (BIM, CIM); iv- depending on the event, which leads to the inaccessibility of certain nodes of the directed acyclic graph (DAG),
  • the associated sub-graph (DODAG') per user is calculated using:
  • Identity of User Presence includes the location of the User at a location, or the location and identification of the User present at that location.
  • the “general objective function” makes it possible to optimize the waiting lists of the set of crossing nodes, in order to limit the travel time or distance (which in this case are the input parameters) of all users to the target location(s). To this end, to ensure total evacuation in an optimal time, a user could make a long detour and be redirected to a door further away than the closest one he would have taken if he had been the only user.
  • the input parameters can be considered as the flow parameters of people in the building
  • the object of the connected person and the control server allow, in front of each positioning terminal, the localization and/or the guidance of the user, and the positioning terminals exchange digitized or printed patterns with the user's connected object.
  • connected objects such as connected cameras
  • the invention makes it possible to locate unconnected objects, or users, by optimal deployment of connected cameras (optical signals, lasers, thermal, etc.).
  • the positioning terminals are terminals connected to the control server. They can then, for example, communicate to the latter the presence of the user. In another embodiment, the positioning terminals may not be connected to the control server. They can then, for example, exchange digitized or printed patterns with the connected object T of the person.
  • the invention makes it possible to locate connected objects (smartphones, tablets, trolleys, etc.) in a closed or open space by optimal deployment of unconnected positioning beacons (digitized or printed patterns: QR-codes, etc.).
  • two modes are considered: 1) automatic mode, 2) semi-automatic mode.
  • the automatic mode concerns the detection of the user by the positioning beacons connected with or without triangulation (beacons: BLE, UWB, WiFi, etc.).
  • the semi-automatic mode covers two possibilities:
  • the waiting list of users consists in determining the number of users in real time associated with the spaces through the dispatcher nodes (virtual nodes associated with the spaces and with the passage nodes).
  • the updating of information on the number and position of users in the spaces is sent to the server by the connected devices (smartphones, fixed cameras, etc.).
  • the devices rely on the positioning terminals (example: connected like the BLE/UWB beacons, or not connected like the QR codes) associated with the virtual nodes called “dispatchers”.
  • updating can also take into account events impacting navigation routes in real time (new obstacles, exclusion zones, detection of new authorized routes, etc.).
  • these updated waiting lists are used by the server in the path selection process (according to the objective functions) for each user.
  • the present invention also relates to a device suitable for implementing the aforementioned method according to any one of its various embodiments.
  • the present invention relates in particular to a device for locating users and guiding the movement of users in a building which has at least closed spaces, delimited by obstacles to the movement of users, said guidance being carried out according to a event in the building, following paths leading to one or more given target locations ("E", "S”, "W"), the guidance being adapted to each user, which presents:
  • a remote resource server which is a control server (S) accessible by a communication network;
  • - sensors communicating with the control server, and calculation means, detect an event automatically, semi-automatically or manually, and its actual location in the building, which is stored on the control server; at least one positioning terminal used to confirm the presence of the user which is transcribed into the digital model (BIM, CIM) by the control server,
  • - calculation means connected to the control server which are configured for: i- from a digital model of the building (BIM, CIM) - calculate nodes distributed between: dispatcher nodes, and passage nodes, the passage nodes being points of the path to be taken by the users to move towards the various target location(s) given ("E", "S”,”W”) avoiding obstacles;
  • DAG directed acyclic graph
  • the means of calculation identify with the terminals of positioning, the presence of each user located in the building, in front of the positioning terminal, the identification of the presence of the user being carried out by the interaction between the calculation means and the positioning terminal in front of which the user is located, and /or the connected objects, without measuring the power of the reception signal of the connected objects the positioning terminals being located at passage nodes with a degree of connectivity greater than or equal to 3, and being location and/or guidance terminals , the positioning terminal or terminals having a position identified in the digital model of the building (BIM, CIM); iv- calculate the so-called 'updated' directed acyclic graph (DAG') of displacement towards the target places according to the event which leads to the inaccessibility of certain nodes of the directed acyclic graph (DAG); v- transpose the positions of the users
  • the “general objective function” built from the “individual objective functions” of all the users, which presents as input the waiting lists of the users of each passage node for the whole building, and as output the sub-graphs (DODAG') of all users, the “general objective function” delivering, to each user, its sub-graph (DODAG') calculated to optimize all the “individual objective functions” of all the users; vii- the calculation means repeat the following steps ii to vi, in order to spatially and temporally update the guidance, at a given temporal frequency and adapted to the event,
  • FIG. 1 represents a process for calculating the DAG from a digital BIM model (for example with the IFC files in English “Industry Foundation Class”);
  • FIG. 3 represents the calculation process of the DODAG’ (empty), optimal or adapted and personalized path;
  • FIG. 4 represents the calculation of the optimal or adapted and personalized path DODAG';
  • DODAG' extracted from an objective function 1 (DODAG'1)
  • DODAG'2 the DODAG' extracted from an objective function 2
  • the nodes are represented by gray or white disks, node A being an example of a node belonging to DODAG'1 and DODAG'2;
  • FIG. 5 shows a sectional view of a building in an embodiment of the invention
  • FIG. 7 shows a perspective of the building: seen from the south side;
  • FIG. 8 shows a view of the floor "R1": observer located on the south side;
  • FIG. 9 shows a view of the "ground floor” floor: observer located on the south side;
  • FIG. 10 shows a "ground floor" level: hall and exit doors: observer to the east;
  • FIG. 11 shows a view of the access doors from floor “R1" to the ground floor “Rdc";
  • FIG. 12 shows a level "R1: rooms, hall, stairs, elevator and corridors;
  • FIG. 13 shows an "East” elevator and staircase: observer located on the "North-East” side;
  • FIG. 14 shows a "West” staircase: observer located on the “North-West”side;
  • FIG. 15 represents an elevator: doors “L1” and “L0” at levels “R1” and “Rdc”;
  • - Figure 16 shows nodes: “virtual” circles on the ground ("R1" + stairs + lift);
  • Edges segments in rooms, stairs, halls and elevator ("North" side view)
  • FIG. 19 shows a DAG: evacuation graph to the exits (seen from the South side);
  • FIG. 20 shows users at level "R1" of the building (view from the west side);
  • FIG. 21 shows users at the "ground floor” level of the building (view from the North-West side);
  • FIG. 22 shows a waiting list of exit doors: position according to the shortest distance to the door: view from the "South" side;
  • FIG. 23 shows a waiting list of passage nodes (door threshold) of rooms “r1w”, “r1m”, “rie”, “t1”: view from the "North” side;
  • - Figure 24 shows a waiting list at the passage nodes (door threshold) of the "R1" rooms: view from the "North”side;
  • - Figure 25 shows a room with 02 exits called “1” and “2", and containing 11 people “P: 1" to "P: 11”;
  • FIG. 28 shows a room with 02 exits called “1” and “2", and containing 99 people “P: 1” to "P: 99";
  • - Figure 30 shows the positions of the users after the second time step; - Figure 31 shows the last users before complete evacuation.
  • Module 1 Generation/Extraction of the connectivity graph from any position in the BIM (Building Information Model) (building, infrastructure, sports facilities, etc.).
  • BIM Building Information Model
  • Module 2 Calculation of subgraphs (set of possible paths to the various output gates, from any position), which are parts of the general graph (Module 1).
  • Module 4 Determination of the optimal trajectories for the individual, according to his profile, the potential paths and the positions of all the people to be evacuated.
  • Module 5 Guidance via the connected object by personalized interfaces/signals (image on screen, sound indication, directional vibrations on bracelets or canes, guidance by agent or light signals, drones or swarms of drones)
  • the method according to the invention has the following steps.
  • the process presents in a first step i, the following sub-steps carried out from a digital model of the building (BIM, CIM):
  • the calculation means M automatically define and calculate edges A, each edge connecting two successive nodes N, ND by crossing spaces without encountering obstacles; each edge A connecting two successive nodes by crossing spaces without encountering obstacles and without loss of visibility between two successive nodes; it is possible to take into account the "architectural" space delimited by the partitions and dividing walls, and also the truly “navigable" spaces within the "architectural spaces", taking into consideration the real obstacles and obstructions to the passages of the users , which can be objects or otherwise; thus the obstacles include partitions and walls but also objects or other obstructions to the passages of the users; thus the spaces have nodes and edges which are delimited by obstacles to the movements of the users; whether these obstacles are walls and/or objects or other, and are generated by the event or not;
  • the calculation means M connected to the control server S assign, to each passing node, an updated waiting list of users; from the user profiles, each user profile determining nodes and edges, specific to each profile, by which the users can move; for the categories of users who can use these passages (for example, a passage node adjoining a staircase or escalator cannot contain users such as people with reduced mobility (PRM) without specific support or equipment, to take these stairs or escalators; access and paths dedicated to authorized personnel such as evacuation and security officers, specific surfaces and navigation spaces for “mechanized users” such as robots and other automatons, etc.); - the calculation means M automatically calculate, taking into account the obstacles, an oriented acyclic graph (DAG) of displacement towards the target place or places, made up of the nodes N, Nü and the edges A,
  • DAG oriented acyclic graph
  • sensors C communicating with the control server S, and the computing means M detect an event automatically, semi-automatically or manually, and its real location, automatically, semi-automatically or manually, in the building , which is stored on the control server S;
  • the calculation means M identify with positioning terminals B, the presence of each user located in the building, in front of or near (a few meters) from the positioning terminal B, the identification of the presence of the user being produced by the interaction between the calculation means and the positioning terminal in front of which the user is located, and/or the connected objects T, T', without measuring the power of the reception signal of the connected objects T , T', the positioning terminals B being located at passage nodes with a degree of connectivity greater than or equal to 3, and being location and/or guidance terminals, the positioning terminals B having a position identified in the digital model of the building (BIM, CIM);
  • the calculation means M transpose the positions of the users to the positioning terminals B in the digital model and calculate the dispatcher node ND associated with each user and located closest to the user.
  • the calculation means M calculate an associated sub-graph (DODAG') per user which corresponds to the personalized path at each user to a given target location "E", "S", "W".
  • the associated sub-graph (DODAG') per user is calculated using:
  • the calculation means M guide each user to each positioning terminal B of the building, via their connected object T or connected objects T' or the positioning terminal B, to follow its associated subgraph (DODAG'), towards a given target location “E”, “S”, “W” via the other next positioning terminals.
  • the connected objects T' or the positioning terminals are connected or represent the same element.
  • the calculation means M also determine the position of the user in the building by triangulation from the measurement of the power of the connected objects (T, T'). Also advantageously, in this embodiment, the triangulation uses a learning step, during which the power of the reception signal of the connected object located at known positions in the building is measured as a function of the terminals B of wireless communication and in which the relationship of reception signal strength and position in the building is determined, for example with a KNN algorithm.
  • the calculation means (M) repeat the preceding steps ii to vi, to update the guidance spatially and temporally, of each user, of step vii, at a given temporal frequency and adapted to the event, and which is delivered to the user at or in front of each positioning terminal.
  • the user may have to have a target location that changes depending on the event, and the journey of other users.
  • the invention makes it possible to locate connected objects (smartphones, tablets, trolleys, etc.) in a closed or open space by optimal deployment of connected positioning beacons (radio signals: Bluetooth, UWB, Wifi, ZigBee, etc.).
  • connected positioning beacons radio signals: Bluetooth, UWB, Wifi, ZigBee, etc.
  • a closed space is a space defined as a space in which the user cannot connect via his object connected to the control server S, only by communication access terminals B installed in the building (local connection only) and in communication link with the control server S, unlike the open space in which the connection of the connected object of the user is possible either by communication access terminals B or by cellular.
  • the really "navigable" spaces are considered very precisely (taking into consideration the real obstacles and obstructions to the passages of the users: case of fixed or heavy furniture, steps of training courses, rows of benches and armchairs of places shows or amphitheatres, installations and equipment in factories and workshops, stands in halls and exhibition halls, by way of illustration; likewise, navigable spaces must exclude, in a dynamic manner evolving over time, certain perimeters in the cases of alerts and security measures around suspicious luggage or sources and leaks of harmful products or smoke in the event of fires, etc.); in addition, additional obstacles, which may arise due to any event (earthquakes, fires, physical threats, product leaks, etc.), are automatically and dynamically, in real time, taken into account for the updating of " truly navigable spaces”.
  • Nü dispatcher nodes are nodes that users can borrow. They are connected to the passage nodes N (which are the nodes through which the user must necessarily pass to exit).
  • the dispatcher nodes Nü are virtual nodes and it is the centroids (centralized management system) which supervise the space in which the dispatcher nodes are located.
  • the centroids have knowledge of the passage nodes to enter or leave space and have knowledge of all the users in terms of profiles and position in space.
  • the dispatcher nodes are physically or virtually linked by being the “controllers” of the space to the passage nodes N which are the nodes through which the users must pass to exit.
  • the "general objective function” outputs all the subgraphs (DODAG') of the users, calculated to optimize the input parameters (for example reducing the travel time and/or distance of all users), taking into account each of their profiles and their location in the building.
  • the "general objective” function therefore makes it possible to carry out for each user, among all the possible DODAG' of each user and determined by the "individual objective function", to select the DODAG', for each user of the group of users, allowing optimization of input parameters.
  • the “general objective function” delivers waiting lists of the set of nodes, varying in time and which are temporally optimized (here the smallest possible at each stage of displacement of the set of nodes). Users between two neighboring nodes) taking into account each profile and their location in the building (to authorize only certain movements or specific movement distances for given users).
  • a user could make a long detour and be redirected, due to the overall waiting time or conflicting trajectories in the case of crossed flows of people, towards a door farther away than the nearest one he would have taken if he had been the only user.
  • the optimization of the “general objective function” is carried out with one of the following strategies:
  • EX Objective Function it is used in the context of network transmission which is based on the number of packets transmitted and received (it measures the reliability of a communication link). In our case, it measures the reliability of a path in terms of flow (Omprakash Gnawali and Philip Levis, 2010).
  • the user profile may include the following information, with a view, for example, to calculating the personalized DODAG':
  • the event can be:
  • an emergency for example linked to the safety of persons, parcel bomb, fire, explosion, collapse of part of a structure, obstacle, threatening situation, exclusion zone, etc.
  • the method makes it possible to evacuate people to the target places which are exits, for example exits from the building or
  • normal for example search for comfort or routing to points of interest, for example shops, cultural centers, sports facilities, stations, airports, etc., make queues more fluid, guide delivery people to pick-up points, delivery/customers, or target locations such as show venues, etc.
  • target locations such as show venues, etc.
  • control server S by the means of calculation and the sensors determines the nature of the event and its real location in the building: a) automatically by algorithms and/or b) manually by input of user information which is sent to the control server S, in order to determine in the evacuation graph the nodes closest to the event.
  • references include:
  • the event detection sensors C that can be used can be of various types: camera, sniffer sensor, or the connected object itself.
  • the building has several floors, and in step vi, a sub-graph DODAG' is calculated from each passage node in all the floors connected to each other via the inter-floor passage nodes (stairs , ramps, escalators, elevators%) which is extracted from the global DAG graph to process any position in the building.
  • step vii the custom interfaces/signals in step vii are:
  • the sensors and the computing means (M) can determine the nature of the event and its actual location in the building: a) automatically or semi-automatically by algorithms and/or b) manually by input d user information which is sent to the control server (S), in order to determine, in the directed acyclic graph (DAG), the nodes (N) closest to the event.
  • S control server
  • DAG directed acyclic graph
  • the positioning terminals can be:
  • the communication network is associated with the positioning terminals: - “immersive” images (360 spherical, etc.) with navigation information (direction, direction) adapted to the user, sent to the connected object, or
  • ND dispatcher nodes can be centroid points in a space such as a room, hall, corridor...
  • Passage nodes can be doors, elevator entrances and exits, high and low points of ramps or stairs...
  • Nü dispatcher nodes makes it easier to pass through all the building's passage nodes for all users.
  • T connected objects can be chosen from the following list:
  • the connected objects T can be linked to the control server S with two different possible modes: “individual mode” or “group mode”.
  • the wireless communication terminals B can be fixed and/or mobile (on drones, users with sniffers or evacuation agent and assistant users).
  • the connected objects T can present an interface for manually entering the event and information by the users, which is sent to the control server S, in order to determine in the evacuation graph the nodes closest to the event.
  • the connected objects T can have means for notifying the users of the update of the path.
  • Notifications are information messages sent by the control server S to the connected objects T to inform them of updates on the evacuation route and/or the estimated time to evacuate the building.
  • the display of notifications is either textual or graphical, with new indications on the updated path.
  • the building can be of any type, for example: a school facility, a shopping center, a sports infrastructure, a concert hall, a "fan zone”.
  • the invention makes it possible to locate connected objects (smartphones, tablets, trolleys, etc.) in a closed or open space by optimal deployment of connected positioning beacons (radio signals: Bluetooth, UWB, Wifi, ZigBee, etc. ),
  • B The invention makes it possible to locate connected objects (smartphones, tablets, trolleys, etc.) in a closed or open space by optimal deployment of unconnected positioning beacons (digitized or printed patterns: QR-codes, etc.)
  • C The invention makes it possible to locate unconnected objects, or users, by optimal deployment of connected cameras (optical signals, lasers, thermal, etc.),
  • the invention makes it possible to identify and define all the sub-spaces representing a particular interest or a critical difficulty: intersections of routes, directional changes of flow, visual singularities (loss of visibility in a path), locations resources such as fire extinguishers in case of fires. These sub-spaces are called zones and/or points of interest,
  • the invention makes it possible to extract, automatically or semi-automatically, areas and points of interest for a given application, from digital models (BIM, IFC, etc.) or from a graph of connectivity representing spaces (closed or open),
  • the invention makes it possible to associate “immersive” images (spherical 360, etc.) with these zones and points of interest,
  • the invention makes it possible to transcribe the immersive images, in real time in the digital twin, in order to guide the user (or the automaton) on his route or to correct the trajectory towards his place of destination.
  • the optimization is based on:
  • Augmented Reality applications and AI capabilities to send videos and photos to the server, in streaming, in order to recognize the shooting position, based on knowledge of the location via the digital model.
  • the building chosen as an illustration includes:
  • Ground floor referred to as "Ground floor”
  • a door (on which the name of the room is inscribed) provides access to the hall.
  • the "Ground floor” floor contains, see Fig. 9:
  • a door (on which the name of the room is inscribed) provides access to the hall.
  • Nodes are "virtual" points. They are of two types, see Figs. 16 - 17:
  • ND dispatcher node it represents the geometric center of each of the various halls and rooms; this center is also called “centroid”.
  • crossing knot which represents:
  • Edges A bidirectional links except in special cases, are segments of virtual straight lines which connect two successive nodes without encountering any obstacles and without loss of visibility.
  • ND dispatcher node to "passage node”: the edge connects the "centroid" node of a room or hall to a passage node.
  • passage node to "passage node”: the edge connects the "threshold” node of a door to a passage node of a transfer surface.
  • DAG Directed Acyclic Graph
  • the graph consists of a sub-graph (in English "sub-DAG"
  • edges A which connect them to the dispatcher node ND (centroid) of the adjoining hall and communicating with these 4 rooms; it could also be represented by the edges A which would connect the 4 door threshold nodes directly to the door threshold nodes (“East” and “West”) and the staircase threshold node, without passing through the dispatcher node ND (centroid) of the lobby; here the edges A pass through the dispatcher node ND (centroid) because it was considered in this example that it was necessary to pass through this dispatcher node ND;
  • each door threshold node of the staircase (“East” and “West”) is connected by an edge to an extreme node of the upper landing;
  • each extreme node of the upper landing is connected by an edge to an extreme lower node of the staircase (lower landing);
  • each low node is connected by an edge to a threshold node of the access door to the hall of the "Ground floor”level;
  • the threshold node of the elevator door (level R1) is connected by an edge to the threshold node of the elevator door (level Rdc).
  • the graph consists of a sub-graph (in English "sub-DAG"
  • edges A which connect them to the dispatcher node ND ( centroid) of the hall adjoining and communicating with these 4 rooms and the transfer doors from level “R1" through the threshold nodes 'e1', 'w1' and 'L1'; it could also be represented by the edges A which would connect the 4 door threshold nodes directly to the door threshold nodes (“E”, “S” and “W”) and the staircase threshold node, without going through the dispatcher node ND (centroid) of the hall; here the edges A pass through the dispatcher node ND (centroid) because it was considered in this example that it was necessary to pass through this dispatcher node ND (centroid);
  • DODAG PAG oriented specific to each user
  • the DAG is global to the building: "nodes N, ND-edges A" graph. It depends on the architecture (distribution of spaces): it describes the paths from any place in the building to the exits.
  • the DODAG' specific to each user, is a portion of it (dynamic sub-graph), starting from the current position (user), to guide the user towards the most suitable exit (optimal guidance according to his profile and the crowds present ), see Table 1: 1. for the users of the 4 rooms on the "R1" floor, evacuation requires guiding them, first, to the closest passage nodes ("door threshold" node of their room). They therefore have access to the adjoining space, the hall on level "R1"("hallR1").
  • the waiting lists of the target nodes are established, from the positions of the users present in the hall "RO" (users associated with the dispatcher node Nü of the space: "hall RO"). Layer 1 of these lists then contains the list of people and their position, in terms of distance to reach the door.
  • a virtual mesh checkerboard (50cmx50cm) is projected onto the surface of the floors.
  • the users are placed in the center of the cells of the checkerboard. Their distance to the exit door can be expressed in terms of the number of squares separating the user from the door, in order to facilitate the illustration, see Fig. 22:
  • gate "L0" inherits the waiting list of the gate node (L1), from floor “R1", layer of immediately higher rank,
  • door "eO” inherits the waiting list of the node of door (e1), from floor “R1", layer of immediately higher rank.
  • the users are ranked therein according to the distance to the intermediate passage nodes concerned, which ordered lists are inherited step by step by the passage nodes until they arrive at the gates of exit from the building or from the retreat and shelter zones (case of persons with reduced mobility, for example, who must reach the zones which have been specially fitted out and dedicated to them).
  • two examples are chosen by way of illustration.
  • FIG. 30 - 31 A few positions, at arbitrarily chosen instants, are illustrated by Fig. 30 - 31.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Navigation (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un procédé de localisation et de guidage actualisé des déplacements des utilisateurs dans un bâtiment qui présente au moins des espaces fermés, délimités par des obstacles aux déplacements des utilisateurs, ledit guidage actualisé étant réalisé en fonction d'un évènement dans le bâtiment, suivant des chemins menant vers un ou plusieurs lieux cibles donnés, ledit guidage étant adapté à chaque utilisateur, avec des objets connectés en liaison de communication sans fil avec un serveur des ressources à distance qui est un serveur de contrôle accessible par un réseau de communication. L'invention concerne également le dispositif associé.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF DE GUIDAGE PAR OBJET CONNECTE DANS UN BATIMENT PAR LOCALISATION A CHAQUE BORNE DE POSITIONNEMENT
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention concerne un procédé de localisation d’utilisateurs, et de guidage, en fonction d’un évènement, dans un bâtiment, des déplacements des utilisateurs suivant des chemins menant vers un ou plusieurs lieux cibles donnés, le guidage étant adapté à chaque utilisateur.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Face aux risques naturels et technologiques, la sécurité des personnes constitue un important enjeu : à titre d’exemple, cas des incendies pour le cas des IGH (immeubles de grande hauteur ; par exemple, 2635 décès causés par les incendies aux USA en 2015) et des transports souterrains (métro).
Les modèles d’évacuation des foules sont largement abordés par la recherche.
Les simulations sont cependant orientées vers la partie pré-désastre pour dimensionner les chemins et les issues de sortie (emplacements, largeurs, etc..): cas du stade olympique de Pékin qui devait être évacué en 8 min en cas d’alerte.
Malgré la diversité des systèmes d’alerte actuels (systèmes sonores, systèmes d’affichage...), ces solutions ne sont pas toujours en mesure de fournir des instructions d’évacuation simples et efficaces (alerte en temps réel, itinéraire d’évacuation, mise à jour de ntinéraire selon évènements en temps réel, etc.).
Les principales raisons de ces limites sont :
- un manque de flexibilité : les notifications d’évacuation suivent généralement des plans d’évacuation prédéfinis, peu importe le type et le degré de menace ou danger. Cela peut conduire les gens dans des impasses (plafonds effondrés, escaliers détruits, sorties bloquées, etc.) ou engendrer des problèmes plus graves (conduire à des espaces avec des fuites de gaz et des explosions possibles).
- un manque de « discernement » et une panique : en situation de danger, les personnes se précipitent vers les mêmes sorties, ce qui entraîne une congestion au niveau de ces dernières, et ainsi un retard considérable lors de l’évacuation outre les chocs et bousculades.
- des instructions et informations insuffisantes : pour les personnes qui ne sont pas familières avec le bâtiment, les instructions d’évacuation peuvent ne pas être utiles, voire inutiles.
Certaines catastrophes graves (panne de courant, incendie, etc.) qui réduisent la visibilité peuvent aggraver la situation.
Il s’agit alors de mettre en place une nouvelle stratégie de résolution de la problématique, en plaçant l’utilisateur comme point central, afin de lui offrir les informations nécessaires et pertinentes au moment opportun pour mieux réagir à l’incident.
EXPOSE DE L'INVENTION
L’invention utilise la tendance actuelle à l’usage des technologies de la communication, notamment l’Internet des objets, les images immersives et des maquettes digitales BIM qui ont suscité l’idée d’extraire les chemins possibles, pour l’évacuation dans le bâtiment notamment.
L’objectif de l’invention est double :
- Il s’agit d’abord de repérer ou de confirmer la position d’un objet, connecté ou non connecté, et le sens de son déplacement dans un espace physique, en contextes Indoor ou Outdoor, lesquelles informations sont transcrites, en temps réel, dans le jumeau numérique de l’espace physique. - Il s’agit ensuite de guider et superviser les déplacements d’un usager ou de groupes d’usagers, voire d’automates dotés de capacités de reconnaissance et de repérage « visuels ».
La présente invention s’appuie, en outre, sur la détermination de zones/points d’intérêts situés aux points de bifurcations et/ou de croisement de flux d’usagers.
Il s’agit alors d’optimiser le déploiement de bornes/ancres/capteurs en vue d’assurer une continuité de « visibilité réelle ou virtuelle » afin de détecter et confirmer la présence de chaque usager, dans l’espace physique, et d’en traduire la position en temps réel dans l’espace virtuel (jumeau digital).
En ces zones/points d’intérêts, l’identification des positions réelles des usagers est confirmée et assistée par la combinaison d’images immersives (360) dans l’espace physique qui permettent, par référence au jumeau digital, d’indiquer à l’usager et au serveur l’emplacement courant de chaque usager entrant dans les « dites » zones et aux proximité des « dits » points d’intérêt. Il s’agit alors via les objets connectés, en possession de l’usager, de le guider vers ses destinations cibles.
Ainsi l’invention permet de lever de façon certaine des ambiguïtés de positionnement de l’utilisateur, notamment en indoor, par une détermination certaine, aux bornes de positionnement, de la présence de l’utilisateur devant la borne de positionnement, en utilisant les techniques de jumeau digital, image sphérique, QR codes et balises connectées ou non.
La présente invention concerne plus précisément un procédé de localisation d’utilisateurs et de guidage actualisé des déplacements des utilisateurs dans un bâtiment, qui présente au moins des espaces fermés, délimités par des obstacles aux déplacements des utilisateurs, ledit guidage actualisé étant réalisé en fonction d’un évènement dans le bâtiment, suivant des chemins menant vers un ou plusieurs lieux cibles donnés ("E", "S", "W"), le guidage étant adapté à chaque utilisateur, avec des objets connectés en liaison de communication sans fil avec un serveur des ressources à distance qui est un serveur de contrôle accessible par un réseau de communication.
Le bâtiment est défini comme comprenant au moins un espace navigable.
Ainsi plus précisément, dans un mode de réalisation, le procédé selon l’invention est un procédé de localisation d’utilisateurs et de guidage actualisé des déplacements des utilisateurs dans des espaces navigables situés dans un bâtiment qui présente au moins des espaces fermés, délimités par des obstacles aux déplacements des utilisateurs, ledit guidage actualisé étant réalisé en fonction d’un évènement dans le bâtiment modifiant les espaces navigables, suivant des chemins menant vers un ou plusieurs lieux cibles donnés ("E", "S", "W"), ledit guidage actualisé étant adapté à chaque utilisateur, les espaces navigables étant actualisés automatiquement et dynamiquement, en temps réel, avec des objets connectés (T, T’) en liaison de communication sans fil avec un serveur des ressources à distance qui est un serveur de contrôle (S) accessible par un réseau de communication,
Le procédé présente les étapes suivantes : i- à partir d’une maquette numérique du bâtiment (BIM, CIM),
- des moyens de calcul reliés à un serveur de contrôle définissent et calculent, de manière automatique, des nœuds, les nœuds se répartissant entre des nœuds dispatcheurs ; et des nœuds de passage, les nœuds de passage étant des points d’un chemin devant être emprunté par les utilisateurs pour se déplacer vers un ou divers lieux cibles donnés ("E", "S", "W"), les nœuds de passage étant chacun associés à un nœud dispatcheur ; - les moyens de calcul calculent, de manière automatique, des arêtes, chaque arête reliant deux nœuds successifs en traversant les espaces sans rencontrer les obstacles ;
- les moyens de calcul reliés au serveur de contrôle assignent, à chaque nœud de passage, une liste d’attente d’utilisateurs, actualisée, à partir des profils d’utilisateurs, chaque profil d’utilisateurs déterminant des nœuds et arêtes, spécifiques à chaque profil, par lesquels peuvent se déplacer les utilisateurs ;
- les moyens de calcul calculent automatiquement, en tenant compte des obstacles, un graphe orienté acyclique (DAG) de déplacement vers le ou les lieux cibles, constitué avec les nœuds et les arêtes, ii- des capteurs communiquant avec le serveur de contrôle, et les moyens de calcul , détectent un évènement automatiquement, semi-automatiquement ou manuellement, et sa localisation réelle dans le bâtiment, qui est stockée sur le serveur de contrôle ; iii- les moyens de calcul identifient avec des bornes de positionnement, la présence de chaque utilisateur situé dans le bâtiment, à une borne de positionnement, l’identification de la présence de l’utilisateur étant réalisée par l’interaction entre les moyens de calcul et la borne de positionnement devant laquelle se situent l’utilisateur, et/ou les objets connectés, sans mesurer la puissance du signal de réception des objets connectés, les bornes de positionnement étant situées à des nœuds de passage avec un degré de connectivité supérieur ou égal à 3, et étant des bornes de localisation et /ou de guidage, les bornes de positionnement ayant une position identifiée dans la maquette numérique du bâtiment (BIM, CIM) ; iv- en fonction de l’évènement, qui entraîne l’inaccessibilité de certains nœuds du graphe orienté acyclique (DAG), les moyens de calcul calculent un graphe orienté acyclique dit ‘actualisé’ (DAG’) de déplacement vers le ou les lieux cibles ("E", "S", "W"); v- les moyens de calcul transposent les positions des utilisateurs aux bornes de positionnement dans la maquette numérique et calculent le nœud dispatcheur associé à chaque utilisateur et situé le plus près de l’utilisateur ; vi- à partir du graphe orienté acyclique actualisé (DAG’) et du nœud dispatcheur associé à chaque utilisateur, les moyens de calcul calculent un sous-graphe associé (DODAG’) par utilisateur qui correspond au chemin personnalisé à chaque utilisateur vers un lieu cible donné ("E", "S", "W"), le sous-graphe associé (DODAG’) par utilisateur étant calculé à l’aide :
- d’une « fonction objectif individuelle » pour chaque nœud dispatcheur , basée sur le profil de l’utilisateur, construite pour :
• attribuer à chaque utilisateur, et actualiser tous les nœuds de passage associés au nœud dispatcheur, à proximité duquel se trouve l’utilisateur,
• constituer et actualiser des listes d’attente de chaque nœud de passage associé au nœud dispatcheur, pour l’utilisateur,
• constituer et actualiser des listes d’attente de chaque nœud de passage pour l’utilisateur dans l’ensemble du bâtiment, permettant d’obtenir un ou plusieurs sous-graphes associés (DODAG’) par utilisateur,
- d’une «fonction objectif générale» construite à partir des «fonctions objectif individuelles» de tous les utilisateurs, qui présente en entrée les listes d’attente de l’ensemble de chaque nœud de passage de l’ensemble du bâtiment de tous les utilisateurs, et en sortie les sous- graphes (DODAG’) associés de tous les utilisateurs, la « fonction objectif générale » délivrant à chaque utilisateur son sous-graphe (DODAG’) calculé pour optimiser l’ensemble des « fonctions objectif individuelles » de tous les utilisateurs, par rapport à des paramètres d’entrée, et les moyens de calcul réitèrent les étapes ii à vi, pour actualiser le guidage spatialement et temporellement, de chaque utilisateur, à une fréquence temporelle donnée et adaptée à l’évènement, vii- les moyens de calcul guident à chaque borne de positionnement chaque utilisateur via un objet connecté porté par l’utilisateur ou des objets connectés ou la borne de positionnement du bâtiment, à suivre son sous-graphe (DODAG’) associé, vers un lieu cible donné ("E", "S", "W").
Dans un mode de réalisation du procédé de l’invention, le sous-graphe associé (DODAG’) par utilisateur est calculé à l’aide :
- d’une « fonction objectif individuelle » basée sur le profil de l’utilisateur à chaque nœud dispatcheur (ND), exécutant les actions suivantes:
• attribuer à chaque utilisateur, et actualiser, tous les nœuds de passage (N) associés au nœud dispatcheur (ND), à proximité duquel se trouve l’utilisateur,
• constituer et actualiser des listes d’attente d’utilisateurs de chaque nœud de passage (N) associé au nœud dispatcheur (ND), pour ordonner le rang de l’utilisateur dans les listes d’attente d’utilisateurs,
• constituer et actualiser des listes d’attente d’utilisateurs de chaque nœud de passage (N), pour ordonner le rang de l’utilisateur dans les listes d’attente d’utilisateurs dans l’ensemble du bâtiment, permettant d’obtenir un ou plusieurs sous-graphes associés (DODAG’) par utilisateur,
« Identification de la présence de l’utilisateur » comprend la localisation de l’utilisateur à un endroit, ou la localisation et l’identification de l’utilisateur présent à cet endroit.
Par exemple, la «fonction objectif générale» permet d’optimiser les listes d’attente de l’ensemble des nœuds de passage , afin de limiter le temps ou la distance de parcours (qui sont dans ce cas les paramètres d’entrée) de l’ensemble des utilisateurs vers le ou les lieux cibles. A cet effet, pour assurer une évacuation totale en un temps optimal, un usager pourrait effectuer un long détour et être redirigé vers une porte plus lointaine que celle la plus proche qu’il aurait empruntée s’il avait été seul usager.
Ainsi, par exemple pour certaines applications, les paramètres d’entrée peuvent être considérés comme les paramètres d’écoulement des personnes dans le bâtiment
Dans un mode de réalisation, l’objet de la personne connecté et le serveur de contrôle permettent, devant chaque borne de positionnement, la localisation et /ou le guidage de l’utilisateur, et les bornes de positionnement échangent des patterns numérisés ou imprimés avec l’objet connecté de l’utilisateur.
Dans un autre mode de réalisation, des objets connectés, tels que des caméras connectées, sont configurés pour identifier des utilisateurs ou leur présence, à chaque borne de positionnement. L’invention permet de localiser des objets non connectés, ou des utilisateurs, par un déploiement optimal de caméras connectées (signaux optiques, lasers, thermiques...).
Dans un autre mode de réalisation, les bornes de positionnement sont des bornes connectées au serveur de contrôle. Elles peuvent alors, par exemple, communiquer à ce dernier la présence de l’utilisateur. Dans un autre mode de réalisation, les bornes de positionnement peuvent ne pas être connectées au serveur de contrôle. Elles peuvent alors, par exemple, échanger des patterns numérisés ou imprimés avec l’objet connecté T de la personne. L’invention permet de localiser des objets connectés (smartphones, tablettes, chariots...) dans un espace fermé ou ouvert par un déploiement optimal de balises non connectées de positionnement (patterns numérisés ou imprimés : QR-codes...).
Avantageusement, dans le but de positionner l’usager dans le bâtiment, deux modes sont considérés : 1 ) mode automatique, 2) mode semi-automatique.
Avantageusement, le mode automatique concerne la détection de l’usager par les balises de positionnement connectées avec ou sans triangulation (beacons : BLE, UWB, WiFi, etc).
Avantageusement, le mode semi-automatique couvre deux possibilités :
1) une borne non-connectée (cas de QR codes),
2) l’envoi par le serveur d’une image immersive préexistante (à proximité de la borne de positionnement et associée à cette borne de positionnement) suite à la détection d’une borne associée à la maquette afin d’assister l’usager à se repérer dans l’espace puis à confirmer manuellement sa position.
Avantageusement, la liste d’attente d’utilisateurs consiste à déterminer le nombre d’utilisateurs en temps réel associés aux espaces à travers les nœuds dispatcheurs (nœuds virtuels associés aux espaces et aux nœuds de passage). De préférence, l’actualisation de l’information sur le nombre et la position des utilisateurs dans les espaces est remontée au serveur par les appareils connectés (smartphones, caméras fixes, etc). Avantageusement, les appareils s’appuient sur les bornes de positionnement (exemple : connectés comme les balises BLE/UWB, ou non-connectés comme les QR codes) associées aux nœuds virtuels nommés « dispatcheurs ». De plus, l’actualisation peut prendre aussi en compte les évènements impactant en temps réel les itinéraires de navigation (nouveaux obstacles, zones d’exclusion, détection de nouveaux itinéraires autorisés, etc). Avantageusement, ces listes d’attentes actualisées sont utilisées par le serveur dans le processus de sélection du chemin (selon les fonctions objectifs) pour chaque utilisateur.
La présente invention concerne également un dispositif adapté à la mise en œuvre du procédé susmentionné selon l’un quelconque de ses différents modes de réalisations. Ainsi, La présente invention concerne notamment un dispositif de localisation d’utilisateurs et de guidage des déplacements des utilisateurs dans un bâtiment qui présente au moins des espaces fermés, délimités par des obstacles aux déplacements des utilisateurs, ledit guidage étant réalisé en fonction d’un évènement dans le bâtiment, suivant des chemins menant vers un ou plusieurs lieux cibles donnés ("E", "S", "W") le guidage étant adapté à chaque utilisateur, qui présente :
- un serveur des ressources à distance qui est un serveur de contrôle (S) accessible par un réseau de communication ;
- des capteurs communiquant avec le serveur de contrôle, et des moyens de calcul, détectent un évènement automatiquement, semi-automatiquement ou manuellement, et sa localisation réelle dans le bâtiment, qui est stockée sur le serveur de contrôle ; au moins une borne de positionnement servant à confirmer la présence de l’utilisateur qui est transcrite dans la maquette numérique (BIM, CIM) par le serveur de contrôle,
- des objets connectés en liaison de communication sans fil avec le serveur de contrôle,
- des moyens de calcul reliés au serveur de contrôle qui sont configurés pour : i- à partir d’une maquette numérique du bâtiment (BIM, CIM) - calculer des nœuds se répartissant entre : des nœuds dispatcheurs, et des nœuds de passage, les nœuds de passage étant des points du chemin devant être empruntés par les utilisateurs pour se déplacer vers le ou les divers lieux cibles donnés ("E", "S", "W") en évitant les obstacles ;
- calculer des arêtes, chaque arête reliant deux nœuds successifs en traversant les espaces sans rencontrer les obstacles
- assigner, à chaque nœud de passage, une liste d’attente d’utilisateurs, à partir de profils d’utilisateurs, chaque profil d’utilisateurs déterminant des nœuds et arêtes par lesquels peuvent se déplacer les utilisateurs ;
- calculer automatiquement un graphe orienté acyclique (DAG) de déplacement vers les lieux cibles, constitué avec les nœuds et les arêtes, et spécifique à chaque profil d’utilisateur, ii+iii- les moyens de calcul identifient avec les bornes de positionnement, la présence de chaque utilisateur situé dans le bâtiment, devant la borne de positionnement, l’identification de la présence de l’utilisateur étant réalisée par l’interaction entre les moyens de calcul et la borne de positionnement devant laquelle se situe l’utilisateur, et/ou les objets connectés, sans mesurer la puissance du signal de réception des objets connectés les bornes de positionnement étant situées à des nœuds de passage avec un degré de connectivité supérieur ou égal à 3 , et étant des bornes de localisation et /ou de guidage, la ou les bornes de positionnement ayant une position identifiée dans la maquette numérique du bâtiment (BIM, CIM) ; iv- calculer le graphe orienté acyclique dit ‘actualisé’ (DAG’) de déplacement vers les lieux cibles en fonction de l’évènement qui entraîne l’inaccessibilité de certains nœuds du graphe orienté acyclique (DAG) ; v- transposer les positions des utilisateurs dans la maquette numérique et calculent le nœud dispatcheur associé à chaque utilisateur et situé le plus près de l’utilisateur; vi- calculer, pour chaque utilisateur, un sous-graphe associé (DODAG’) qui correspond à un chemin personnalisé, à chaque utilisateur, vers un lieu cible donné ("E", "g», "W") vja |es bornes de positionnement, à partir du graphe orienté acyclique actualisé, et du nœud dispatcheur associé à chaque utilisateur, le sous-graphe (DODAG’) qui correspond au chemin personnalisé à chaque utilisateur vers un lieu cible donné ("E", "S", "W") via les bornes de positionnement, étant calculé à l’aide :
-d’une «fonction objectif individuelle» pour chaque nœud dispatcheur, basée sur le profil de l’utilisateur, construite pour :
• attribuer à chaque utilisateur, et actualiser tous ses nœuds de passage associés au nœud dispatcheur, à proximité duquel se trouve chaque utilisateur,
• constituer et actualiser pour l’utilisateur des listes d’attente de chaque nœud de passage associé au nœud dispatcheur,
• constituer et actualiser des listes d’attente de chaque nœud de passage pour l’utilisateur dans l’ensemble du bâtiment,
-d’une «fonction objectif générale» construite à partir des «fonctions objectif individuelles» de tous les utilisateurs, qui présente en entrée les listes d’attente des utilisateurs de chaque nœud de passage pour l’ensemble du bâtiment, et en sortie les sous-graphes (DODAG’) de tous les utilisateurs, la «fonction objectif générale» délivrant, à chaque utilisateur, son sous-graphe (DODAG’) calculé pour optimiser l’ensemble des « fonctions objectif individuelles », de tous les utilisateurs ; vii- les moyens de calcul réitèrent les étapes suivantes ii à vi, afin d’actualiser spatialement et temporellement le guidage, à une fréquence temporelle donnée et adaptée à l’évènement,
- les objets connectés des utilisateurs ou des objets connectés ou la borne de positionnement localisés dans le bâtiment, guident à chaque borne de positionnement chaque utilisateur, à suivre son sous-graphe (DODAG’) associé, vers un lieu cible donné ("E", "S", "W").
DESCRIPTION DES FIGURES
D’autres objectifs, caractéristiques et avantages sortiront de la description détaillée qui suit en référence aux dessins donnés à titre illustratif et non limitatif parmi lesquels :
- la figure 1 représente un processus de calcul du DAG à partir d’une maquette numérique BIM (par exemple avec les fichiers IFC en anglais « Industry Foundation Classe ») ;
- la figure 2 représente l’interaction entre le processus de calcul du DAG et les processus de localisation et du calcul du DODAG’ ;
- la figure 3 représente le processus de calcul du DODAG’ (à vide), chemin optimal ou adapté et personnalisé ;
- la figure 4 représente le calcul du DODAG’ chemin optimal ou adapté et personnalisé ; En pointillé le DODAG’ extrait d’une fonction objectif 1 (DODAG’1) et en trait plein le DODAG’ extrait d’une fonction objectif 2 (DODAG’2). Les nœuds sont représentés par les disques gris ou blanc, le nœud A étant un exemple de nœud appartenant au DODAG’1 et au DODAG’2 ;
- la figure 5 représente une vue en coupe d’une bâtiment dans un exemple de réalisation de l’invention;
- les figures 6a, 6b, 6c, 6d représentent le déplacement des individus sur les deux étages ;
- la figure 7 représente une perspective du bâtiment : vue depuis le côté Sud ;
- la figure 8 représente une vue de l'étage "R1" : observateur situé côté Sud ;
- la figure 9 représente une vue de l'étage "Rdc" : observateur situé côté Sud ;
- la figure 10 représente un niveau "Rdc" : hall et portes de sortie : observateur à l'Est ;
- la figure 11 représente une vue des portes d'accès de l'étage "R1" au rez-de- chaussée "Rdc" ;
- la figure 12 représente un niveau "R1 : salles, hall, escaliers, ascenseur et corridors ;
- la figure 13 représente un ascenseur et escalier "Est" : observateur situé côté "Nord- Est" ;
- la figure 14 représente un escalier "Ouest" : observateur situé côté "Nord-Ouest" ; la figure 15 représente un ascenseur : portes "L1 " et "L0" aux niveaux "R1 " et "Rdc" ; - la figure 16 représente des nœuds : cercles "virtuels" au sol ("R1" + escaliers + ascenseur) ;
- la figure 17 représente un ensemble des nœuds : "Rdc", "R1", escaliers et ascenseurs
(a) Nœuds dans salles, escaliers, hall, ascenseur et sorties (vue côté "Sud") ;
(b) Vue récapitulative de tous les nœuds du bâtiment (vue côté "Sud-Est") ;
- la figure 18 représente un ensemble des arêtes : "Rdc", "R1 ", escaliers et ascenseurs
(a) Arêtes : segments dans salles, escaliers, halls et ascenseur (vue côté "Nord")
(b) Vue globale des arêtes du bâtiment (vue côté "Sud-Ouest")
(c) Vue globale des arêtes du bâtiment (vue côté "Est") ;
- la figure 19 représente un DAG : graphe d'évacuation vers les sorties (vue du côté Sud) ;
- la figure 20 représente des usagers au niveau "R1 " du bâtiment (vue du côté Ouest) ;
- la figure 21 représente des usagers au niveau "Rdc" du bâtiment (vue du côté Nord- Ouest) ;
- la figure 22 représente une liste d'attente des portes de sortie : position selon la distance la plus courte à la porte : vue depuis côté "Sud" ;
- la figure 23 représente une liste d'attente des nœuds de passage (seuil de porte) des salles "r1w", "r1m", "rie", "t1" : vue depuis côté "Nord" ;
- la figure 24 représente une liste d'attente aux nœuds de passage (seuil de porte) des salles "R1" : vue depuis côté "Nord" ; - la figure 25 représente une salle comportant 02 issues dénommées "1" et "2", et contenant 11 personnes "P :1 " à "P :11 " ;
- la figure 26 représente des phases intermédiaires lors de l'évacuation ;
- la figure 27 représente les derniers usagers en évacuation ;
- la figure 28 représente une salle comportant 02 issues dénommées "1" et "2", et contenant 99 personnes "P :1 " à "P :99" ;
- la figure 29 représente les positions des usagers après au premier pas de temps ;
- la figure 30 représente les positions des usagers après au second pas de temps ; - la figure 31 représente les derniers usagers avant évacuation complète.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Le système est composé d’une architecture modulaire avec trois volets:
- Acquisition des données à base d’objets connectés (Bornes d’accès, Points de références, Capteurs).
- Application mobile/web qui permet à l’utilisateur/administrateur d’interagir avec le système (envoi d’informations et de notifications). - Services pour le traitement des données collectées, et la synchronisation de la base de données.
L’invention se décline en cinq modules complémentaires : Module 1 : Génération/Extraction du graphe de connectivité de toute position dans la maquette BIM (en anglais « Building Information Model ») (bâtiment, infrastructures, installations sportives, etc).
Module 2: Calcul des sous-graphes (ensemble des chemins possibles vers les diverses portes de sorties, à partir d’une position quelconque), qui sont des parties du graphe général (Module 1).
Module 3: Détermination/Localisation de chaque utilisateur connecté et situé dans l’ensemble à évacuer. Sa position (correspondance dans la maquette BIM) par référence à des ancres dans la maquette BIM et signaux radios (objet connecté vers ancres = bornes d’accès tells bornes Wifi).
Module 4: Détermination des trajectoires optimales pour l’individu, selon son profil, les chemins potentiels et les positions de l’ensemble des personnes à évacuer.
• Module 5: Guidage via l’objet connecté par interfaces/signaux personnalisés (image sur écran, indication sonore, vibrations directionnelles sur bracelets ou cannes, guidage par agent ou signaux lumineux, drones ou essaims de drones)
En d’autres termes, le procédé selon l’invention présente les étapes suivantes.
Le procédé présente dans une première étape i, les sous-étapes suivantes réalisées à partir d’une maquette numérique du bâtiment (BIM, CIM) :
- des moyens de calcul M reliés au serveur de contrôle S définissent et calculent, de manière automatique, des nœuds, les nœuds se répartissant entre des nœuds dispatcheurs ND ; et des nœuds de passage N, les nœuds de passage N étant des points d’un chemin devant être emprunté par les utilisateurs pour se déplacer vers un ou divers lieux cibles donnés Έ", "S", "W", les nœuds de passage N étant associés chacun à un nœud dispatcheur ND ;
- les moyens de calcul M définissent et calculent, de manière automatique, des arêtes A, chaque arête reliant deux nœuds N, ND successifs en traversant les espaces sans rencontrer les obstacles ; chaque arête A reliant deux nœuds successifs en traversant les espaces sans rencontrer les obstacles et sans perte de visibilité entre deux nœuds successifs ; il est possible de tenir compte de l’espace « architectural » délimité par les parois et murs de séparation, et aussi des espaces réellement « navigables » au sein des «espaces architecturaux », prenant en considération les réels obstacles et obstructions aux passages des utilisateurs, qui peuvent être des objets ou autres ; ainsi les obstacles comprennent des parois et murs mais aussi des objets ou autres obstructions aux passages des utilisateurs ; ainsi les espaces présentent des nœuds et arêtes qui sont délimités par des obstacles aux déplacements des utilisateurs ; que ces obstacles soient des murs et/ou des objets ou autres, et soient générés par l’évènement ou pas ;
- les moyens de calcul M reliés au serveur de contrôle S assignent, à chaque nœud de passage, une liste d’attente d’utilisateurs, actualisée ; à partir des profils d’utilisateurs, chaque profil d’utilisateurs déterminant des nœuds et arêtes, spécifiques à chaque profil, par lesquels peuvent se déplacer les utilisateurs ; pour les catégories d’usagers pouvant emprunter ces passages (à titre d’exemple, un nœud de passage attenant à un escalier ou escalator ne peut contenir des usagers tels que les personnes à mobilité réduites (PMR) sans accompagnements ou équipements spécifiques, pour emprunter ces escaliers ou escalators ; accès et chemins dédiés aux personnels habilités tels agents d’évacuation et de sécurité, des surfaces et espaces de navigation spécifiques pour des « usagers mécanisés » tels robots et autres automates, etc ) ; - les moyens de calcul M calculent automatiquement, en tenant compte des obstacles, un graphe orienté acyclique (DAG) de déplacement vers le ou les lieux cibles, constitué avec les nœuds N, Nü et les arêtes A,
Dans une étape ii, des capteurs C communiquant avec le serveur de contrôle S, et les moyens de calcul M, détectent un évènement automatiquement, semi- automatiquement ou manuellement, et sa localisation réelle, automatiquement, semi- automatiquement ou manuellement, dans le bâtiment, que l’on stocke sur le serveur de contrôle S ;
Dans une étape iii, les moyens de calcul M identifient avec des bornes de positionnement B, la présence de chaque utilisateur situé dans le bâtiment, devant ou à proximité (quelques mètres)de la borne de positionnement B, l'identification de la présence de l’utilisateur étant réalisée par l’interaction entre les moyens de calcul et la borne de positionnement devant laquelle se situe l’utilisateur, et/ou les objets connectés T, T’, sans mesurer la puissance du signal de réception des objets connectés T, T’, les bornes de positionnement B étant situées à des nœuds de passage avec un degré de connectivité supérieur ou égal à 3 , et étant des bornes de localisation et /ou de guidage, les bornes de positionnement B ayant une position identifiée dans la maquette numérique du bâtiment (BIM, CIM) ;
Dans une étape iv, en fonction de l’évènement, qui entraine l’inaccessibilité de certains nœuds N, Nüdu graphe orienté acyclique (DAG), les moyens de calcul M calculent un graphe orienté acyclique dit ‘actualisé’ (DAG’) de déplacement vers le ou les lieux cibles "E", "S", "W".
Dans une étape v, les moyens de calcul M transposent les positions des utilisateurs aux bornes de positionnement B dans la maquette numérique et calculent le nœud dispatcheur ND associé à chaque utilisateur et situé le plus près de l’utilisateur. Dans une étape vi, à partir du graphe orienté acyclique actualisé (DAG’) et du nœud dispatcheur ND associé à chaque utilisateur, les moyens de calcul M calculent un sous- graphe associé (DODAG’) par utilisateur qui correspond au chemin personnalisé à chaque utilisateur vers un lieu cible donné "E", "S", "W".
Le sous-graphe associé (DODAG’) par utilisateur est calculé à l’aide :
- d’une « fonction objectif individuelle » pour chaque nœud dispatcheur ND, basée sur le profil de l’utilisateur, construite pour :
• attribuer à chaque utilisateur, et actualiser tous ses nœuds de passage N associés au nœud dispatcheur ND, à proximité duquel se trouve chaque utilisateur,
• constituer et actualiser des listes d’attente de chaque nœud de passage N associé au nœud dispatcheur ND) pour l’utilisateur,
• constituer et actualiser des listes d’attente de chaque nœud de passage N pour l’utilisateur dans l’ensemble du bâtiment, permettant d’obtenir un ou plusieurs sous-graphes associés (DODAG’) par utilisateur,
- d’une «fonction objectif générale» construite à partir des «fonctions objectif individuelles» de tous les utilisateurs, qui présente en entrée les listes d’attente de l’ensemble de chaque nœud de passage (N) pour l’ensemble du bâtiment et pour tous les utilisateurs, et en sortie les sous-graphes (DODAG’) associés de tous les utilisateurs, la « fonction objectif générale » délivrant à chaque utilisateur son sous-graphe (DODAG’) calculé pour optimiser l’ensemble des « fonctions objectif individuelles » de tous les utilisateurs, par rapport à des paramètres d’entrée,
Dans une étape vii, les moyens de calcul M guident à chaque borne de positionnement B du bâtiment, chaque utilisateur, via son objet connecté T ou des objets connectés T’ ou la borne de positionnement B, à suivre son sous-graphe (DODAG’) associé, vers un lieu cible donné "E", "S", "W" via les autres prochaines bornes de positionnement.
A noter que parfois, avantageusement, mais de façon non limitative, les objets connectés T’ ou les bornes de positionnement sont connectés ou représentent le même élément.
Avantageusement, dans un mode de réalisation du procédé selon l’invention, les moyens de calcul M déterminent également la position de l’utilisateur dans le bâtiment par triangulation à partir de la mesure de la puissance des objets connectés (T, T’). De manière également avantageuse, dans ce mode de réalisation, la triangulation utilise une étape d’apprentissage, lors de laquelle est mesurée la puissance du signal de réception de l’objet connecté situé à des positions connues dans le bâtiment en fonction des bornes B de communication sans fil et lors de laquelle la relation puissance du signal de réception et position dans le bâtiment est déterminée, par exemple avec un algorithme KNN.
Les moyens de calcul (M) réitèrent les étapes précédentes ii à vi, pour actualiser le guidage spatialement et temporellement, de chaque utilisateur, de l’étape vii, à une fréquence temporelle donnée et adaptée à l’évènement, et qui est délivré à l’utilisateur à ou devant chaque borne de positionnement.
Ainsi, au cours du guidage, l’utilisateur peut être amené à avoir un lieu cible qui change en fonction de l’évènement, et du parcours des autres utilisateurs.
L’invention permet de localiser des objets connectés (smartphones, tablettes, chariots...) dans un espace fermé ou ouvert par un déploiement optimal de balises connectées de positionnement (signaux radios : Bluetooth, UWB, Wifi, ZigBee...).
Un espace fermé est un espace défini comme un espace dans lequel l’utilisateur ne peut se connecter via son objet connecté au serveur de contrôle S, uniquement par des bornes B d’accès de communication installées dans le bâtiment (connexion uniquement en local) et en liaison de communication avec le serveur de contrôle S, à l’inverse de l’espace ouvert dans lequel la connexion de l’objet connecté de l’utilisateur est possible soit par des bornes B d’accès de communication soit en cellulaire.
Dans la présente invention, il est considéré de manière bien précise les espaces réellement « navigables » (prenant en considération les réels obstacles et obstructions aux passages des usagers : cas du mobilier fixe ou lourd, gradins de stages, rangées de bancs et fauteuils de lieux de spectacles ou amphithéâtres, installations et équipements dans les usines et ateliers, stands dans salles et halls d’exposition, à titre d’illustration ; de même, les espaces navigables doivent exclure, de manière dynamique évoluant dans le temps, certains périmètres dans le cas d’alertes et de mesures de sécurité aux alentours de bagages suspects ou de sources et fuites de produits nocifs ou fumées dans le cas d’incendies, etc) ; en outre, les obstacles additionnels, qui peuvent survenir du fait d’un évènement quelconque (séismes, incendies, menaces physiques, fuites de produits, etc), sont automatiquement et dynamiquement, en temps réel, pris en compte pour l’actualisation des « espaces réellement navigables ».
Les nœuds dispatcheur Nü sont des nœuds que peuvent emprunter les utilisateurs. Ils sont reliés aux nœuds de passage N (qui sont les nœuds par lesquels il faut forcément passer pour l’utilisateur pour sortir).
Avantageusement, les nœuds dispatcheurs Nü sont des nœuds virtuels et ce sont les centroïdes (système de gestion centralisé) qui supervisent l’espace dans lequel les nœuds dispatcheurs se trouvent. Les centroïdes ont une connaissance des nœuds de passage pour entrer ou sortir de l’espace et ont une connaissance de l’ensemble des utilisateurs en termes de profils et de position dans l’espace. Les nœuds dispatcheurs sont reliés physiquement ou virtuellement en étant les « contrôleurs » de l’espace aux nœuds de passage N qui sont les nœuds par lesquels les utilisateurs doivent passer pour sortir. En d’autres termes, selon la pertinence ou les exigences de considérer les utilisateurs individuellement ou par groupes (ou foule entière), la «fonction objectif générale» délivre en sortie tous les sous-graphes (DODAG’) des utilisateurs, calculés pour optimiser les paramètres d’entrée (par exemple réduire le temps et/ou distance de parcours de tous les utilisateurs), en tenant compte de chacun de leur profil et de leur localisation dans le bâtiment.
La fonction « objectif générale » permet donc d’effectuer pour chaque utilisateur, parmi tous les DODAG’ possibles de chaque utilisateur et déterminés par la « fonction objectif individuel », de sélectionner les DODAG’, pour chaque utilisateur du groupe d’utilisateurs, permettant l’optimisation des paramètres d’entrée.
En d’autres termes, la «fonction objectif générale» délivre des listes d’attente de l’ensemble des nœuds, variant dans le temps et qui sont temporellement optimisées (ici les plus petites possibles à chaque étape de déplacement de l’ensemble des utilisateurs entre deux nœuds voisins) en tenant compte de chaque profil et de leur localisation dans le bâtiment (pour n’autoriser que certains déplacements ou des distances de déplacements spécifiques pour des utilisateurs donnés). A titre d’exemple, pour assurer une évacuation totale en un temps optimal, un usager pourrait effectuer un long détour et être redirigé, du fait du temps d’attente global ou de conflit de trajectoires dans le cas de flux croisés de personnes, vers une porte plus lointaine que celle, la plus proche, qu’il aurait empruntée s’il avait été seul usager. Avantageusement, l’optimisation de la « fonction objectif générale » est réalisée avec l’une des stratégies suivantes :
-linéaire (max) ;
-« MRHOF » (en anglais « Minimum Rank with Hystérésis Objective Function ») ; fonction objective du rang minimum avec Hystérésis. Cette fonction est standardisée par l’IETF (acronyme anglais « Internet Engineering Task Force ») sous forme d’une RFC (acronyme anglais « Request For Comments ») numéro : 6719 ; une référence de publication est Omprakash Gnawali and Philip Levis. (2012).
-« ETX Objective Function » ; elle est utilisée dans le contexte de transmission réseau qui se base sur le nombre de paquets transmis et reçus (elle mesure la fiabilité d’un lien de communication). Dans notre cas, elle mesure la fiabilité d’un chemin en termes de flux (Omprakash Gnawali and Philip Levis, 2010).
-stratégie min max ; c’est la stratégie qui consiste à minimiser la perte maximum (c'est- à-dire dans le pire scénario). Cette stratégie est très connue dans les problèmes d’optimisation et de recherche opérationnelle ; une référence possible est C. Jorgensen and S. Powell (1987).
On peut aussi utiliser une logique floue pour optimiser la « fonction objectif générale ».
Avec une fonction objectif individualisée, au niveau Nœud dispatcheur ND (vertex : Vj , j étant l’indice du nœud)», où a= valeur d’appartenance le vecteur poids relatifs pour normalisation avec les intervalles de valeurs des paramètres :
- mimin la plus petite valeur possible de r ,
- mi10 la limite inférieure pour commencer à considérer rm,
- mihi la limite supérieure avant de considérer seulement rm,
- mimax la valeur maximale possible de rrn, et l’optimum sous contraintes par la «fonction objectif générale» correspondant à toute l’arborescence à partir des fonctions sur chaque Nœud dispatcheur ND « vertex : Vj ».
Avantageusement, le profil des utilisateurs peut comporter les informations suivantes, en vue, par exemple, de calculer le DODAG’ personnalisé :
-catégorie de mobilité : Personne à Mobilité Réduite, enfant ;
-âge de l’utilisateur;
-présence d’autres utilisateurs spécifiques (donnés ou faisant partie de sa famille ou d’un groupe) ;
-profils différenciés (par exemple non voyant ; non entendant ; claustrophobes etc...). L’évènement peut être :
- une urgence (par exemple liée à la sécurité des personnes, colis piégé, feu/incendie, explosion, écroulement d’une partie d’un ouvrage, obstacle, situation menaçante, zone d’exclusion, etc...), et le procédé permet d’évacuer les personnes vers les lieux cibles qui sont des sorties, par exemple des sorties du bâtiment ou
-dit normal (par exemple recherche de confort ou acheminement vers des points d’intérêt, par exemple des magasins, centres culturels, installations sportives, gares, aéroports..., fluidifier les files d’attente, guider les livreurs vers les points de livraison/clients, ou des emplacements cibles tels lieux de spectacle..) et le procédé permet d’acheminer les utilisateurs vers les lieux cibles.
Selon la nature des évènements et la possibilité de collecte via objets connectés ou par signalement des usagers, dans l’étape ii, le serveur de contrôle S par les moyens de calcul et les capteurs détermine la nature de l’évènement et sa localisation réelle dans le bâtiment : a) automatiquement par des algorithmes et/ou b) manuellement par entrée d’informations des utilisateurs qui sont envoyées au serveur de contrôle S, afin de déterminer dans le graphe d’évacuation les nœuds les plus proches de l’évènement.
Il y a plusieurs techniques de détection des anomalies à partir par exemple de la vidéo surveillance.
Deux approches utilisées sont :
1) basées sur l’analyse des trajectoires,
2) basées sur analyse des Pixels.
On peut citer comme exemples de références :
-H. Wang et al. (2011 ), S. Cosar et al. (2016).
Pour les algorithmes de détection des incendies, on peut considérer les références suivantes :
1- A partir des images/vidéo : e.g. E. Cetin et al. (2013).
2- A partir des capteurs C renifleurs : e.g. J. Fonollosa et al. (2018).
Les capteurs C de détection de l’évènement utilisables peuvent être de divers types: caméra, capteur renifleur, ou l’objet connecté lui-même.
Il s’agit donc de l’ensemble des capteurs C physiques (comme de détection des feux, des gaz toxiques, etc...), mais aussi des capteurs C virtuels qui sont des algorithmes de fusion et d’analyse de données (scalaires ou multimédia). Par exemple, détection de singularité à partir d’une analyse d’image ou de vidéo. Souvent, on fait appel à des techniques d’apprentissage et d’intelligence artificielle Dans une réalisation, le bâtiment présente plusieurs étages, et dans l’étape vi on calcule, à partir de chaque nœud de passage, un sous-graphe DODAG’ dans tous les étages connectés entre eux via les nœuds de passage inter-étages (escaliers, rampes, escalators, ascenseurs...) qui est extrait du graphe DAG global pour traiter toute position dans le bâtiment.
Selon le cas le plus avantageux ou le plus pertinent, les interfaces/signaux personnalisés de l’étape vii sont :
-des images sur écran,
-par réalité virtuelle et augmentée (RVA),
-indication sonore, vibrations directionnelles sur bracelets ou cannes, guidage par agent ou signaux lumineux, drones ou essaims de drones
Dans l’étape ii, les capteurs et les moyens de calcul (M) peuvent déterminer la nature de l’évènement et sa localisation réelle dans le bâtiment : a) automatiquement ou semi automatiquement par des algorithmes et/ou b) manuellement par entrée d’informations des utilisateurs qui sont envoyées au serveur de contrôle (S), afin de déterminer, dans le graphe orienté acyclique (DAG), les nœuds (N) les plus proches de l’évènement.
Les bornes de positionnement peuvent être :
-situées à des zones ou des points d’intérêt telles que des intersections d’itinéraires, des changements directionnels de flux, des singularités visuelles (perte de visibilité dans un cheminement), des emplacements de ressources telles des extincteurs en cas d’incendies ; et
- sont extraites et calculées à partir des maquettes numériques ou d’un graphe de connectivité représentant les espaces fermés ou ouvert.
Selon le cas le plus avantageux ou le plus pertinent, on associe dans le réseau de communication aux bornes de positionnement : - des images « immersives » (sphériques 360...) avec une information de navigation (direction, sens) adaptée à l’utilisateur, envoyées à l’objet connecté, ou
- des images remontées par l’objet connecté au serveur et dans lesquelles est ajoutée une information de navigation,
Les nœuds dispatcheurs ND peuvent être des points centroïdes dans un espace tel une salle, hall, couloir...
Les nœuds de passage peuvent être des portes, entrées et sorties d’ascenseur, points hauts et bas de rampes ou d’escaliers...
La distinction entre nœuds dispatcheurs Nü et nœuds de passage permet de fluidifier les passages sur tous les nœuds de passage du bâtiment pour tous les utilisateurs.
Les objets connectés T peuvent être choisis parmi la liste suivante :
- Smartphone,
- Libre scannage (self-scanning) connecté,
- Canne connectée (avec dispositif de vibration),
- Fauteuil roulant connecté,
- Tablette,
- Ecran connecté,
- Lunette connectée (lunette de RV/RA),
- Bracelet connecté (avec dispositif de vibration, et écran),
- Capteur connecté lumineux,
- Dispositifs de communication pour les agents de sécurité/d’évacuation,
- Robot connecté (doté d’un écran pour le guidage visuel ou vocal),
- Drone connecté (doté d’un écran pour le guidage visuel ou vocal).
Les objets connectés T peuvent être reliés au serveur de contrôle S avec deux modes possibles différenciés : « mode individuel » ou « mode groupe ». Les bornes B de communication sans fil peuvent être fixes et/ou mobiles (sur des drones, des utilisateurs avec des renifleurs ou des utilisateurs agents et assistants d’évacuation). Les objets connectés T peuvent présenter une interface pour entrer manuellement l’évènement et des informations par les utilisateurs, qui sont envoyés au serveur de contrôle S, afin de déterminer dans le graphe d’évacuation les nœuds les plus proches de l’évènement. Les objets connectés T peuvent présenter des moyens pour notifier, aux utilisateurs, la mise à jour du chemin.
Les notifications sont des messages d’information envoyés par le serveur de contrôle S vers les objets connectés T pour les informer des mises à jour sur le trajet d’évacuation ou/et du délai estimé pour évacuer le bâtiment. L’affichage des notifications est soit textuel, ou graphique, avec les nouvelles indications sur le chemin actualisé.
Le bâtiment peut être de tout type, par exemple : une installation scolaire, un centre commercial, une infrastructure sportive, une salle de concert, une « fan zone ».
Les avantages de l’invention
A : L’invention permet de localiser des objets connectés (smartphones, tablettes, chariots...) dans un espace fermé ou ouvert par un déploiement optimal de balises connectées de positionnement (signaux radios : Bluetooth, UWB, Wifi, ZigBee...),
B : L’invention permet de localiser des objets connectés (smartphones, tablettes, chariots...) dans un espace fermé ou ouvert par un déploiement optimal de balises non connectées de positionnement (patterns numérisés ou imprimés : QR-codes...), C : L’invention permet de localiser des objets non connectés, ou des usagers, par un déploiement optimal de caméras connectées (signaux optiques, lasers, thermiques...),
D : L’invention permet d’identifier et de définir l’ensemble des sous-espaces représentant un intérêt particulier ou une difficulté critique : intersections d’itinéraires, changements directionnels de flux, singularités visuelles (perte de visibilité dans un cheminement), emplacements de ressources telles des extincteurs en cas d’incendies. Ces sous-espaces sont dits zones et/ou points d’intérêt,
E : L’invention permet d’extraire, de manière automatique ou semi-automatique, des zones et des points d’intérêt pour une application donnée, à partir des maquettes numériques (BIM, IFC...) ou d’un graphe de connectivité représentant les espaces (fermés ou ouverts),
F : L’invention permet d’associer à ces zones et points d’intérêt des images « immersives » (sphériques 360...),
G : L’invention permet de transcrire les images immersives, en temps réel dans le jumeau numérique, en vue de guider l’usager (ou l’automate) sur son itinéraire ou d’en corriger la trajectoire vers son lieu de destination.
L’optimisation se base sur :
- Le degré de connectivité des nœuds, dans le graphe de navigation : connectivité supérieure à un seuil donné (3 pour tenir compte des bifurcations ; 2 en cas d’obligation de garantir la visibilité permanente).
- L’importance des nœuds (dans zones et aux points d’intérêt) au regard de l’application : disponibilité des dispositifs, moyens et ressources requis par l’application : extincteurs en cas d’incendie, à titre d’illustration, zone de regroupement ou de repli (cas des PMR ou groupes spécifiques). L’association et la transcription des images immersives dans le jumeau numérique et le graphe de l’itinéraire se basent sur deux modes complémentaires que sont :
- les applications existantes de Réalité Augmentée et les capacités d’IA pour envoyer au serveur les vidéos et photos, en streaming, en vue de reconnaître la position de prise de vues, à partir de la connaissance des lieux via la maquette digitale.
- Le parsing des photos sur le jumeau digital à partir de la position identifiée, via les balises connectées ou non connectées, pour assister la navigation.
Exemple de Bâtiment choisi en guise d'illustration
Le bâtiment choisi en guise d'illustration comporte :
1. Deux étages, voir Fig. 6 :
(a) Rez de chaussée, dénommé "Rdc" ;
(b) Un étage supérieur, dénommé "R1"
2. L'étage "R1" contient, voir Fig. 8 :
(a) 4 salles dénommées "r1w", "r1 m", "rie" (situées, respectivement, côté "Ouest", "Milieu", "Est") et "t1" qui sert de local technique.
Depuis chacune des 4 salles, une porte (sur laquelle est inscrit le nom de la salle) permet d'accéder au hall.
(b) Un hall qui permet ensuite d'accéder au niveau inférieur "Rdc" en passant par 3 chemins possibles en empruntant, voir Fig. 11 : i. soit la porte d'accès "Est", dénommée "e1 ", ii. soit la porte d'accès "Ouest", dénommée "w1", iii. soit la porte de l'ascenseur, dénommée "L1 ".
3. L'étage "Rdc" contient, voir Fig. 9 :
(a) 4 salles dénommées "rOw", "rOm", "rOe" (situées, respectivement, côté "Ouest", "Milieu", "Est") et "tO" qui sert de local technique.
Depuis chacune des 4 salles, une porte (sur laquelle est inscrit le nom de la salle) permet d'accéder au hall.
(b) Un hall qui permet ensuite d'accéder à l'extérieur du bâtiment en empruntant, voir Fig. 10 : i. soit la porte de sortie "Est", dénommée "E", ii. soit la porte de sortie "Ouest", dénommée "W", iii. soit la porte de sortie "Sud", dénommée "S".
4. Deux escaliers, voir Fig. 12 :
(a) l'escalier "Est" qui est emprunté en sortant du niveau "R1" (porte "e1") pour redescendre vers un corridor au rez-de-chaussée qui débouche dans le hall du rez- de-chaussée en empruntant la porte dénommée "eO", voir Fig. 13 ;
(b) l'escalier "Ouest" qui est emprunté en sortant du niveau "R1" (porte "w1") pour redescendre vers un corridor au rez-de-chaussée qui débouche dans le hall du rez- de-chaussée en empruntant la porte dénommée "wO", voir Fig. 14 ;
5. Un ascenseur, voir Fig. 15 :
(a) dont la porte au niveau "R1" est dénommée "L1" ;
(b) dont la porte au niveau "R0" est dénommée "L0".
Extraction des nœuds et arêtes A
Nœuds Les nœuds sont des points "virtuels". Ils sont de deux types, voir Figs. 16 - 17 :
1 . nœud dispatcheur ND : il représente le centre géométrique de chacun des divers halls et salles ; ce centre est aussi appelé "centroïde". 2. nœud de passage, qui représente :
(a) un seuil de porte (salle, ascenseur, hall),
(b) un point en extrémité de palier d'escalier (point haut ou bas). Arêtes A
Les arêtes A, liaisons bidirectionnelles sauf cas particuliers, sont des segments de droites virtuelles qui relient deux nœuds successifs sans rencontrer d'obstacles et sans perte de visibilité.
Elles sont définies selon la méthodologie suivante, voir Fig. 18 :
1. "nœud dispatcheur ND" à "nœud de passage" : l'arête relie le nœud "centroïde" d'une salle ou hall à un nœud de passage.
2. "nœud de passage" à "nœud de passage" : l'arête relie le nœud "seuil" d'une porte à un nœud de passage d'une surface de transfert.
A titre d'exemple, on peut considérer les cas suivants, pour les surfaces de transferts :
(a) nœuds seuils des portes d'un niveau au suivant, dans le cas d'ascenseurs, par exemple.
(b) nœuds d'extrémité ou intermédiaires des paliers et palées, dans le cas d'escaliers, rampes d'accès ou escalators, par exemple.
NOTA : Il convient de remarquer, qu'en réalité, ces surfaces de transferts peuvent être, elles-mêmes, définies comme des espaces (cas de corridors), dans les maquettes digitales (BIM ou CIM).
Dans ce cas, les points extrêmes (points "haut", "bas", "intermédiaire") seront considérés comme des "nœuds de passage" reliés aux nœuds dispatcheur NDS des espaces intermédiaires (leurs centroïdes). DAG : Graphe orienté acvclique (en anqlais « Directed Acvclic Graph »)
Le Graphe orienté acyclique (DAG) est défini par l'arborescence entièrement constituée des "nœuds" et des "arêtes A" les reliant deux à deux, voir Fig. 19 :
1. A l'étage "R1", le graphe est constitué d'un sous-graphe (en anglais « sub-DAG »
"R1"), défini comme suit :
(a) en extrémité du DAG, il y a les 4 nœuds centroïdes des salles "r1w", "r1 m", "rie" et ‘t1’
(b) 4 arêtes A les relient aux nœuds de passage (seuils des portes de chacune de ces 4 salles) ;
(c) de ces 4 nœuds seuils des portes, partent alors 4 arêtes A qui les relient au nœud dispatcheur ND (centroïde) du hall attenant et communiquant avec ces 4 salles ; il pourrait être représenté aussi par les arêtes A qui relieraient les 4 nœuds seuils des portes directement vers les nœuds seuil de porte ("Est” et "Ouest”) et le nœud seuil escalier, sans passer par le nœud dispatcheur ND (centroïde) du hall ; ici les arêtes A passent par le nœud dispatcheur ND (centroïde) car il a été considéré dans cet exemple qu’il fallait passer nécessairement par ce nœud dispatcheur ND ;
(d) de ce nœud dispatcheur ND partent 3 arêtes A qui le relient aux 3 portes permettant d'accéder au niveau "Rdc", à savoir par un transfert via l'ascenseur, l'escalier "Est" et l'escalier "Ouest" par les nœuds seuils ‘e1 ’, ‘w1 ’ et ‘L1
2. Pour le transfert de l'étage "R1" vers le rez-de-chaussée "Rdc", le graphe comporte un sous-graphe (en anglais « sub-DAG » "R1 to Rdc"), défini comme suit :
(a) chaque nœud seuil de porte de l'escalier ("Est" et "Ouest") est relié par une arête à un nœud extrême du palier supérieur ;
(b) chaque nœud extrême du palier supérieur est relié par une arête à un nœud extrême bas de l'escalier (palier inférieur) ;
(c) chaque nœud bas est relié par une arête à un nœud seuil de la porte d'accès au hall du niveau "Rdc" ; (d) le nœud seuil de la porte d'ascenseur (niveau R1) est relié par une arête au nœud seuil de la porte d'ascenseur (niveau Rdc).
3. Au niveau "Rdc", le graphe est constitué d'un sous-graphe (en anglais « sub-DAG »
"Rdc"), défini comme suit :
(a) en extrémité du DAG, il y a les 4 nœuds centroïdes des salles "rOw", "rOm", "rOe" et "tO” ;
(b) 4 arêtes A les relient aux nœuds de passage (seuils des portes de chacune de ces 4 salles) ;
(c) de ces 4 nœuds seuils des portes et des 3 portes d'accès depuis le niveau "R1" (nœuds "eO", "wO" et "L0") partent alors 7 arêtes A qui les relient au nœud dispatcheur ND (centroïde) du hall attenant et communiquant avec ces 4 salles et les portes de transfert depuis le niveau "R1 " par les nœuds seuils ‘e1 ’, ‘w1 ’ et ‘L1 ’ ; il pourrait être représenté aussi par les arêtes A qui relieraient les 4 nœuds seuils des portes directement vers les nœuds seuil de porte ("E” , "S” et "W”) et le nœud seuil escalier, sans passer par le nœud dispatcheur ND (centroïde) du hall ; ici les arêtes A passent par le nœud dispatcheur ND (centroïde) car il a été considéré dans cet exemple qu’il fallait passer nécessairement par ce nœud dispatcheur ND (centroïde);
(d) de ce nœud dispatcheur ND partent 3 arêtes A qui le relient aux 3 nœuds seuils des portes ("E", "S", "W") permettant de quitter le bâtiment.
USAGERS : nœuds dispatcheurs Np associés
En guise d'illustration, divers utilisateurs (USAGERS) dont des PMR (Personnes à Mobilité Réduite) sont arbitrairement positionnés dans le bâtiment, voir Fig. 21. De ce fait, leur position étant localisée dans un espace (salle, hall, corridor), elles sont alors associées au nœud dispatcheur ND (centroïde) de cet espace, i.e. :
1. A l'étage "R1", les utilisateurs sont identifiés dans les positions illustrées en Fig. 20: (a) les deux personnes se trouvant en salle "r1w", y étant localisées, sont associées au nœud dispatcheur ND (centroïde) de cette salle "r1w" ;
(b) les deux personnes se trouvant en salle "r1 m", y étant localisées, sont associées au nœud dispatcheur Nüde cette salle "r1 m" ;
(c) les trois personnes se trouvant en salle "rie", y étant localisées, sont associées au nœud dispatcheur Nüde cette salle "rie" ;
(d) les deux personnes, dont une PMR, se trouvant en salle "t1 ", y étant localisées, sont associées au nœud dispatcheur Nüde cette salle "t1" ;
(e) les cinq personnes, dont une PMR, se trouvant dans le hall de cet étage, y étant localisées, sont associées au nœud dispatcheur Nüde cet espace de hall.
2. A l'étage "Rdc", les utilisateurs sont identifiés dans les positions illustrées en Fig. 21 :
(a) les deux personnes se trouvant en salle "rOw", y étant localisées, sont associées au nœud dispatcheur ND (centroïde) de cette salle "rOw" ;
(b) les deux personnes se trouvant en salle "rOm", y étant localisées, sont associées au nœud dispatcheur Nüde cette salle "rOm" ;
(c) les trois personnes se trouvant en salle "rOe", y étant localisées, sont associées au nœud dispatcheur Nüde cette salle "rOe" ;
(d) les deux personnes se trouvant en salle "tO", y étant localisées, sont associées au nœud dispatcheur Nüde cette salle "tO" ;
(e) les trois personnes se trouvant dans le hall de cet étage, y étant localisées, sont associées au nœud dispatcheur Nüde cet espace du hall.
DODAG’ : PAG orienté spécifique à chaque usager
Pour rappel, le DAG est global au bâtiment : graphe "nœuds N, ND-arêtes A". Il dépend de l'architecture (répartition des espaces) : il décrit les chemins depuis tout endroit du bâtiment vers les sorties. Le DODAG’, propre à chaque usager, en est une portion (sous-graphe dynamique), démarrant depuis la position courante (usager), pour guider l'usager vers la sortie la plus idoine (guidage optimal selon son profil et les foules présentes), voir Table 1 : 1. pour les usagers, des 4 salles à l'étage "R1 ", l'évacuation exige de les guider, d'abord, vers les nœuds de passage les plus proches (nœud "seuil de porte" de leur salle). Ils accèdent, dès lors, à l'espace attenant soit le hall du niveau "R1" ("hall R1"). Leur chemin sera alors similaire à ceux déjà présents dans ce "hall R1 ", i.e. : les PMR (ou habilitation à emprunter certains accès ) ; empruntent l'ascenseur (nœud de passage "L1"), tandis que les "non PMR" peuvent emprunter l'ascenseur ou l'un des escaliers ("Est" : nœud de passage "e1", ou "Ouest" : nœud de passage "w1 "). Acheminés via l'ascenseur ou les escaliers, ils débouchent dans le "hall Rdc", par les nœuds de passage ("LO", "eO" ou "wO" selon le chemin emprunté pour rejoindre le rez-de-chaussée). Ils doivent ensuite être orientés vers l'une des portes de sorties ("E", "S" ou "W"), selon l'encombrement des listes d'attente de ces 3 portes.
2. De manière similaire, les usagers des 4 salles (niveau Rdc) accèdent aux nœuds "seuil de porte" (nœud de passage) de leur salle pour accéder ainsi au hall du niveau "Rdc" (dit "hall Rdc"). Ils doivent ensuite être orientés vers l'une des 3 sorties ("E", "S" ou "W"), selon l'encombrement de leurs listes d'attente.
Table 1 : Elaboration du DODAG’ spécifique à chacun des usagers
(a) Listes d'attente aux nœuds de passage : couche (1) puis transfert à couche (2)
(b) Listes d'attente aux nœuds de passage : couches (1), (2) cumul à (3) et (4) Listes d'attente et évacuation quidée optimale
A partir des DODAG’s, établis pour chaque usager (voir Table 1 ), les listes d'attente des nœuds de passage sont alors établies depuis les nœuds les plus lointains du DAG (salles du niveau "R1") jusqu'aux nœuds cibles (portes de sorties ("E", "S", "W")) :
1. Les listes d'attente des nœuds cibles sont établies, à partir des positions des usagers présents dans le hall "RO" (usagers associés au nœud dispatcheur Nü de l'espace : "hall RO"). La couche 1 de ces listes contient alors la liste des personnes et leur position, en termes de distance pour atteindre la porte.
Pour simplifier la compréhension, un damier virtuel de maille (50cmx50cm) est projeté sur la surface des planchers. Les usagers sont placés au centre des cellules du damier. Leur distance jusqu'à la porte de sortie, peut être traduite en termes de nombre de cases séparant l'usager de la porte, afin d'en faciliter l'illustration, voir Fig. 22 :
(a) porte "E" : waitList(E) = [PO : 27cases]; [P10 : 12cases]; [P11 : 20cases] (1 )
(b) porte "S" waitList(S) = [PO : 18cases]; [P10 : 7cases]; [P 11 : 5cases] (2)
(c) porte "W" waitList(W) = [PO : 30cases]; [P10 : 21 cases]; [P11 : 13] (3)
2. Pour les autres usagers, ils doivent d'abord pouvoir accéder au hall (« hall Rdc ») afin d'être associés ensuite au nœud centroïde du hall et pouvoir être transférés sur les liste d'attente des 3 portes de sortie (car elles sont attenantes au "hall Rdc"). En effet, ce centroïde hérite des listes d'attente des nœuds de passage attenants, à savoir les nœuds (seuils des portes) : (wO), (rOw), (rOm), (rOe), (tO), (L0) et (eO). Pour les 3 portes de sortie ("E", "S", "W"), elles héritent ainsi des listes des couches supérieures (couches 2 et plus). Ces listes sont établies comme suit, voir Fig. 23 : (a) porte "wO" : hérite de la liste d'attente du nœud de la porte (w1), depuis étage
"Rdc", couche de rang immédiatement supérieur
(b) porte "rOw" : waitList(rOw) = [P 1 : 8cases]; [P2 : 2cases] (4)
(c) porte "rOm" : waitList(rOw) = [P3 : 6cases]; [P4 : 5cases] (5)
(d) porte "rOe" : waitList(rOw) = [P5 : 3cases]; [P6 : 6cases]; [P7 : 3cases] (6)
(e) porte "tO" : waitList(rOw) = [P 8 : Ocase]; [P9 : 4cases] (7) (f) porte "L0" : hérite de la liste d'attente du nœud de la porte (L1), depuis étage "R1 ", couche de rang immédiatement supérieur,
(g) porte "eO" : hérite de la liste d'attente du nœud de la porte (e1), depuis étage "R1 ", couche de rang immédiatement supérieur.
NOTA : Il convient de remarquer que ces listes des nœuds de passage sont transmises, par héritage, à celles des 3 portes de sortie. La distance (nombre de cases) depuis la position courante de l'usager à la porte de sortie est obtenue en ajoutant la distance entre le nœud de la porte (de la salle, exemple "rOw") à la porte de sortie (exemple, sortie "S"). 3. Partant des portes de sortie (comme niveau le plus bas en termes de couches dans les listes d'attente), les couches les plus lointaines seraient celles qui seront héritées des nœuds (seuils de porte) des salles de l'étage "R1 ”), voir Fig. 24 : (a) escalier "wO" : hérite de la liste d'attente du nœud de la porte (w1 ), depuis étage
"R1 ", couche de rang immédiatement supérieur,
(b) porte "r1 w" waitList(rlw) = [P13 : 6cases]; [P14 : 2cases] (8)
(c) porte "r1 m waitList(r1 m) = [P15 : 6cases]; [P16 : 5cases] (9)
(d) porte "r1 e" : waitList(r1 e) = [P17 : 3cases]; [P18 : 5cases]; [P7 : 8cases] (10)
(e) porte "t1 waitList(tl) = [Pmr20 : 2cases]; [P21 : 4cases] (11 )
Mise en œuyre de l'algorithme d'optimisation des listes d'attente
Une fois les diverses listes d'attente des nœuds de passage établies, les usagers y sont rangés selon la distance aux nœuds de passages intermédiaires concernés, lesquelles listes ordonnées sont héritées de proche en proche par les nœuds de passage jusqu'à aboutir aux portes de sortie du bâtiment ou des zones de replis et abris (cas des PMR, par exemple, qui doivent rejoindre les zones qui leur sont spécialement aménagées et dédiées). Afin de montrer la performance de l'algorithme développé et objet de la revendication de la présente invention, deux exemples sont choisis en guise d'illustration.
A cet effet, deux salles de réunion sont choisies avec deux configurations particulières, pour justifier des performances de l'algorithme développé :
1. Cas d'extraction en forme de "Zip", voir Fig. 25.
(a) Par le critère de la distance la plus courte entre l'usager et les portes, ce serait la porte "1 " qui accueillerait les usagers.
(b) On adopte l'hypothèse qu'il faille, en mouvement, toujours laisser une case vide entre deux usagers (éviter les chocs). On adopte aussi l'hypothèse que la vitesse de déplacement est uniforme (en général : une moyenne de 1.2 m/s, en cadence normale). (c) Il aurait alors fallu 3 pas de temps pour évacuer la personne "P :1 " puis "((1 +1 ).10) personnes restantes" pas de temps soit un total de 23 pas (une case par pas de temps).
(d) En gérant de manière optimisée les listes d'attente des 2 portes, on réduit à 17 pas le temps d'évacuation complète, les listes d'attente étant définies comme suit, voir Fig. 25 : Il convient de rappeler que chaque usager occupera, dans la liste réordonnée de chaque porte, la position maximale entre la sienne, avant réarrangement, et la position de l'usager le précédant, à laquelle sont ajoutées deux positions (devant observer une cellule vide pour éviter les chocs avec le précédent usager sur la liste). Il sera assigné à la liste où il occupera le rang le plus faible entre les deux listes.
Ainsi les listes, une fois ordonnée, en tenant compte des critères (laisser un pas entre deux usagers se suivant) donnent les positions d'évacuation optimisée suivantes, voir Fig. 26 - 27 :
2. Cas d'extraction dans le cas d'une salle densément occupée (99 personnes) et ayant 2 portes, voir Fig. 28
(a) Par le critère de la distance la plus courte entre l'usager et les portes, on dénombrerait 89 usagers assignés à la porte "1 ", 6 usagers assignés à la porte "2", 4 usagers étant à égale distance des deux portes. (b) On adopte l'hypothèse qu'il faille, en mouvement, toujours laisser une case vide entre deux usagers (éviter les chocs). On adopte aussi l'hypothèse que la vitesse de déplacement est uniforme (en général : une moyenne de 1 .2 m/s, en cadence normale).
(c) Il aurait fallu alors, au minimum, 177 pas de temps pour évacuer entièrement la salle : 1 pas pour la personne "P45" et ((1 +1) pas pour les 88 autres usagers les plus proches de la porte "1 " que de la porte "2").
(d) En gérant de manière optimisée les listes d'attente des 2 portes, on réduit à 103 pas le temps d'évacuation complète, les listes d'attente étant d'abord constituées puis gérées de manière similaire à celle explicitée dans le cas du dégagement en forme de "Zip".
Quelques positions, en des instants arbitrairement choisis, sont illustrées par Fig. 30 - 31.
Bibliographie
E. Cetin, K. Dimitropoulos, B. Gouverneur, N. Grammalidis, O. Gunay, Y. H. Habiboglu, B. U. Toreyin, and S. Verstockt, “Video fire détection: a review,” Digital Signal Processing, vol. 23, no. 6, pp. 1827- 1843, 2013.
S. Cosar, G. Donatiello, V. Bogorny, C. Garate, L. Alvares, F. Bremond. Towards Abnormal Trajectory and Event Détection in Video Surveillance. IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology, 2016.
J. Fonollosa, A. Solérzano, S. Marco, Chemical Sensor Systems and Associated Algorithms for Fire Détection: A Review, Sensors, Volume: 18, 2018.
C. Jorgensen and S. Powell, Solving 0-1 Minimax Problems, in The Journal of the Operational Research Society Vol. 38, No. 6 (Jun., 1987), pp. 515-522.
Omprakash Gnawali and Philip Levis. The ETX Objective Function for RPL, draft- gnawali-roll-etxof-00, IETF, 2010.
Omprakash Gnawali and Philip Levis. The Minimum Rank with Hystérésis Objective Function. RFC 6719. RFC Editor, 2012.
H. Wang, A. Klaser, C. Schmid, and C.-L. Liu, “Action récognition by dense trajectories,” in Computer Vision and Pattern Récognition (CVPR), 2011 IEEE Conférence on, June 2011 , pp. 3169-3176.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de localisation d’utilisateurs et de guidage actualisé des déplacements des utilisateurs dans des espaces navigables situés dans un bâtiment qui présente au moins des espaces fermés, délimités par des obstacles aux déplacements des utilisateurs, ledit guidage actualisé étant réalisé en fonction d’un évènement dans le bâtiment modifiant les espaces navigables, suivant des chemins menant vers un ou plusieurs lieux cibles donnés ("E", "S", "W"), ledit guidage actualisé étant adapté à chaque utilisateur, les espaces navigables étant actualisés automatiquement et dynamiquement, en temps réel, avec des objets connectés (T, T’) en liaison de communication sans fil avec un serveur des ressources à distance qui est un serveur de contrôle (S) accessible par un réseau de communication, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : i-à partir d’une maquette numérique du bâtiment (BIM, CIM),
- des moyens de calcul (M) reliés à un serveur de contrôle (S) définissent et calculent, de manière automatique, des nœuds, les nœuds se répartissant entre des nœuds dispatcheurs (ND) et des nœuds de passage (N) ; les nœuds de passage (N) étant des points d’un chemin devant être emprunté par les utilisateurs pour se déplacer vers un ou divers lieux cibles donnés ("E", "g», "W") . |es nœuds de passage (N) étant chacun associés à un nœud dispatcheur (ND),
- les moyens de calcul (M) calculent, de manière automatique, des arêtes (A), chaque arête reliant deux nœuds (N, ND) successifs en traversant les espaces sans rencontrer les obstacles, - les moyens de calcul (M) reliés au serveur de contrôle (S) assignent, à chaque nœud de passage (N), une liste d’attente d’utilisateurs ; à partir des profils d’utilisateurs, chaque profil d’utilisateur déterminant des nœuds (N, ND) et arêtes (A), spécifiques à chaque profil, par lesquels peuvent se déplacer les utilisateurs ;
- les moyens de calcul (M) calculent automatiquement, en tenant compte des obstacles, un graphe orienté acyclique (DAG) de déplacement dans les espaces navigables vers le ou les divers lieux cibles ("E", "S", "W") , constitué avec les nœuds (N, ND) et les arêtes (A), ii- des capteurs (C) communiquant avec le serveur de contrôle (S), et les moyens de calcul (M), détectent un évènement automatiquement, semi-automatiquement ou manuellement, et sa localisation réelle dans le bâtiment, qui est stockée sur le serveur de contrôle (S) ; iii- les moyens de calcul (M) identifient avec des bornes de positionnement (B), la présence de chaque utilisateur situé dans le bâtiment, à une borne de positionnement (B), l’identification de la présence de l’utilisateur étant réalisée par l’interaction entre les moyens de calcul (M) et la borne de positionnement (B) devant laquelle se situe l’utilisateur, et/ou les objets connectés (T, T’), sans mesurer la puissance du signal de réception des objets connectés (T, T’), les bornes de positionnement (B) étant situées à des nœuds de passage (N) avec un degré de connectivité supérieur ou égal à 3, et étant des bornes de localisation et /ou de guidage, les bornes de positionnement (B) ayant une position identifiée dans la maquette numérique du bâtiment (BIM, CIM) ; iv- en fonction de l’évènement qui entraîne l’inaccessibilité de certains nœuds (N, ND) du graphe orienté acyclique (DAG), les moyens de calcul (M) calculent un graphe orienté acyclique dit ‘actualisé’ (DAG’) de déplacement vers le ou les lieux cibles ("E", "S", "W"); v- les moyens de calcul (M) transposent les positions des utilisateurs aux bornes de positionnement dans la maquette numérique (BIM, CIM) et calculent le nœud dispatcheur (ND) associé à chaque utilisateur et situé le plus près de l’utilisateur ; vi- à partir du graphe orienté acyclique actualisé (DAG’) et du nœud dispatcheur (ND) associé à chaque utilisateur, les moyens de calcul (M) calculent un sous-graphe associé (DODAG’) par utilisateur qui correspond au chemin personnalisé dans les espaces navigables à chaque utilisateur vers un lieu cible donné ("E", "S", "W"), le sous-graphe associé (DODAG’) par utilisateur étant calculé à l’aide :
- d’une « fonction objectif individuelle » basée sur le profil de l’utilisateur à chaque nœud dispatcheur (ND), , exécutant les actions suivantes:
• attribuer à chaque utilisateur, et actualiser, tous les nœuds de passage (N) associés au nœud dispatcheur (ND), à proximité duquel se trouve l’utilisateur,
• constituer et actualiser des listes d’attente d’utilisateurs de chaque nœud de passage (N) associé au nœud dispatcheur (ND), pour ordonner le rang de l’utilisateur dans les listes d’attente d’utilisateurs,
• constituer et actualiser des listes d’attente d’utilisateurs de chaque nœud de passage (N), pour ordonner le rang de l’utilisateur dans les listes d’attente d’utilisateurs dans l’ensemble du bâtiment, permettant d’obtenir un ou plusieurs sous-graphes associés (DODAG’) par utilisateur,
- d’une «fonction objectif générale» construite à partir des «fonctions objectif individuelles» de tous les utilisateurs, qui présente en entrée les listes d’attente de l’ensemble de chaque nœud de passage (N) de l’ensemble du bâtiment de tous les utilisateurs, et en sortie les sous- graphes (DODAG’) associés de tous les utilisateurs, la « fonction objectif générale » délivrant à chaque utilisateur son sous-graphe (DODAG’) calculé pour optimiser par rapport à des paramètres d’entrée l’ensemble des « fonctions objectif individuelles » de tous les utilisateurs, les moyens de calcul (M) réitèrent les étapes ii à vi, pour actualiser le guidage spatialement et temporellement, de chaque utilisateur, à une fréquence temporelle donnée et adaptée à l’évènement, vii- les moyens de calcul (M) guident, à chaque borne de positionnement, chaque utilisateur, via un objet connecté (T) porté par l’utilisateur ou des objets connectés (T’) du bâtiment ou la borne de positionnement (B), à suivre son sous- graphe (DODAG’) associé, vers un lieu cible donné ("E", "S", "W"),
2. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel l’objet de la personne connecté (T) et le serveur de contrôle (S) permettent, devant chaque borne de positionnement, la localisation et /ou le guidage de l’utilisateur, et les bornes de positionnement (B) échangent des patterns numérisés ou imprimés avec l’objet connecté (T) de l’utilisateur.
3. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel des objets connectés (T’) du bâtiment, tels que des caméras connectées, sont configurés pour identifier la présence des utilisateurs, à chaque borne de positionnement (B) connectée au serveur de contrôle (S).
4. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les bornes de positionnement (B) sont des bornes connectées au serveur de contrôle (S) et communiquent à ce dernier la présence de l’utilisateur.
5. Procédé selon l’une des revendications 1 ou 2, dans lequel les bornes de positionnement (B) ne sont pas connectées au serveur de contrôle (S).
6. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les bornes de positionnement (B) :
- sont situées à des zones ou des points d’intérêt tels que des intersections d’itinéraires, des changements directionnels de flux, des singularités visuelles, des emplacements de ressources telles que des extincteurs ; et
-ces zones ou points d’intérêt sont extraits et calculés à partir des maquettes numériques (BIM, CIM) ou d’un graphe de connectivité représentant les espaces fermés ou ouverts.
7. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les bornes de positionnement (B) sont mobiles.
8. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel sont associées aux bornes de positionnement via le réseau de communication :
- des images « immersives », par exemple, sphériques, 360..., avec une information de navigation telle que la direction, le sens, fonction de l’utilisateur, qui sont envoyées à l’objet connecté, ou
- des images transmises par l’objet connecté (T, T’) au serveur (S) et dans lesquelles est ajoutée une information de navigation.
9. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les obstacles comprennent des parois ou des murs, mais aussi des objets ou autres obstructions aux passages des utilisateurs qui peuvent apparaître lors des évènements.
10. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’optimisation de la « fonction objectif générale » est réalisée avec l’une des stratégies suivantes : -linéaire ;
-MRHOF ; -ETXOF;
-stratégie min max ;
-logique floue.
11 . Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les profils des utilisateurs comportent les informations suivantes, en vue de calculer le DODAG’ personnalisé :
-catégorie de mobilité : telle que personne à Mobilité Réduite, enfant ;
-l’âge de l’utilisateur ;
-présence d’autres utilisateurs spécifiques ;
-profils différenciés.
12. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel les paramètres d’entrée sont un temps et/ou une distance de parcours des utilisateurs vers le ou les lieux cibles ("E", "S", "W").
13. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’évènement est une urgence, et le procédé permet d’évacuer les utilisateurs vers les lieux cibles ("E", -'g", "W") qui sont des sorties du bâtiment ou des zones de replis et abris.
14. Dispositif de localisation d’utilisateurs et de guidage des déplacements des utilisateurs dans des espaces navigables situés dans un bâtiment qui présente au moins un espace fermé, délimité par des obstacles aux déplacements des utilisateurs, ledit guidage étant réalisé en fonction d’un évènement dans le bâtiment modifiant les espaces navigables, suivant des chemins menant vers un ou plusieurs lieux cibles donnés ("E", "S", "W") le guidage étant adapté à chaque utilisateur, les espaces navigables étant actualisés automatiquement et dynamiquement, en temps réel, ledit dispositif comprenant:
• un serveur des ressources à distance qui est un serveur de contrôle (S) accessible par un réseau de communication ;
• des capteurs (C) communiquant avec le serveur de contrôle (S), et des moyens de calcul (M), qui détectent un évènement automatiquement, semi- automatiquement ou manuellement, et sa localisation réelle dans le bâtiment, qui est stockée sur le serveur de contrôle (S) ;
• des bornes de positionnement (B) servant à confirmer la présence de l’utilisateur qui est transcrite dans une maquette numérique (BIM, CIM) par le serveur de contrôle (S),
• des objets connectés (T, T’) en liaison de communication sans fil avec le serveur de contrôle (S),
• des moyens de calcul (M) reliés au serveur de contrôle (S) qui sont configurés pour : i- à partir d’une maquette numérique du bâtiment (BIM, CIM),
- calculer des nœuds (N, ND) se répartissant entre : des nœuds dispatcheurs (ND), et des nœuds de passage (N), les nœuds de passage (N) étant des points du chemin devant être emprunté par les utilisateurs pour se déplacer vers le ou les divers lieux cibles donnés ("E", "S", "W") en évitant les obstacles ;
- calculer des arêtes (A), chaque arête reliant deux nœuds (N) successifs en traversant les espaces sans rencontrer les obstacles - assigner, à chaque nœud de passage, une liste d’attente d’utilisateurs, à partir de profils d’utilisateurs, chaque profil d’utilisateurs déterminant des nœuds (N, ND) et arêtes (A) par lesquels peuvent se déplacer les utilisateurs ;
- calculer automatiquement un graphe orienté acyclique (DAG) de déplacement dans les espaces navigables vers le ou les lieux cibles ("E", "S", "W") , constitué avec les nœuds (N, ND) et les arêtes (A), et spécifique à chaque profil d’utilisateur, ii+iii- identifier avec les bornes de positionnement (B), la présence de chaque utilisateur situé dans le bâtiment, devant une borne de positionnement, l’identification de la présence de l’utilisateur étant réalisée par l’interaction entre les moyens de calcul (M) et la borne de positionnement (B) à laquelle se situe l’utilisateur, et/ou les objets connectés (T, T’), sans mesurer la puissance du signal de réception des objets connectés (T, T’) les bornes de positionnement (B) étant situées à des nœuds de passage (N) avec un degré de connectivité supérieur ou égal à 3, et étant des bornes de localisation et /ou de guidage, la ou les bornes de positionnement (B) ayant une position identifiée dans la maquette numérique du bâtiment (BIM, CIM) ; iv- calculer un graphe orienté acyclique dit ‘actualisé’ (DAG’) de déplacement vers le ou les lieux cibles ("E", "S", "W") en fonction de l’évènement qui entraine l’inaccessibilité de certains nœuds (N, ND) du graphe orienté acyclique (DAG) ; v- transposer les positions des utilisateurs dans la maquette numérique (BIM, CIM) et calculent le nœud dispatcheur (ND) associé à chaque utilisateur et situé le plus près de l’utilisateur; vi- calculer, pour chaque utilisateur, un sous-graphe associé (DODAG’) qui correspond à un chemin personnalisé dans les espaces navigables, à chaque utilisateur, vers un lieu cible donné ("E", "S", "W") via les bornes de positionnement, à partir du graphe orienté acyclique actualisé, et du nœud dispatcheur (ND) associé à chaque utilisateur, le sous-graphe (DODAG’) qui correspond au chemin personnalisé à chaque utilisateur vers un lieu cible donné ("E", "S", "W") via les bornes de positionnement, étant calculé à l’aide :
-d’une «fonction objectif individuelle» basée sur le profil de l’utilisateur à chaque nœud dispatcheur (ND), , exécutant les actions suivantes :
• attribuer à chaque utilisateur, et actualiser tous ses nœuds de passage (N) associés au nœud dispatcheur (ND), à proximité duquel se trouve chaque utilisateur,
• constituer et actualiser pour l’utilisateur des listes d’attente d’utilisateurs de chaque nœud de passage (N) associé au nœud dispatcheur (ND), pour ordonner le rang de l’utilisateur dans les listes d’attente d’utilisateurs,
• constituer et actualiser des listes d’attente d’utilisateurs de chaque nœud de passage (N) pour l’utilisateur dans l’ensemble du bâtiment, pour ordonner le rang de l’utilisateur dans les listes d’attente d’utilisateurs,
-d’une «fonction objectif générale» construite à partir des «fonctions objectif individuelles» de tous les utilisateurs, qui présente en entrée les listes d’attente des utilisateurs de chaque nœud de passage (N) pour l’ensemble du bâtiment, et en sortie les sous-graphes (DODAG’) de tous les utilisateurs, la «fonction objectif générale» délivrant, à chaque utilisateur, son sous-graphe (DODAG’) calculé pour optimiser par rapport à des paramètres d’entrée, l’ensemble des « fonctions objectif individuelles », de tous les utilisateurs ; vii- réitérer les étapes suivantes ii à vi, afin d’actualiser spatialement et temporellement le guidage, à une fréquence temporelle donnée et adaptée à l’évènement, - des objets connectés (T) destinés à être portés par des utilisateurs ou des objets connectés (T) du bâtiment ou la borne de positionnement localisés dans le bâtiment, guident à chaque borne de positionnement chaque utilisateur, à suivre son sous- graphe (DODAG’) associé, vers un lieu cible donné ("E", "S", "W").
15. Dispositif (D) selon la revendication précédente, dans lequel l’objet connecté (T) et le serveur de contrôle (S) sont configurés pour permettre, devant chaque borne de positionnement (B), la localisation et/ou le guidage de l’utilisateur, et les bornes de positionnement (B) sont configurées pour échanger des patterns numérisés ou imprimés avec l’objet connecté (T) de la personne.
16. Dispositif (D) selon l’une des revendications 14 à 15, dans lequel les bornes de positionnement (B) connectées et/ou non-connectées sont fixes et/ou mobiles.
EP22718705.1A 2021-03-26 2022-03-28 Procede et dispositif de guidage par objet connecte dans un batiment par localisation a chaque borne de positionnement Pending EP4314711A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP21165406.6A EP4063789A1 (fr) 2021-03-26 2021-03-26 Procédé et dispositif de guidage par objet connecté dans un bâtiment par localisation à chaque borne de positionnement
PCT/EP2022/058157 WO2022200634A1 (fr) 2021-03-26 2022-03-28 Procede et dispositif de guidage par objet connecte dans un batiment par localisation a chaque borne de positionnement

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4314711A1 true EP4314711A1 (fr) 2024-02-07

Family

ID=75252518

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP21165406.6A Withdrawn EP4063789A1 (fr) 2021-03-26 2021-03-26 Procédé et dispositif de guidage par objet connecté dans un bâtiment par localisation à chaque borne de positionnement
EP22718705.1A Pending EP4314711A1 (fr) 2021-03-26 2022-03-28 Procede et dispositif de guidage par objet connecte dans un batiment par localisation a chaque borne de positionnement

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP21165406.6A Withdrawn EP4063789A1 (fr) 2021-03-26 2021-03-26 Procédé et dispositif de guidage par objet connecté dans un bâtiment par localisation à chaque borne de positionnement

Country Status (2)

Country Link
EP (2) EP4063789A1 (fr)
WO (1) WO2022200634A1 (fr)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN119580142B (zh) * 2024-10-14 2025-07-01 山西博念科技有限公司 基于云边端处理的应急现场数据感知系统

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011083023A1 (de) * 2011-09-20 2013-03-21 Robert Bosch Gmbh Evakuierungssystem zur Planung von Fluchtwegen in einem Gebäude, Verfahren sowie Computerprogramm
EP2736027B8 (fr) * 2012-11-26 2018-06-27 AGT International GmbH Procédé et système de support d'évacuation
US10515372B1 (en) * 2014-10-07 2019-12-24 State Farm Mutual Automobile Insurance Company Systems and methods for managing building code compliance for a property

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022200634A1 (fr) 2022-09-29
EP4063789A1 (fr) 2022-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP4042395B1 (fr) Procede et dispositif de guidage par objet connecte dans un batiment
EP2736027B1 (fr) Procédé et système de support d'évacuation
US10171982B2 (en) Emergency evacuation service
US20180033024A1 (en) Behavioral Analytic System
Pu et al. Evacuation route calculation of inner buildings
US8346474B2 (en) Method of route retrieval
US10852145B2 (en) Crowd sourced mapping with robust structural features
JP6898165B2 (ja) 人流分析方法、人流分析装置及び人流分析システム
US20190025062A1 (en) Crowd sourced mapping with robust structural features
US20180204428A1 (en) Optimal evacuation plans in emergency situations
US10997832B1 (en) Augmented reality based dynamic guidance
Hashemi et al. Indoor spatial model and accessibility index for emergency evacuation of people with disabilities
Cho et al. An automated direction setting algorithm for a smart exit sign
KR101726040B1 (ko) 경로 안내 방법, 서버 및 시스템
US11062578B2 (en) Information processing device and determination method
KR20240049860A (ko) 디지털트윈 기반 철도시설물의 복합재난 방지 시스템 및 그 방법
Kannan et al. Predictive indoor navigation using commercial smart-phones
US20190271547A1 (en) Crowd sourced mapping with robust structural features
EP4314711A1 (fr) Procede et dispositif de guidage par objet connecte dans un batiment par localisation a chaque borne de positionnement
Gkotsis et al. Swarm of UAVs as an emergency response technology
US20210082079A1 (en) Generating a customized egress blueprint
Escolar et al. An adaptive emergency protocol for people evacuation in high-rise buildings
Sabri et al. A prototype for wireless sensor networks to the detection of forest fires in large-scale
Cardoso et al. Indoor navigation systems for reduced mobility users: the w4all case study
Young Semiautomated Analysis of Pedestrian Behaviour and Motion for Microsimulation of Transportation Terminals

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20230908

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20250929