WO2012069272A1 - Method and system for calculating routes - Google Patents

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WO2012069272A1
WO2012069272A1 PCT/EP2011/068812 EP2011068812W WO2012069272A1 WO 2012069272 A1 WO2012069272 A1 WO 2012069272A1 EP 2011068812 W EP2011068812 W EP 2011068812W WO 2012069272 A1 WO2012069272 A1 WO 2012069272A1
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WO
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emission
area
route
event
calculated
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PCT/EP2011/068812
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Dirk Hartmann
Wolfram Klein
Hermann Georg Mayer
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Siemens Aktiengesellschaft
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Publication date
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    • 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
    • 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
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N3/00—Computing arrangements based on biological models
    • G06N3/004—Artificial life, i.e. computing arrangements simulating life
    • G06N3/006—Artificial life, i.e. computing arrangements simulating life based on simulated virtual individual or collective life forms, e.g. social simulations or particle swarm optimisation [PSO]

Definitions

  • the invention relates to a method and a system for calculating routes, in particular for calculating an escape route within an area in which an emission source emits an emission source.
  • the graphene-based route search takes into account the obstruction of sight by introducing orientation points. Any place in the affected area or the simulation area can be seen at least one landmark that can be ⁇ controls. If at least one orientation point is to be seen from each place of the simulation area, means this is that a direct connection of two landmarks is not disturbed by an obstacle. Upon reaching a landmark, another landmark becomes visible, which can serve as the next landmark. All landmarks together, including the Eigent ⁇ the objective in forming a graph, so that the search of a way to problem of finding a path reduced in the graph.
  • a major disadvantage of this approach is the fixation on individual structures, namely the landmarks and edges, which in many
  • the route search conventionally takes place on the basis of potentials or metrics or weighted distances.
  • This type of journey bypasses the fixation on individual structures. Starting from a destination in the area or space, each point is assigned a value. These values increase with increasing distance from the target.
  • This spatial assignment or function is also referred to as potential or metric M.
  • This potential-based navigation of the object is also referred to as field-based navigation.
  • a navigation pad NF is calculated and used for the calculation of whether ⁇ projects within the area for the respective area.
  • the Euclidean distance is one suitable potential function.
  • a corresponding potential function is given in rare cases as an analytical function. Therefore, it is calculated with blocked view, the potential function or the navigation pad in advance, so that a discretization of poten ⁇ tialbetician also in a continuous approach requires.
  • potential for a Navi ⁇ gationsfeld with the so-called Di sktra algorithm calculation ⁇ net can be.
  • an object current simulation the movement of objects, such as persons, should be simulated as realistically as possible in order to derive, for example, statements about the evacuation of persons from buildings.
  • the movement behavior of the objects or persons is influenced by static obstacles, but is also subject to dynamic influences caused, for example, by emissions of different types. These emissions include, for example, heat emissions or Schadschermissio ⁇ NEN or smoke emissions that are caused by an emission source or a source of fire.
  • the emissions can be analyzed by the person or object stream under consideration
  • a stream of people can also be indirectly influenced by possible emissions by: Individuals try to circumvent the impaired area within the area by choosing alternative escape routes or routes, or adapt their behavior to the situation, eg increase their movement speed when escaping from the emission. It is also possible that objects or persons also influence the extent or the Ausbreitungsge ⁇ speed of emission itself by opening as doors or windows in a building, thereby affecting for example, the emission propagation through a modified air flow.
  • the invention provides a method for calculating a route from at least one object within a pre ⁇ given area by means of a navigation pad, a metric of the navigation field is changed dynamically by an event occurring within the area event.
  • the metric is a movement speed of the object, which occur in the area of the ⁇ the event is dynamically changed in response.
  • the event is an occurrence of an emission emanating from an emission source. half of an area that affects the speed of movement of the Ob ⁇ jektes.
  • a spreading of the emission within the Ge ⁇ bietes is calculated from the emission source in dependence ei ⁇ nes discrete emission propagation model.
  • the spread of the emission within the area starting from the emission source in response to a continuous emission propagation model calculation ⁇ net is.
  • the metric of the navigation pad is calculated depending ⁇ ness of emission propagation parameters affecting the spread of emissions within the region.
  • the emission propagation parameters comprise material parameters of soils, side walls or ceilings in the area.
  • the emission propagation parameters also have flow parameters of an air flow prevailing in the area.
  • the emission propagation parameters comprise building parameters of buildings, rooms, windows, doors, stairs or the like located in the area.
  • the emission propagation parameters are detected by sensors
  • the emission propagation parameters are read from a database.
  • the objects are formed by persons.
  • the objects are formed by vehicles.
  • the movement of the objects i. H. the persons or vehicles within the area as a function of an obect current model, in particular a passenger-power model and the emission-propagation model.
  • the object current model is read by the emission dispersion model also made ei ⁇ ner database.
  • the route for the object which is located in the affected area in which the event occurred is calculated in real time on the basis of the event-changing metric as soon as at least one sensor detects the occurrence of the respective event .
  • the calculated route of the objects located in the area concerned be ⁇ gen is reported by Meldeeinrichtun.
  • these signaling devices are mounted in the area.
  • reporting devices can also be carried or carried by the objects or persons.
  • the movement of the objects along the calculated route is steered by automatically actuating windows, doors, barriers, stairs or the like which are located in the affected area.
  • the invention further provides a system having the features specified in claim 12.
  • the invention further provides a system for calculating routes for at least one object located within a predetermined area by means of a navigation field, wherein a metric of the navigation field is dynamically changed by an event occurring within the area.
  • this sensor has sensors for detecting the event within the area.
  • the latter has a calculation unit which calculates the route by means of the navigation field on the basis of the metric changed by the event that has occurred.
  • the latter has a database which stores emission propagation parameters.
  • the system additionally has sensors for the provision or detection of emission propagation parameters.
  • the metric of the navigation field is determined as a function of the emission
  • the latter additionally has signaling devices which are provided for reporting the calculated route to the objects or persons located in the affected area.
  • this has steering devices which are provided for the steering of the objects located in the affected area along the calculated route.
  • the route calculation for simulation purposes takes place in advance in the planning of an infrastructure, for example of a building.
  • this is used to calculate a route, into special an escape route, used in real time when a real event occurs.
  • the route is calculated faster than in real time d. H. so fast that the calculated route or escape route is not adversely affected by a propagating emission.
  • this route calculation system is integrated in an incident control system, for example in a fire control mission control system.
  • the inventive system provides ektstromsimulation a direct coupling between ei ⁇ ner Whether, in particular a person's current simulation, and an emission dispersion model here.
  • Fig. 1 is a block diagram showing an embodiment of a system according to the invention for route calculation
  • FIG. 2 e a flowchart for illustrating an embodiment of the method according to the invention for calculating routes
  • Fig. 3 is a diagram illustrating a discrete
  • FIG. 5-8 the representation of an embodiment for the calculation of an escape route in accordance with the inventive method and system.
  • the exemplary embodiment illustrated in an area G located at the ones shown, the exemplary embodiment illustrated in an area G, beispielswei ⁇ se a building obstacles H, such as walls.
  • the area or building G has three rooms 10-1, 10-2, 10-3.
  • At least one sensor 1-1, 1-2, 1-3 is located in each room 10-1, 10-2, 10-3 for detecting a possible event occurring in the respective room.
  • These sensors 1-1, 1-2, 1-3 are connected to a calculation unit 3 via a bus or a network 2.
  • the calculation unit 3 can also control actuators 4, 5, 6, 7, 10 via the bus 2. For example, via the actuators 5, 7 doors T5, T7 are operated, that is closed or opened.
  • the calculation unit 3 has access to a database or a data memory 8.
  • the sensors 1-1 to 1-3 may be sensors which detect a specific event, for example smoke detectors or the like for detecting a source of fire within the area G
  • Temperature measuring devices, pressure measuring devices or other sensors may be provided to detect further physical parameters.
  • Actuators can be actuators for actuating doors, windows, stairs or the like.
  • the actuators may also be devices for actively restraining the respective ones Event, for example, to act a Wassersprenklerstrom or the like.
  • at least one object 9 for example a person, is located in the room 10-1.
  • an escape door T F which in case of occurrence of an event, such as a fire, for the people located in the area G 9-1, 9- 2 is reached.
  • an event E which is the calculation ei ⁇ ner escape route FR for those in the room 10-1 people or objects 9 makes necessary and triggers.
  • the sensor 1-2 in the room 10-2 detects the occurrence of the event E in the room 10-2.
  • the event E is a fire.
  • the source of the fire as the emission source EQ is localized by means of sensors within the room 10-2.
  • the source of fire EQ causes emissions, in particular flue gas emissions and / or heat emissions.
  • the fire spreads, as shown in Fig. 1, over the times tl, t2, t3 within the room 10-2, wherein at the time t3, the path over the door T7 is completely blocked. At time t3, an escape via an escape route along the door T7, which can be actuated by the actuator 7, is therefore impossible for the persons 9-1, 9-2 who are in the room 10-1.
  • the fire calculates the calculation unit 3 example ⁇ example in real time a navigation field NF, wherein at least one metric of the navigation field NF is dynamically changed by the occurring within the area G event.
  • the calculation unit 3 calculates a
  • the local metric of the navigation field NF is thus changed depending on the situation by the event.
  • the metric is preferably the speed of movement of objects or persons 9.
  • the fire as an obstacle forming EVENT ⁇ n is the metric or the speed of movement Whether ⁇ projects or people will be 9-1, 9-2, for example due to the Flue gas development lower.
  • the spreading of the emissions within the area G, such as in space 10-2 is calculated by the calculating unit 3, starting from the emission ⁇ source EQ or the fire in response to an emission propagation model EAM, which is read out, for example, from the database.
  • the emission propagation model EAM may be a discrete or continuous emission propagation model EAM.
  • the metric M of the navigation pad NF for the area G is calculated as a function of emission propagation parameters that may affect the propagation of the emission within the Gebie ⁇ G tes.
  • the emission propagation parameters include, for example, material parameters of soils, sidewalls or ceilings located in the area G. For example, a fire within a building with wooden floors, wooden walls or wooden ceilings spreads much faster than in a concrete building.
  • the emission propagation parameters may include flow parameters from an airflow prevailing in the region G. For example, a wind or draft may cause the propagation velocity of a smoke significantly influence gas emissions.
  • the opening of doors or windows by objects or persons 9 is sensed by the calculation unit 3 in response to the event. For example, in the event of their escape, the persons can open a window F, as shown in FIG. 1, this being detected by a sensor 11 and taken into account for calculating the emission propagation.
  • the emission propagation parameters may be parameters of the buildings, rooms, windows, doors, stairs and the like located in the area G.
  • the calculation unit 3 can read out these building parameters from the database 8 shown in FIG. 1.
  • Other possible emission propagation parameters can be taken into account, for example height profiles that take into account the propagation of liquids.
  • emission propagation parameters for example flow parameters
  • emission parameters are detected by sensors and reported to the calculation unit 3 via the bus 2.
  • emission parameters such as material parameters or building parameters can be read from the database 8 as emission propagation parameters.
  • the motion of the objects 9 is within the area G in Ab ⁇ dependence of a current object model and a propagation model EAM emission by the calculating unit 3, in ⁇ example by a computer of a control system, calculation ⁇ net.
  • the calculation unit 3 can read out the object current model or person current model as well as the emission propagation model EAM in a possible embodiment from the database 8 when the event occurs.
  • Different types of emission propagation models EAM can be stored in the database 8 for different types of events. For example, if a fire occurs, a different emission propagation model is determined by the calculation.
  • tion unit 3 from the database 8 loaded as for example in a water ingress into a room.
  • Escape route for the objects 9-1, 9-2 located in the affected area in the room 10-1 is calculated on the basis of the metric M changed by the event E by the calculation unit 3 in real time as soon as min ⁇ least one sensor 1 advantage, the occurrence of the event e detek-.
  • the calculated route R for example the escape route
  • the calculated route R is reported to the objects or persons 9-1, 9-2 in the affected area G. This can be done by one hand, signaling devices, which are mounted in the area G, for example in the accomodat ⁇ men 10-1, 10-2, 10-3, or by means of signaling means that the objects or persons 9-1, 9- 2 are taken with him.
  • the message devices installed in the rooms 10-1, 10-2, 10-3 may be, for example, speakers, displays, escape route markers, and the like.
  • the system in addition to signaling devices, it additionally has steering devices which are used to steer the objects or persons along the calculated route R, for example the escape route, are provided.
  • the actuators 5, 7 are driven in such a way, for example, that the door is T5 ge ⁇ opens the door and T7 is closed. The closing of the door T7 prevents spreading of the fire in the room 10-3.
  • closing door T7 indicates to persons 9-1, 9-2 that they should pass another door for their escape, such as door T5.
  • the movement of the fleeing persons 9-1, 9-2 along the escape route FR is directed or controlled by the steering devices.
  • the actuators T5, T7 are controlled by the calculation unit 3 after the optimal escape route R has been calculated on the basis of the navigation field NF with dynamically changed metric.
  • the spread of the emission is based ⁇ considered by the fire in the room EQ 10-2.
  • the movement of the objects or persons 9 along the calculated route R can be steered by automatically actuating windows, doors, barriers or stairs located in the affected area, depending on the calculated route R.
  • the calculation of the emission spread is performed by the calculating unit 3 faster than in real time, that is, in the example shown, the escape route R is calculated so fast that the log out wide end emission R not ver ⁇ locks the calculated escape route before the persons or objects 9-1, 9-2 have passed the fire.
  • the considered area or region G is discretized and decomposed into similar cells, for example hexagonal cells.
  • a useful ⁇ full decomposition is for example a division into He- xagone represents wherein a hexagon box is preferably as large, that it can accommodate a person or an object 9.
  • the temporal progression of the calculation or simulation is also decomposed into individual steps, with advantageously the same time steps being used.
  • a person or an object 9 can move forward a maximum of one cell in the area in each time step.
  • the emission propagation from cell to cell is also calculated within a certain number of time steps.
  • the time step used is preferably such ge selects ⁇ that the fastest emission and propagation of the fastest object can proceed in a single time step by a maximum of a cell or hexagonal cell within the considered Ge ⁇ Biets G. This ensures that the Be ⁇ movement of the object or the person 9, and the spread of the emission G in the field with the maximum temporal resolution can be observed and that, moreover, an interactive influence the emission by objects or people 9 in the calculation can be taken into account.
  • Fig. 2 shows a flow diagram of a possible embodiment of the inventive method for calculating a route of an object or a person, wherein an TERMS ⁇ ons-propagation model EAM with an object current model in ⁇ play, a person current model is coupled.
  • a time step is first increased, i. H. a timer or countdown is incremented.
  • step S2 it is checked whether an emission propagation has taken place in the current time step or not. If this is the case, in step S3 the emission propagation model EAM is calculated by the calculation unit 3 loaded from the database 8 and activated. This activa ⁇ tion of emission dispersion model happens to aktuel ⁇ len object or person positions and information on dynamic obstacles, such as whether a door is open or closed.
  • a further step S4 cells affected by the emission are inserted within the affected area G. If the amount of cells affected by the emission changes in this time step, the routes R or the paths of the persons or objects 9 are recalculated. In this case, for example, a target potential can be used which is set up with the aid of a flooding algorithm.
  • a restrom- or unitedstrommodell is activated in a step S6, taking into account the current emission cells or the state of dynamic obstacles.
  • step S7 the object or person position is updated. Furthermore, dynamic obstacles, such as doors, are updated. For example, a door is closed or opened. Thereafter, the process returns to step S1 as shown in FIG.
  • the calculation of the emission propagation is based on a description of the emission by means of a circle or an ellipse. For example, by a time-dependent change of half-axes, the propagation of an emission in a plane can be modeled relatively well: An inhomogeneous propagation of the emission is modeled by a temporal dependence of the semiaxes.
  • obstacles H are present in the considered area G, this approach is only conditionally valid. In the case of additional obstacles H, therefore, the discrete approach offers some advantages.
  • the cell in the considered region G can have different states.
  • a cell of region G may have at least two states, for example, a first state that the cell is affected by the emission, and a second state that the cell is not affected by the emission.
  • further gradations of the states are provided in an application-specific manner. So several ⁇ re states for the respective cell in the emission-dispersion model EAM example, in a propagation model of a fire or fire possible, for example, the states: not affected, smoky, strong smoky, burning, burnt off.
  • the cell-based model offers the advantage that the state of the cells is dependent on their rer neighbor cells can be updated.
  • any complexity of updating the cell in ⁇ dependence from its neighboring cells is possible.
  • the propagation of the fire or the emission proceeds much faster than with other materials.
  • Complex propagation models can significantly increase informative value.
  • By adequately modeling the neighborhood, or the neighborhood cells it is also possible, for example, to consider walls or other obstacles H in the propagation of the fire. If two cells between which there is a wall or an obstacle H are not regarded as neighbors, a jump of the fire from one cell to the other cell is not possible and the fire does not spread in contrast to the simple ellipse model indicated above the obstacle H through out.
  • Fig. 3 shows an emission propagation model EAM based on a discrete description.
  • Fig. 3 have discrete emission ons propagation models EAM despite the extensive Modellie ⁇ approximately possibility of a disadvantage. The discretization always influences the emission propagation.
  • the hexagonal symmetry can be clearly seen, although a circular spread would be expected.
  • a complexity of the calculation algorithm is 0 (n) (in the case of a constant propagation velocity) and 0 (n • log (n)), (in the case of a non-constant propagation velocity), where n is the number of cells of the discretization.
  • the spread of Emis ⁇ sion is continuously calculated.
  • a continuous calculated emission propagation is coupled with a discrete person or ob ect current model.
  • the emission dispersion model is discretized to acquire the values, propagation model themselves always continuously Ausbrei ⁇ processing of emission is calculated in the emission.
  • Fig. 4 illustrates an emission propagation model EAM ba ⁇ sierend on a continuous description.
  • the eikonal equation models the arrival times T of a wave propagation with the propagation velocity F in the normal direction.
  • the approach according to this embodiment in contrast to the use of a discrete propagation model, is based on a continuous propagation model, which is also discretized for calculation on a computer or by the calculation unit 3.
  • the discretization can be chosen arbitrarily, ie in particular also independent of the discretization of Ob ektstromsimulation.
  • the so-called fast marching algorithm is available as an effective method for solving the ice equation.
  • the performance of the existing algorithms for the calculation or simulation of Eiko- nal Drung allows a calculation of the Ausbreitungsmo ⁇ delle faster than in real time.
  • a direct, real-time-capable coupling of the method for the description of emission propagations to an object current or personal current simulation is achieved.
  • the calculation of the simulation results or the escape route is preferably carried out faster than in real time.
  • influences of the object or person behavior on the emission can be taken into account in the method and system according to the invention.
  • many scenarios, in particular the fire spread can be represented more realistically than with conventional methods.
  • the advantages of the method according to the invention are that parameters can be incorporated in a simple manner, which have a local effect on the propagation speed of the emission. So Materialei ⁇ properties, for example, the spread of fire, the wind direction for the transport of contaminants or even a high profile for the spreading of liquids are considered. With the egg Constrain equation parameters can be included in the calculation without additional computational effort.
  • FIGS. 5, 6, 7, 8 illustrate an application example of the method and system for calculating a route R according to the invention.
  • the effect of pollutant spread on the evacuation of a subway station is illustrated.
  • two alternative escape routes or routes R 1, R 2 are available in order to access the underground exit U-BA via an escape staircase FTR
  • the triangular area is in the Darge ⁇ presented example is a ventilation shaft as an emission source EQ, can be done from the pollutants from entering the.
  • the emission of pollutants takes place evenly around the pollutant source EQ.
  • the concentration of the pollutant is homogeneous in the illustrated example within the pollutant cloud.
  • Another example is the onset of flue gases from an underlying floor.
  • FIG. 5 shows the subway stations, the pollutant source EQ and the escape staircase FTR.
  • Fig. 6 shows how persons take the normal escape route to escape escape FTR at time t0.
  • FIG. 7 shows the persons are hindered by the emission of pollutants at time tl and turn around.
  • FIG. 8 shows the alternative flight calculations calculated by the calculation unit 3. route R2 for the people, to escape stairway to FTR time ⁇ point t2 at which the emission is more widespread.
  • the inventive method can also be used for the calculation of escape routes or routes R in multi-storey office buildings. For example, when a fire breaks out, a new escape route is calculated. The best escape route ⁇ or the escape route may be, to distinguish them from floor to floor or even from room to room.
  • the calculation result or the calculated escape route R can be reported directly to an operation control system in one possible embodiment.
  • This information on the current situation eintref ⁇ fen for example, can be a part where there are people to date and where a fire has broken out.
  • the information-dependent simulation or calculation results based thereon and the escape routes can be communicated via the system to the persons or objects by means of reporting devices, for example by means of loudspeakers of a telephone system or by means of dynamic escape route markings. If, for example, an event or a fire occurs at a main staircase which is intended as a normal escape route, persons or objects are diverted to another escape route.
  • the method and system of the invention is versatile ⁇ a settable.
  • the objects may be any movable objects, in particular vehicles, motor vehicles or watercraft. Furthermore, it can be considered in the areas around any areas in particular beechi ⁇ ge building. For example, it may be in the Ge ⁇ Biet G is one or more floors of a building with ei ⁇ ner variety of spaces R. Furthermore, the area G may be a city area having a plurality of buildings therein as obstacles H. In the case of Biet G may be a land area, but also a ⁇ What ser Chemistry.
  • the inventive method and system for calculating an alternative driving route R can be used when an event occurs. In the event, it may be a wet ⁇ terereignis example also.
  • the obstacles H within an area G may, for example, also be islands or other water hazards. Furthermore, it may be in the route, which will be by the inventive process ⁇ expects to trade a route to any destination and not necessarily an escape route to an emergency exit ⁇ .
  • the destination may, for example, also be a destination port or a destination within a city area G.
  • the events that occur may be events of a different type, for example a fire outbreak and at the same time an ingress of water within a building.
  • the navigation field NF within the betrach ⁇ ended region G can then be dynamically changed depending on various events e. Furthermore, it is possible that the obstacles H within the area also change with time in space.
  • the metric M of the navigation field NF can be a distance weighting within the considered area G as a function of the event E that has occurred.
  • the inventive system for Routenbe ⁇ bill can in any control system, for example a traffic control system for land, -motor vehicles or aircraft are used.
  • the calculated route R is not a two-dimensional route as shown in FIG. 1, but a three-dimensional route, that is, in the x, y, and z directions.
  • the invented dung contemporary system is also used for the route calculation to calculate a flight path for the aircraft as the object ⁇ the.
  • the Er ⁇ event is, for example, a weather event, such as a storm ⁇ deep act.
  • the influence of other objects or persons on the movement of the object along the calculated route is additionally taken into account.
  • the properties of the object or persons 9-1, 9-2 are additionally taken into account. For example, for an older person a different escape route is calculated than for a younger person.

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Abstract

The invention relates to a system and a method for calculating routes for at least one object that is located within a specified region using a navigation field. The invention is characterized in that a metric of the navigation field is dynamically changed by an event occurring within the region.

Description

Beschreibung description
Verfahren und System zur Routenberechnung Method and system for route calculation
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Routenberechnung, insbesondere zur Berechnung einer Fluchtroute innerhalb eines Gebietes, in welchem von einer Emissionsquel¬ le eine Emission ausgeht. The invention relates to a method and a system for calculating routes, in particular for calculating an escape route within an area in which an emission source emits an emission source.
Personenstromsimulationen sowie Routenberechnungen für Objekte spielen eine immer größere Rolle bei der Planung von Infrastrukturen sowie bei der Durchführung von Sicherungsmaßnahmen zum Schutz von Objekten. Bei den Objekten kann es sich um bewegliche Objekte, insbesondere Personen oder Fahrzeuge han¬ deln. Zur Berechnung von Routen R bzw. zur Zielfindung von Objektströmen sind im Wesentlichen zwei herkömmliche Ansätze bekannt, nämlich eine graphenbasierte Wegesuche und eine We¬ gesuche anhand von Potentialen bzw. Metriken. Um bei der Wegesuche zu einem Ziel zu kommen, beispielsweise zu einem Fluchtausgang, ist zu unterscheiden, ob für das Objekt, beispielsweise eine Person, eine freie Sicht auf das Ziel be¬ steht oder nicht. Ist eine freie Sicht auf das Ziel möglich so ist die Zielfindung einfach da sich beispielsweise Perso¬ nen auf das Ziel bzw. den Fluchtausgang direkt hinbewegen. Befindet sich jedoch ein Hindernis zwischen dem Objekt und dem Ziel so ist eine Bestimmung der Laufrichtung bzw. Bewegungsrichtung nicht trivial. Passenger flow simulations and route calculations for objects play an increasingly important role in the planning of infrastructures and in the implementation of security measures for the protection of objects. The objects can han ¬ spindles to moving objects, especially people or vehicles. For the calculation of routes or R to the target determination of object streams, two conventional approaches are mainly known, namely a graph-based route search and a ¬ We resumes based on potentials or metrics. To get to the route search to a destination, for example, to an emergency exit is to distinguish whether or not be ¬ stands for the object, such as a person, a clear view of the target. Is a clear view of the target as possible the targeting is simply there, for example, Perso ¬ nen move toward directly to the target or the escape exit. However, if there is an obstacle between the object and the target, then a determination of the direction of movement is not trivial.
Bei der graphenbasierten Wegsuche wird die Sichtbehinderung durch Einführung von Orientierungspunkten berücksichtigt. An jedem Ort in dem betroffenen Gebiet bzw. der Simulationsfläche ist mindestens ein Orientierungspunkt zu sehen, der ange¬ steuert werden kann. Ist von jedem Platz der Simulationsfläche mindestens ein Orientierungspunkt zu sehen, bedeutet dies, dass eine direkte Verbindung zweier Orientierungspunkte nicht durch ein Hindernis gestört ist. Beim Erreichen eines Orientierungspunktes wird ein weiterer Orientierungspunkt sichtbar, der als nächster Orientierungspunkt dienen kann. Alle Orientierungspunkte zusammen, einschließlich des eigent¬ lichen Ziels bilden einen Graphen, sodass sich die Suche eines Weges auf Problem eines Auffindens eines Weges in dem Graphen reduziert. Ein wesentlicher Nachteil dieser Vorgehensweise besteht in der Fixierung auf einzelne Strukturen, nämlich die Orientierungspunkte und Kanten, was in vielenThe graphene-based route search takes into account the obstruction of sight by introducing orientation points. Any place in the affected area or the simulation area can be seen at least one landmark that can be ¬ controls. If at least one orientation point is to be seen from each place of the simulation area, means this is that a direct connection of two landmarks is not disturbed by an obstacle. Upon reaching a landmark, another landmark becomes visible, which can serve as the next landmark. All landmarks together, including the Eigent ¬ the objective in forming a graph, so that the search of a way to problem of finding a path reduced in the graph. A major disadvantage of this approach is the fixation on individual structures, namely the landmarks and edges, which in many
Fällen zu einer nicht-realistischen Simulation des Verhaltens der Personen und Objekte führt. Cases lead to a non-realistic simulation of the behavior of persons and objects.
Daher erfolgt die Wegesuche in vielen Fällen herkömmlicher- weise anhand von Potentialen bzw. Metriken bzw. gewichteten Abständen. Diese Art der Wegesuche umgeht die Fixierung auf einzelne Strukturen. Ausgehend von einem Ziel in dem Gebiet bzw. Raum wird jedem Punkt ein Wert zugeordnet. Diese Werte steigen mit zunehmender Entfernung vom Ziel an. Diese räumli- che Zuordnung oder Funktion wird auch als Potential oder Metrik M bezeichnet. Werden beispielsweise in einer Objektstromsimulation alle anderen Effekte, wie beispielsweise das Ver¬ halten untereinander, das Verhalten beim Umgehen von Hindernissen oder sonstige zufällige Effekte vernachlässigt, so re- duziert sich die Bewegung auf eine Bewegung zum Minimum des so bestimmten Potentials hin. Potentialwerte bzw. Metrikwerte M des jeweiligen Weges nehmen im Zuge der Bewegung zu dem Ziel mit der Zeit ab bis das Objekt schließlich das Potenti¬ alminimum beim Erreichen des Ziels erlangt. Diese potential- basierte Navigation des Objektes wird auch als feldbasierte Navigation bezeichnet. Dabei wird für das jeweilige Gebiet ein Navigationsfeld NF berechnet und zur Berechnung von Ob¬ jekten innerhalb des Gebietes herangezogen. Im Falle einer freien Sicht ist beispielsweise der euklidische Abstand eine geeignete Potentialfunktion. Bei einer Sichthinderung ist allerdings eine entsprechende Potentialfunktion in seltenen Fällen als analytische Funktion gegeben. Daher wird bei blockierter Sicht die Potentialfunktion bzw. das Navigationsfeld im Vorfeld berechnet, sodass eine Diskretisierung zur Poten¬ tialberechnung auch bei einem kontinuierlichen Ansatz erforderlich macht. Beispielsweise können Potentiale für ein Navi¬ gationsfeld mit dem sogenannten Di sktra-Algorithmus berech¬ net werden. Therefore, in many cases, the route search conventionally takes place on the basis of potentials or metrics or weighted distances. This type of journey bypasses the fixation on individual structures. Starting from a destination in the area or space, each point is assigned a value. These values increase with increasing distance from the target. This spatial assignment or function is also referred to as potential or metric M. For example, in an object current simulation any other effects, such as the United ¬ hold each other, the behavior during bypass obstacles or other random effects neglected, re- the movement duced indicate a movement to the minimum of the so certain potential. Potential values or metric values M of the particular path to take in the course of movement to the target with time until the object finally acquires the Potenti ¬ alminimum in achieving the target. This potential-based navigation of the object is also referred to as field-based navigation. Here, a navigation pad NF is calculated and used for the calculation of whether ¬ projects within the area for the respective area. In the case of a clear view, for example, the Euclidean distance is one suitable potential function. In a visual obstruction, however, a corresponding potential function is given in rare cases as an analytical function. Therefore, it is calculated with blocked view, the potential function or the navigation pad in advance, so that a discretization of poten ¬ tialberechnung also in a continuous approach requires. For example, potential for a Navi ¬ gationsfeld with the so-called Di sktra algorithm calculation ¬ net can be.
Bei herkömmlichen Verfahren zur Ob ektstromsimulation, insbesondere zur Personstromsimulation, werden jedoch nicht das Auftreten von Ereignissen innerhalb des Gebietes berücksichtigt. Durch eine Objektstromsimulation soll die Bewegung von Objekten, beispielsweise Personen, möglichst realistisch nachgebildet werden, um daraus beispielsweise Aussagen zur Evakuierung der Personen aus Gebäuden ableiten zu können. Das Bewegungsverhalten der Objekte bzw. Personen wird dabei von statischen Hindernissen beeinflusst, unterliegt aber auch dy- namischen Einflüssen, die beispielsweise durch Emissionen unterschiedlicher Art verursacht werden. Diese Emissionen umfassen beispielsweise Hitzeemissionen oder Schadstoffemissio¬ nen bzw. Rauchemissionen, die durch eine Emissionsquelle bzw. einen Brandherd hervorgerufen werden. Die Emissionen können den betrachteten Personen- bzw. Objektstrom durch direktenHowever, conventional methods for ob ect current simulation, in particular for personal current simulation, do not consider the occurrence of events within the area. By an object current simulation, the movement of objects, such as persons, should be simulated as realistically as possible in order to derive, for example, statements about the evacuation of persons from buildings. The movement behavior of the objects or persons is influenced by static obstacles, but is also subject to dynamic influences caused, for example, by emissions of different types. These emissions include, for example, heat emissions or Schadstoffemissio ¬ NEN or smoke emissions that are caused by an emission source or a source of fire. The emissions can be analyzed by the person or object stream under consideration
Kontakt beeinflussen, beispielsweise indem Personen durch die Emission verletzt werden, oder den betrachteten Objektstrom indirekt beeinflussen, da sie die Fortbewegungsgeschwindig¬ keit der Objekte bzw. Personen verändern bzw. beeinflussen. Beispielsweise tendieren Personen dazu den verrauchten Bereich eines Gebäudes zu unterkriechen, wobei sich die Fortbe¬ wegungsgeschwindigkeit aufgrund der eingeschränkten Sicht und des Kriechens verlangsamt. Dabei kann ein Personenstrom durch mögliche Emissionen auch indirekt beeinflusst werden, indem Personen versuchen den beeinträchtigten Bereich innerhalb des Gebietes durch die Wahl alternativer Fluchtwege bzw. Routen zu umgehen oder ihr Verhalten der Situation entsprechend anpassen, z.B. ihre Bewegungsgeschwindigkeit bei einer Flucht vor der Emission erhöhen. Weiterhin ist es möglich, dass Objekte bzw. Personen auch das Ausmaß bzw. die Ausbreitungsge¬ schwindigkeit der Emission selbst beeinflussen, indem sie beispielsweise Türen oder Fenster in einem Gebäude öffnen und so beispielsweise die Emissions-Ausbreitung durch einen geänderten Luftstrom beeinflussen. Contact influence, for example, by persons are injured by the emission, or indirectly influence the considered object stream, since they change the Fortbewegungsgeschwindig ¬ speed of the objects or people or influence. For example, tend to people the smoky area of a building to crawl under, where the Fortbe ¬ motion speed slows down due to the limited visibility and creep. A stream of people can also be indirectly influenced by possible emissions by: Individuals try to circumvent the impaired area within the area by choosing alternative escape routes or routes, or adapt their behavior to the situation, eg increase their movement speed when escaping from the emission. It is also possible that objects or persons also influence the extent or the Ausbreitungsge ¬ speed of emission itself by opening as doors or windows in a building, thereby affecting for example, the emission propagation through a modified air flow.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und ein System zur Berechnung einer Route von einem Objekt in einem Gebiet zu schaffen, welches die Auswirkungen eines in dem betroffenen Gebiet auftretenden Ereignisses für eine realitätstreue Berechnung der Route berücksichtigt. It is therefore the object of the present invention to provide a method and a system for calculating a route from an object in an area, which takes into account the effects of an event occurring in the area concerned for a realistic calculation of the route.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. This object is achieved by a method having the features specified in claim 1.
Die Erfindung schafft demnach ein Verfahren zum Berechnen einer Route von mindestens einem Objekt innerhalb eines vorge¬ gebenen Gebietes mittels eines Navigationsfeldes, wobei eine Metrik des Navigationsfeldes durch ein innerhalb des Gebietes auftretendes Ereignis dynamisch verändert wird. Accordingly, the invention provides a method for calculating a route from at least one object within a pre ¬ given area by means of a navigation pad, a metric of the navigation field is changed dynamically by an event occurring within the area event.
Bei einer möglichen Aus führungs form des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Metrik eine Bewegungsgeschwindigkeit des Objektes, welche in Abhängigkeit des in dem Gebiet auftreten¬ den Ereignisses dynamisch verändert wird. In a possible disclosed embodiment of the inventive method, the metric is a movement speed of the object, which occur in the area of the ¬ the event is dynamically changed in response.
Bei einer möglichen Aus führungs form des erfindungsgemäßen Verfahrens handelt es sich bei dem Ereignis um ein Auftreten einer von einer Emissionsquelle ausgehenden Emission inner- halb eines Gebiet, das die Bewegungsgeschwindigkeit des Ob¬ jektes beeinflusst. In one possible embodiment of the method according to the invention, the event is an occurrence of an emission emanating from an emission source. half of an area that affects the speed of movement of the Ob ¬ jektes.
Bei einer möglichen Aus führungs form des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Ausbreiten der Emission innerhalb des Ge¬ bietes ausgehend von der Emissionsquelle in Abhängigkeit ei¬ nes diskreten Emissions-Ausbreitungsmodells berechnet. In a possible disclosed embodiment of the inventive method, a spreading of the emission within the Ge ¬ bietes is calculated from the emission source in dependence ei ¬ nes discrete emission propagation model.
Bei einer alternativen Aus führungs form des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Ausbreitung der Emission innerhalb des Gebietes ausgehend von der Emissionsquelle in Abhängigkeit eines kontinuierlichen Emissions-Ausbreitungsmodells berech¬ net . In an alternative disclosed embodiment of the inventive method the spread of the emission within the area starting from the emission source in response to a continuous emission propagation model calculation ¬ net is.
Bei einer möglichen Aus führungs form des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Metrik des Navigationsfeldes in Abhängig¬ keit von Emissions-Ausbreitungsparametern berechnet, welche die Ausbreitung der Emission innerhalb des Gebietes beeinflussen . In a possible disclosed embodiment of the method, the metric of the navigation pad is calculated depending ¬ ness of emission propagation parameters affecting the spread of emissions within the region.
Bei einer möglichen Aus führungs form des erfindungsgemäßen Verfahrens weisen die Emissions-Ausbreitungsparameter Materialparameter von in dem Gebiet befindlichen Böden, Seitenwänden oder Decken auf. In one possible embodiment of the method according to the invention, the emission propagation parameters comprise material parameters of soils, side walls or ceilings in the area.
Bei einer weiteren möglichen Aus führungs form des erfindungsgemäßen Verfahrens weisen die Emissions-Ausbreitungsparameter ferner Strömungsparameter von einer in dem Gebiet herrschenden Luftströmung auf. In a further possible embodiment of the method according to the invention, the emission propagation parameters also have flow parameters of an air flow prevailing in the area.
Bei einer weiteren möglichen Aus führungs form des erfindungsgemäßen Verfahrens weisen die Emissions-Ausbreitungsparameter Gebäudeparameter von in dem Gebiet befindlichen Gebäuden, Räumen, Fenstern, Türen, Treppen oder dergleichen auf. Bei einer weiteren möglichen Aus führungs form des erfindungs- gemäßen Verfahrens werden die Emissions-Ausbreitungsparameter sensorisch erfasst In another possible embodiment of the method according to the invention, the emission propagation parameters comprise building parameters of buildings, rooms, windows, doors, stairs or the like located in the area. In a further possible embodiment of the method according to the invention, the emission propagation parameters are detected by sensors
Bei einer weiteren möglichen Aus führungs form des erfindungs- gemäßen Verfahrens werden die Emissions-Ausbreitungsparameter aus einer Datenbank ausgelesen. In another possible embodiment of the method according to the invention, the emission propagation parameters are read from a database.
Bei einer weiteren möglichen Aus führungs form des erfindungs- gemäßen Verfahrens werden die Objekte durch Personen gebil- det . In another possible embodiment of the method according to the invention, the objects are formed by persons.
Bei einer weiteren möglichen Aus führungs form des erfindungs- gemäOen Verfahrens werden die Objekte durch Fahrzeuge gebil- det . In another possible embodiment of the method according to the invention, the objects are formed by vehicles.
Bei einer möglichen Aus führungs form des erfindungsgemäßen Verfahren wird die Bewegung der Objekte, d. h. der Personen oder Fahrzeuge, innerhalb des Gebietes in Abhängigkeit von einem Ob ektstrommodell, insbesondere einem Personenstrommo- dell und dem Emissions-Ausbreitungsmodell , berechnet. In one possible embodiment of the method according to the invention, the movement of the objects, i. H. the persons or vehicles within the area as a function of an obect current model, in particular a passenger-power model and the emission-propagation model.
Bei einer möglichen Aus führungs form wird das Objektstrommodell durch das Emissions-Ausbreitungsmodell ebenfalls aus ei¬ ner Datenbank ausgelesen. In a possible disclosed embodiment, the object current model is read by the emission dispersion model also made ei ¬ ner database.
Bei einer weiteren möglichen Aus führungs form des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Route für das Objekt, das sich in dem betroffenen Gebiet, in welchem das Ereignis aufgetreten ist, befindet aufgrund der Ereignis verändernden Metrik in Echtzeit berechnet sobald mindestens ein Sensor das Auftreten des jeweiligen Ereignisses detektiert. Bei einer weiteren möglichen Aus führungs form des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die berechnete Route der in dem be¬ troffenen Gebiet befindlichen Objekten durch Meldeeinrichtun gen gemeldet. In another possible embodiment of the method according to the invention, the route for the object which is located in the affected area in which the event occurred is calculated in real time on the basis of the event-changing metric as soon as at least one sensor detects the occurrence of the respective event , In another possible disclosed embodiment of the method, the calculated route of the objects located in the area concerned be ¬ gen is reported by Meldeeinrichtun.
Bei einer möglichen Aus führungs form sind diese Meldeeinrichtungen in dem Gebiet angebracht bzw. angeordnet. In one possible embodiment, these signaling devices are mounted in the area.
Alternativ können die Meldeeinrichtungen auch von den Objekten bzw. Personen mitgeführt bzw. getragen werden. Alternatively, the reporting devices can also be carried or carried by the objects or persons.
In einer weiteren möglichen Aus führungs form des erfindungsge mäßen Verfahrens wird die Bewegung der Objekte entlang der berechneten Route gelenkt, indem Fenster, Türen, Schranken, Treppen oder dergleichen, welche sich in dem betroffenen Gebiet befinden, automatisch betätigt werden. In a further possible embodiment of the method according to the invention, the movement of the objects along the calculated route is steered by automatically actuating windows, doors, barriers, stairs or the like which are located in the affected area.
Die Erfindung schafft ferner ein System mit den im Patentanspruch 12 angegebenen Merkmalen. The invention further provides a system having the features specified in claim 12.
Die Erfindung schafft ferner ein System zur Routenberechnung für mindestens ein Objekt, das sich innerhalb eines vorgege- benen Gebietes befindet, mittels eines Navigationsfeldes, wobei eine Metrik des Navigationsfeldes durch ein innerhalb des Gebietes auftretendes Ereignis dynamisch verändert wird. The invention further provides a system for calculating routes for at least one object located within a predetermined area by means of a navigation field, wherein a metric of the navigation field is dynamically changed by an event occurring within the area.
Bei einer möglichen Aus führungs form des erfindungsgemäßen Systems weist dieses Sensoren zur Erfassung des Ereignisses innerhalb des Gebietes auf. In one possible embodiment of the system according to the invention, this sensor has sensors for detecting the event within the area.
Bei einer weiteren möglichen Aus führungs form des erfindungsgemäßen Systems weist dieses eine Berechnungseinheit auf, welche die Route mittels des Navigationsfeldes anhand der durch das aufgetretene Ereignis veränderte Metrik berechnet. Bei einer weiteren möglichen Aus führungs form des erfindungs gemäßen Systems weist dieses eine Datenbank auf, die Emissi ons-Ausbreitungsparameter speichert . In another possible embodiment of the system according to the invention, the latter has a calculation unit which calculates the route by means of the navigation field on the basis of the metric changed by the event that has occurred. In another possible embodiment of the system according to the invention, the latter has a database which stores emission propagation parameters.
Bei einer weiteren möglichen Aus führungs form des erfindungs gemäßen Systems weist das System zusätzlich Sensoren zur Be reitstellung bzw. Detektion von Emissions- Ausbreitungsparametern auf. In another possible embodiment of the system according to the invention, the system additionally has sensors for the provision or detection of emission propagation parameters.
Bei einer weiteren möglichen Aus führungs form des erfindungs gemäßen Systems wird die Metrik des Navigationsfeldes in Ab hängigkeit der bereitgestellten Emissions-In another possible embodiment of the system according to the invention, the metric of the navigation field is determined as a function of the emission
Austeilungsparameter durch die Berechnungseinheit berechnet Distribution parameter calculated by the calculation unit
Bei einer weiteren möglichen Aus führungs form des erfindungs gemäßen Systems weist dieses zudem Meldeeinrichtungen auf, welche für die Meldung der berechneten Route an die in dem betroffenen Gebiet befindlichen Objekte bzw. Personen vorge sehen ist. In a further possible embodiment of the system according to the invention, the latter additionally has signaling devices which are provided for reporting the calculated route to the objects or persons located in the affected area.
Bei einer weiteren möglichen Aus führungs form des erfindungs gemäßen Systems weist dieses Lenkungseinrichtungen auf, wel che für die Lenkung der in dem betroffenen Gebiet befindlichen Objekte entlang der berechneten Route vorgesehen sind. In a further possible embodiment of the system according to the invention, this has steering devices which are provided for the steering of the objects located in the affected area along the calculated route.
Bei einer weiteren möglichen Aus führungs form des erfindungs gemäßen Systems erfolgt die Routenberechnung zu Simulations zwecken im Vorfeld bei der Planung einer Infrastruktur, bei spielsweise eines Gebäudes. In another possible embodiment of the system according to the invention, the route calculation for simulation purposes takes place in advance in the planning of an infrastructure, for example of a building.
Bei einer weiteren möglichen Aus führungs form des erfindungs gemäßen Systems wird dieses zur Berechnung einer Route, ins besondere einer Fluchtroute, in Echtzeit bei Auftreten eines realen Ereignisses verwendet. In another possible embodiment of the system according to the invention, this is used to calculate a route, into special an escape route, used in real time when a real event occurs.
Bei dieser Aus führungs form erfolgt die Berechnung der Route beispielsweise schneller als in Echtzeit d. h. derart schnell, dass die berechnete Route bzw. Fluchtroute durch ei ne sich ausbreitende Emission nicht beeinträchtigt wird. In this embodiment, for example, the route is calculated faster than in real time d. H. so fast that the calculated route or escape route is not adversely affected by a propagating emission.
Bei einer möglichen Aus führungs form wird dieses Routenberech nungssystem in einem Einsatzleitsystem, beispielsweise in ei nem Einsatzleitsystem von Feuerwehren integriert. Das erfindungsgemäße System stellt eine direkte Kopplung zwischen ei¬ ner Ob ektstromsimulation, insbesondere einer Personstromsimulation, und einem Emissions-Ausbreitungsmodell her. In one possible embodiment, this route calculation system is integrated in an incident control system, for example in a fire control mission control system. The inventive system provides ektstromsimulation a direct coupling between ei ¬ ner Whether, in particular a person's current simulation, and an emission dispersion model here.
Nachfolgend werden mögliche Aus führungs formen des erfindungs gemäßen Systems und des erfindungsgemäßen Verfahrens zu Rou¬ tenberechnung für ein Objekt anhand der beigefügten Figuren näher beschrieben. Subsequently possible from guide are forms of the system according to fiction, and the inventive method to Rou ¬ tenberechnung for an object reference to the accompanying figures described.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 ein Blockdiagramm zur Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Systems zur Routen berechnung; Fig. 1 is a block diagram showing an embodiment of a system according to the invention for route calculation;
Fig. 2 e Ablaufdiagramm zur Darstellung eines Aus- führungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Rou- tenberechnung; FIG. 2 e a flowchart for illustrating an embodiment of the method according to the invention for calculating routes; FIG.
Fig. 3 ein Diagramm zur Darstellung eines diskretenFig. 3 is a diagram illustrating a discrete
Emissions-Ausbreitungsmodells , wie es bei dem erfindungsgemä ßen Verfahren und System eingesetzt werden kann; Fig. 4 ein Diagramm zur Darstellung eines kontinuierlichen Emissions-Ausbreitungsmodells , wie es bei dem erfin¬ dungsgemäßen Verfahren und System eingesetzt werden kann: Fig. 5 - 8 die Darstellung eines Anwendungsbeispiels für die Berechnung einer Fluchtroute gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren und System. Emission propagation model, as it can be used in the inventive method and system Shen; Figure 4 is a diagram showing a continuous emission propagation model, as it can be used in the OF INVENTION ¬ to the invention method and system. FIG. 5-8, the representation of an embodiment for the calculation of an escape route in accordance with the inventive method and system.
Wie man in Fig. 1 erkennen kann, befinden sich bei dem darge- stellten Ausführungsbeispiel in einem Gebiet G, beispielswei¬ se einem Gebäude, Hindernisse H, beispielweise Wände. In dem dargestellten einfachen Beispiel weist das Gebiet, bzw. das Gebäude G drei Räume 10-1, 10-2, 10-3 auf. In jedem Raum 10- 1, 10-2, 10-3 befindet sich jeweils mindestens ein Sensor 1- 1, 1-2, 1-3 zur Detektion eines in dem jeweiligen Raum auftretenden möglichen Ereignisses. Diese Sensoren 1-1, 1-2, 1-3 sind über einen Bus, bzw. ein Netzwerk 2 an eine Berechnungseinheit 3 angeschlossen. Die Berechnungseinheit 3 kann bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel über den Bus 2 auch Ak- tuatoren 4, 5, 6, 7, 10 ansteuern. Beispielsweise können über die Aktuatoren 5, 7 Türen T5, T7 betätigt werden, das heißt geschlossen oder geöffnet werden. Die Berechnungseinheit 3 hat Zugriff auf eine Datenbank bzw. einen Datenspeicher 8. Bei den Sensoren 1-1 bis 1-3 kann es sich um Sensoren handeln, die ein bestimmtes Ereignis erfassen, beispielsweise um Rauchmelder oder dergleichen zur Erfassung eines Brandherdes innerhalb des Gebietes G. Temperaturmesseinrichtungen, Druckmesseinrichtungen oder sonstige Sensoren können zur Erfassung weiterer physikalischer Parameter vorgesehen sein. Bei denAs can be seen in Fig. 1, located at the ones shown, the exemplary embodiment illustrated in an area G, beispielswei ¬ se a building obstacles H, such as walls. In the illustrated simple example, the area or building G has three rooms 10-1, 10-2, 10-3. At least one sensor 1-1, 1-2, 1-3 is located in each room 10-1, 10-2, 10-3 for detecting a possible event occurring in the respective room. These sensors 1-1, 1-2, 1-3 are connected to a calculation unit 3 via a bus or a network 2. In the exemplary embodiment illustrated, the calculation unit 3 can also control actuators 4, 5, 6, 7, 10 via the bus 2. For example, via the actuators 5, 7 doors T5, T7 are operated, that is closed or opened. The calculation unit 3 has access to a database or a data memory 8. The sensors 1-1 to 1-3 may be sensors which detect a specific event, for example smoke detectors or the like for detecting a source of fire within the area G Temperature measuring devices, pressure measuring devices or other sensors may be provided to detect further physical parameters. Both
Aktuatoren kann es sich wie bei den Aktoren 5, 7 um Aktuatoren zur Betätigung von Türen, Fenstern, Treppen oder dergleichen handeln. Beispielsweise kann es sich bei den Aktuatoren auch um Einrichtungen zur aktiven Eindämmung des jeweiligen Ereignisses, beispielsweise um eine Wassersprenkleranlage oder dergleichen handeln. Bei dem in Fig. 1 dargestellten einfachen Beispiel befindet sich in dem Raum 10-1 mindestens ein Objekt 9, beispielsweise eine Person. Im dargestellten Beispiel befinden sich in dem Raum 10-1 zwei Objekte bzw.Actuators, as in the case of the actuators 5, 7, can be actuators for actuating doors, windows, stairs or the like. For example, the actuators may also be devices for actively restraining the respective ones Event, for example, to act a Wassersprenkleranlage or the like. In the simple example shown in FIG. 1, at least one object 9, for example a person, is located in the room 10-1. In the example shown, there are two objects in the room 10-1 or
Personen 9-1 bzw. 9-2. Im Raum 10-3 befindet sich in dem dargestellten einfachen Beispiel eine Fluchttür TF, die im Falle eines Auftretens eines Ereignisses, beispielsweise eines Brandes, für die in dem Gebiet G befindliche Personen 9-1, 9- 2 zu erreichen ist. In dem dargestellten Beispiel tritt in dem Raum 10-2, der sich zwischen dem Raum 10-1 und dem Raum 10-3 befindet, ein Ereignis E auf, welches die Berechnung ei¬ ner Fluchtroute FR für die im Raum 10-1 befindlichen Personen bzw. Objekte 9 notwendig macht und auslöst. Bei dem in Fig. 1 dargestellten einfachen Beispiel erfasst der Sensor 1-2 im Raum 10-2 das Auftreten des Ereignisses E im Raum 10-2. Bei dem Ereignis E handelt es sich beispielsweise um einen Brand. Der Brandherd des Brandes als Emissionsquelle EQ wird mithil- fe von Sensoren innerhalb des Raumes 10-2 lokalisiert. Durch den Brandherd EQ werden Emissionen hervorgerufen, insbesondere Rauchgasemissionen und/oder Hitzeemissionen. Der Brand breitet sich, wie in Fig. 1 dargestellt, über die Zeitpunkte tl, t2, t3 innerhalb des Raumes 10-2 aus, wobei zum Zeitpunkt t3 der Weg über die Tür T7 vollständig versperrt wird. Zum Zeitpunkt t3 wird somit eine Flucht über eine Fluchtroute entlang der Tür T7, welche durch den Aktuator 7 betätigt werden kann, für die Personen 9-1, 9-2, welche sich in dem Raum 10-1 befinden, unmöglich. Nach Auftreten des Ereignisses innerhalb des Raumes 10-2, d. h. des Brandes berechnet die Berechnungseinheit 3 beispiels¬ weise in Echtzeit ein Navigationsfeld NF, wobei mindestens eine Metrik des Navigationsfeldes NF durch das innerhalb des Gebietes G auftretende Ereignis dynamisch verändert wird. Auf Basis dieses geänderten Navigationsfeldes erfolgt anschlie¬ ßend die Berechnung der Route R für die im Raum 10-1 befind¬ lichen Objekte 9-1, 9-2. Bei dem in Fig. 1 dargestellten einfachen Beispiel berechnet die Berechnungseinheit 3 eine Persons 9-1 or 9-2. In room 10-3 is located in the illustrated simple example, an escape door T F , which in case of occurrence of an event, such as a fire, for the people located in the area G 9-1, 9- 2 is reached. In the illustrated example occurs in the space 10-2, which is located between the room 10-1 and the room 10-3, an event E, which is the calculation ei ¬ ner escape route FR for those in the room 10-1 people or objects 9 makes necessary and triggers. In the simple example shown in FIG. 1, the sensor 1-2 in the room 10-2 detects the occurrence of the event E in the room 10-2. For example, the event E is a fire. The source of the fire as the emission source EQ is localized by means of sensors within the room 10-2. The source of fire EQ causes emissions, in particular flue gas emissions and / or heat emissions. The fire spreads, as shown in Fig. 1, over the times tl, t2, t3 within the room 10-2, wherein at the time t3, the path over the door T7 is completely blocked. At time t3, an escape via an escape route along the door T7, which can be actuated by the actuator 7, is therefore impossible for the persons 9-1, 9-2 who are in the room 10-1. After occurrence of the event within the room 10-2, ie the fire calculates the calculation unit 3 example ¬ example in real time a navigation field NF, wherein at least one metric of the navigation field NF is dynamically changed by the occurring within the area G event. On Is done based on this revised navigation pad subsequent ¬ ßend calculating the route R for the room 10-1 befind ¬ union objects 9-1, 9-2. In the simple example shown in FIG. 1, the calculation unit 3 calculates a
Fluchtroute R für die beiden Objekte 9-1, 9-2, die über die Tür T5 zu der Fluchttür TF im Raum 10-3 führt. Die lokale Metrik des Navigationsfeldes NF wird somit situationsabhängig durch das Ereignis verändert. Bei der Metrik handelt es sich vorzugsweise um die Bewegungsgeschwindigkeit der Objekte bzw. Personen 9. Durch den Brand als ein hindernisbildendes Ereig¬ nis wird die Metrik bzw. die Bewegungsgeschwindigkeit der Ob¬ jekte bzw. Personen 9-1, 9-2 beispielsweise aufgrund der Rauchgasentwicklung geringer. Das Ausbreiten der Emissionen innerhalb des Gebietes G, beispielsweise im Raum 10-2 wird durch die Berechnungseinheit 3 ausgehend von der Emissions¬ quelle EQ bzw. dem Brandherd in Abhängigkeit eines Emissions- Ausbreitungsmodells EAM berechnet, welches beispielsweise aus der Datenbank 8 ausgelesen wird. Bei dem Emissions- Ausbreitungsmodell EAM kann es sich um ein diskretes oder kontinuierliches Emissions-Ausbreitungsmodell EAM handeln. Die Metrik M des Navigationsfeldes NF für das Gebiet G wird in Abhängigkeit von Emissions-Ausbreitungsparametern berechnet, welche die Ausbreitung der Emission innerhalb des Gebie¬ tes G beeinflussen können. Escape route R for the two objects 9-1, 9-2, which leads via the door T5 to the escape door T F in room 10-3. The local metric of the navigation field NF is thus changed depending on the situation by the event. The metric is preferably the speed of movement of objects or persons 9. The fire as an obstacle forming EVENT ¬ nis the metric or the speed of movement Whether ¬ projects or people will be 9-1, 9-2, for example due to the Flue gas development lower. The spreading of the emissions within the area G, such as in space 10-2 is calculated by the calculating unit 3, starting from the emission ¬ source EQ or the fire in response to an emission propagation model EAM, which is read out, for example, from the database. 8 The emission propagation model EAM may be a discrete or continuous emission propagation model EAM. The metric M of the navigation pad NF for the area G is calculated as a function of emission propagation parameters that may affect the propagation of the emission within the Gebie ¬ G tes.
Die Emissions-Ausbreitungsparameter umfassen beispielsweise Material-Parameter von in dem Gebiet G befindlichen Böden, Seitenwänden oder Decken. Beispielsweise breitet sich ein Brand innerhalb eines Gebäudes mit Holzböden, Holzwänden oder Holzdecken wesentlich schneller aus als in einem Betongebäude. Weiterhin können die Emissions-Ausbreitungsparameter Strömungsparameter von einer in dem Gebiet G herrschenden Luftströmung umfassen. Beispielsweise kann eine Wind bzw. Luftzugströmung die Ausbreitungsgeschwindigkeit einer Rauch- gasemission wesentlich beeinflussen. Es ist zudem möglich, dass durch die Berechnungseinheit 3 das Öffnen von Türen oder Fenstern durch Objekte bzw. Personen 9 als Reaktion auf das Ereignis sensorisch erfasst wird. So können die Personen bei ihrer Flucht beispielsweise ein Fenster F, wie in Fig. 1 dargestellt, öffnen, wobei dies durch einen Sensor 11 erfasst wird und zur Berechnung der Emissions-Ausbreitung berücksichtigt wird. Bei den Emissions-Ausbreitungsparameter kann es sich um Parameter, von den in dem Gebiet G befindlichen Gebäuden, Räumen, Fenster, Türen, Treppen und der dergleichen handeln. Die Berechnungseinheit 3 kann diese Gebäudeparameter aus der in Fig. 1 dargestellten Datenbank 8 auslesen. Weitere mögliche Emissions-Ausbreitungsparameter können berücksichtigt werden, beispielsweise Höhenprofile, die die Ausbreitung von Flüssigkeiten berücksichtigen. The emission propagation parameters include, for example, material parameters of soils, sidewalls or ceilings located in the area G. For example, a fire within a building with wooden floors, wooden walls or wooden ceilings spreads much faster than in a concrete building. Furthermore, the emission propagation parameters may include flow parameters from an airflow prevailing in the region G. For example, a wind or draft may cause the propagation velocity of a smoke significantly influence gas emissions. It is also possible that the opening of doors or windows by objects or persons 9 is sensed by the calculation unit 3 in response to the event. For example, in the event of their escape, the persons can open a window F, as shown in FIG. 1, this being detected by a sensor 11 and taken into account for calculating the emission propagation. The emission propagation parameters may be parameters of the buildings, rooms, windows, doors, stairs and the like located in the area G. The calculation unit 3 can read out these building parameters from the database 8 shown in FIG. 1. Other possible emission propagation parameters can be taken into account, for example height profiles that take into account the propagation of liquids.
Bei einer möglichen Aus führungs form werden Emissions- Ausbreitungsparameter, beispielsweise Strömungsparameter, sensorisch erfasst und an die Berechnungseinheit 3 über die Bus 2 gemeldet. Weiterhin können als Emissions- Ausbreitungsparameter, beispielsweise Materialparameter oder Gebäudeparameter aus der Datenbank 8 ausgelesen werden. Die Bewegung der Objekte 9 innerhalb des Gebietes G wird in Ab¬ hängigkeit eines Objektstrommodells und eines Emissions- Ausbreitungsmodells EAM durch die Berechnungseinheit 3, bei¬ spielsweise durch einen Computer eines Leitsystems, berech¬ net. Dabei kann die Berechnungseinheit 3 das Objektstrommo¬ dell bzw. Personenstrommodell sowie das Emissions- Ausbreitungsmodell EAM in einer möglichen Aus führungs form aus der Datenbank 8 bei Auftreten des Ereignisses auslesen. Für verschiedene Arten von Ereignissen können verschiedene Arten von Emissions-Ausbreitungsmodellen EAM in der Datenbank 8 abgelegt sein. Beispielsweise wird bei Auftreten eines Brandes ein anderes Emissions-Ausbreitungsmodell durch die Berech- nungseinheit 3 aus der Datenbank 8 geladen als beispielsweise bei einem Wassereinbruch in einen Raum. Die Route R bzw. In one possible embodiment, emission propagation parameters, for example flow parameters, are detected by sensors and reported to the calculation unit 3 via the bus 2. Furthermore, emission parameters such as material parameters or building parameters can be read from the database 8 as emission propagation parameters. The motion of the objects 9 is within the area G in Ab ¬ dependence of a current object model and a propagation model EAM emission by the calculating unit 3, in ¬ example by a computer of a control system, calculation ¬ net. In this case, the calculation unit 3 can read out the object current model or person current model as well as the emission propagation model EAM in a possible embodiment from the database 8 when the event occurs. Different types of emission propagation models EAM can be stored in the database 8 for different types of events. For example, if a fire occurs, a different emission propagation model is determined by the calculation. tion unit 3 from the database 8 loaded as for example in a water ingress into a room. The route R or
Fluchtroute für die Objekte bzw. Personen 9-1, 9-2, die sich in dem betroffenen Gebiet in dem Raum 10-1 befinden, wird auf der Basis der durch das Ereignis E veränderten Metrik M durch die Berechnungseinheit 3 in Echtzeit berechnet, sobald min¬ destens ein Sensor 1 das Auftreten des Ereignisses E detek- tiert. Bei einer möglichen Aus führungs form wird die berechnete Route R, beispielsweise die Fluchtroute, den in dem be- troffenen Gebiet G befindlichen Objekten bzw. Personen 9-1, 9-2 gemeldet. Das kann einerseits durch Meldeeinrichtungen geschehen, welche in dem Gebiet G, beispielsweise in den Räu¬ men 10-1, 10-2, 10-3 angebracht sind, oder durch Meldeeinrichtungen, die von den Objekten bzw. Personen 9-1, 9-2 mit sich geführt werden. Bei den Meldeeinrichtungen, die in den Räumen 10-1, 10-2, 10-3 angebracht sind, kann es sich beispielsweise um Lautsprecher, Anzeigen, Fluchtwegmarkierungen und dergleichen handeln. Bei den Meldeeinrichtungen, die von den Objekten bzw. Personen 9-1, 9-2 mit sich geführt werden, kann es sich beispielsweise um tragbare mobile Geräte, bei¬ spielsweise Handys oder dergleichen handeln. Handelt es sich bei den Personen 9 beispielsweise um Arbeiter, die in einem gefährdeten Raum oder Gebiet G arbeiten, tragen diese beispielsweise die entsprechenden Meldeeinrichtungen zur Ermitt- lung einer optimalen Fluchtroute bei Auftreten eines gefährliches Ereignisses innerhalb des Gebietes G. Bei dem in Fig 1 dargestellten einfachen Beispiel wird den Personen 9-1, 9-2 gemeldet, dass sie beispielsweise über die Tür T5 zu der Fluchttür TF fliehen sollen. Escape route for the objects 9-1, 9-2 located in the affected area in the room 10-1 is calculated on the basis of the metric M changed by the event E by the calculation unit 3 in real time as soon as min ¬ least one sensor 1 advantage, the occurrence of the event e detek-. In one possible embodiment, the calculated route R, for example the escape route, is reported to the objects or persons 9-1, 9-2 in the affected area G. This can be done by one hand, signaling devices, which are mounted in the area G, for example in the accomodat ¬ men 10-1, 10-2, 10-3, or by means of signaling means that the objects or persons 9-1, 9- 2 are taken with him. The message devices installed in the rooms 10-1, 10-2, 10-3 may be, for example, speakers, displays, escape route markers, and the like. The alarm systems which are guided by the objects or persons 9-1, 9-2, it can be for portable mobile devices, at ¬ play as mobile phones or the like, for example. If the persons 9 are, for example, workers who work in an endangered room or area G, they carry, for example, the corresponding signaling devices for determining an optimal escape route when a dangerous event occurs within the area G. In the case of FIG simple example, the persons 9-1, 9-2 reported that they should flee, for example via the door T5 to the escape door TF.
Bei einer möglichen Aus führungs form des erfindungsgemäßen Systems verfügt dieses neben Meldeeinrichtungen zusätzlich über Lenkeinrichtungen, welche für die Lenkung der Objekte bzw. Personen entlang der berechneten Route R, beispielsweise der Fluchtroute, vorgesehen sind. In dem in Fig. 1 darge¬ stellten einfachen Ausführungsbeispiel werden beispielsweise die Aktuatoren 5, 7 derart angesteuert, dass die Tür T5 ge¬ öffnet wird und die Tür T7 geschlossen wird. Das Schließen der Tür T7 verhindert dabei ein Ausbreiten des Brandes in den Raum 10-3. Darüber hinaus wird durch das Schließen der Tür T7 den Personen 9-1, 9-2 angezeigt, dass sie eine andere Tür für Ihre Flucht passieren sollten, beispielsweise die Tür T5. Durch die entsprechende Betätigung der Türen T5, T7 wird die Bewegung der fliehenden Personen 9-1, 9-2 entlang der Fluchtroute FR durch die Lenkeinrichtungen gelenkt bzw. gesteuert. Die Steuerung der Aktuatoren T5, T7 erfolgt durch die Berechnungseinheit 3 nachdem die optimale Fluchtroute R auf Basis des Navigationsfeldes NF mit dynamisch geänderter Metrik be- rechnet wurde. Dabei wird die Ausbreitung der Emission ausge¬ hend von dem Brandherd EQ im Raum 10-2 berücksichtigt. Die Bewegung der Objekte bzw. der Personen 9 entlang der berechneten Route R kann gelenkt werden, indem Fenster, Türen, Schranken oder Treppen, die sich in dem betroffenen Gebiet befinden, in Abhängigkeit von der berechneten Route R automatisch betätigt werden. Die Berechnung der Emissions- Ausbreitung erfolgt durch die Berechnungseinheit 3 schneller als in Realzeit, d. h. in dem dargestellten Beispiel wird die Fluchtroute R derart schnell berechnet, dass die sich aus- breitende Emission die berechnete Fluchtroute R nicht ver¬ sperrt bevor die Personen bzw. Objekte 9-1, 9-2 den Brand passiert haben. In one possible embodiment of the system according to the invention, in addition to signaling devices, it additionally has steering devices which are used to steer the objects or persons along the calculated route R, for example the escape route, are provided. In the in Fig. Darge ¬ set 1 simple embodiment, the actuators 5, 7 are driven in such a way, for example, that the door is T5 ge ¬ opens the door and T7 is closed. The closing of the door T7 prevents spreading of the fire in the room 10-3. In addition, closing door T7 indicates to persons 9-1, 9-2 that they should pass another door for their escape, such as door T5. By the corresponding actuation of the doors T5, T7, the movement of the fleeing persons 9-1, 9-2 along the escape route FR is directed or controlled by the steering devices. The actuators T5, T7 are controlled by the calculation unit 3 after the optimal escape route R has been calculated on the basis of the navigation field NF with dynamically changed metric. The spread of the emission is based ¬ considered by the fire in the room EQ 10-2. The movement of the objects or persons 9 along the calculated route R can be steered by automatically actuating windows, doors, barriers or stairs located in the affected area, depending on the calculated route R. The calculation of the emission spread is performed by the calculating unit 3 faster than in real time, that is, in the example shown, the escape route R is calculated so fast that the log out wide end emission R not ver ¬ locks the calculated escape route before the persons or objects 9-1, 9-2 have passed the fire.
Bei einer möglichen Aus führungs form des erfindungsgemäßen Verfahrens und Systems wird der betrachtete Bereich bzw. das betrachtete Gebiet G diskretisiert und dabei in gleichartige Zellen, beispielsweise hexagonale Zellen zerlegt. Eine sinn¬ volle Zerlegung stellt beispielsweise eine Aufteilung in He- xagone dar, wobei ein Hexagonfeld vorzugsweise so groß ist, dass es eine Person bzw. ein Objekt 9 aufnehmen kann. Zusätzlich zur räumlichen Diskretisierung wird auch das zeitliche Fortschreiten der Berechnung bzw. Simulation in Einzelschritte zerlegt, wobei vorteilhafterweise gleichlange Zeitschritte verwendet werden. Je nach Geschwindigkeit kann sich eine Per¬ son bzw. ein Objekt 9 in jedem Zeitschritt maximal um eine Zelle im Gebiet vorwärts bewegen. Neben der Bewegung der Objekte bzw. der Personen 9 wird bei dem erfindungsgemäßen System auch die Emissions-Ausbreitung von Zelle zur Zelle innerhalb einer bestimmten Anzahl von Zeitschritten berechnet. Der verwendete Zeitschritt wird dabei vorzugsweise derart ge¬ wählt, dass die schnellste Emissions-Ausbreitung und das schnellste Objekt in einem einzelnen Zeitschritt maximal um eine Zelle bzw. Hexagonalzelle innerhalb des betrachteten Ge¬ biets G voranschreiten kann. Dies gewährleistet, dass die Be¬ wegung des Objektes bzw. der Person 9 sowie die Ausbreitung der Emission in dem Gebiet G mit der maximalen zeitlichen Auflösung beobachtet werden kann und dass darüber hinaus eine interaktive Beeinflussung der Emission durch Objekte bzw. Personen 9 bei der Berechnung berücksichtigt werden kann. In one possible embodiment of the method and system according to the invention, the considered area or region G is discretized and decomposed into similar cells, for example hexagonal cells. A useful ¬ full decomposition is for example a division into He- xagone represents wherein a hexagon box is preferably as large, that it can accommodate a person or an object 9. In addition to the spatial discretization, the temporal progression of the calculation or simulation is also decomposed into individual steps, with advantageously the same time steps being used. Depending on the speed, a person or an object 9 can move forward a maximum of one cell in the area in each time step. In addition to the movement of the objects or of the persons 9, in the system according to the invention the emission propagation from cell to cell is also calculated within a certain number of time steps. The time step used is preferably such ge selects ¬ that the fastest emission and propagation of the fastest object can proceed in a single time step by a maximum of a cell or hexagonal cell within the considered Ge ¬ Biets G. This ensures that the Be ¬ movement of the object or the person 9, and the spread of the emission G in the field with the maximum temporal resolution can be observed and that, moreover, an interactive influence the emission by objects or people 9 in the calculation can be taken into account.
Fig. 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines möglichen Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Berechnen einer Route eines Objekts bzw. einer Person, wobei ein Emissi¬ ons-Ausbreitungsmodell EAM mit einem Objektstrommodell, bei¬ spielsweise einem Personenstrommodell gekoppelt ist. Fig. 2 shows a flow diagram of a possible embodiment of the inventive method for calculating a route of an object or a person, wherein an TERMS ¬ ons-propagation model EAM with an object current model in ¬ play, a person current model is coupled.
In einem Schritt Sl wird zunächst ein Zeitschritt erhöht, d. h. ein Zeitgeber bzw. Countdown wird inkrementiert . In a step S1, a time step is first increased, i. H. a timer or countdown is incremented.
In einem weiteren Schritt S2 wird geprüft, ob eine Emissions- Ausbreitung in dem aktuellen Zeitschritt stattgefunden hat oder nicht. Wenn dies der Fall ist, wird im Schritt S3 das Emissions-Ausbreitungsmodell EAM durch die Berechnungseinheit 3 aus der Datenbank 8 geladen und aktiviert. Diese Aktivie¬ rung des Emissions-Ausbreitungsmodells geschieht mit aktuel¬ len Objekt- bzw. Personenpositionen und Informationen über dynamische Hindernisse, z.B. ob eine Tür offen oder geschlos- sen ist. In a further step S2 it is checked whether an emission propagation has taken place in the current time step or not. If this is the case, in step S3 the emission propagation model EAM is calculated by the calculation unit 3 loaded from the database 8 and activated. This activa ¬ tion of emission dispersion model happens to aktuel ¬ len object or person positions and information on dynamic obstacles, such as whether a door is open or closed.
In einem weiteren Schritt S4 werden von der Emission betroffene Zellen innerhalb des betroffenen Gebietes G eingefügt. Ändert sich in diesem Zeitschritt die Menge der Zellen, die von der Emission beeinflusst werden, werden die Routen R bzw. die Wege der Personen bzw. Objekte 9 neu berechnet. Dabei kann beispielsweise ein Zielpotential verwendet werden, das mit Hilfe eines Flutungsalgorithmus aufgebaut wird. In a further step S4, cells affected by the emission are inserted within the affected area G. If the amount of cells affected by the emission changes in this time step, the routes R or the paths of the persons or objects 9 are recalculated. In this case, for example, a target potential can be used which is set up with the aid of a flooding algorithm.
Bei einer möglichen Aus führungs form können sich die Personen bzw. die Objekte 9 einen neuen Weg bzw. eine neue Route R su¬ chen. Weiterhin ist es möglich, dass die Personen bzw. die Objekte auf einen vordefinierten alternativen Fluchtweg bzw. Fluchtroute umgeleitet werden. In a possible disclosed embodiment to the persons or objects 9 a new way or a new route R su ¬ chen. Furthermore, it is possible for the persons or the objects to be redirected to a predefined alternative escape route or escape route.
In einem weiteren Schritt S5 wird geprüft, ob eine Person¬ bzw, eine Objektbewegung in dem aktuellen Zeitschritt stattgefunden hat. Ist dies der Fall, wird in einem Schritt S6 ein Objektstrom- bzw. Personenstrommodell aktiviert, wobei die aktuellen Emissionszellen bzw. der Zustand dynamischer Hindernisse berücksichtigt wird. In a further step S5, it is checked whether a person or ¬, an object motion has occurred in the current time step. If this is the case, a Objektstrom- or Personenstrommodell is activated in a step S6, taking into account the current emission cells or the state of dynamic obstacles.
In einem weiteren Schritt S7 wird die Objekt- bzw. Personenposition aktualisiert. Weiterhin werden dynamische Hindernis- se, beispielsweise Türen, aktualisiert. Beispielsweise wird eine Tür geschlossen oder geöffnet. Danach kehrt der Vorgang zu Schritt Sl zurück, wie in Fig. 2 dargestellt. In einer möglichen Aus führungs form basiert die Berechnung der Emissions-Ausbreitung auf einer Beschreibung der Emission mittels eines Kreises oder einer Ellipse. Beispielsweise kann durch eine zeitabhängige Veränderung von Halbachsen die Ausbreitung einer Emission in einer Ebene relativ gut modelliert werden :
Figure imgf000020_0001
Eine inhomogene Ausbreitung der Emission wird dabei durch eine zeitliche Abhängigkeit der Halbachsen modelliert. Befinden sich jedoch Hindernisse H in dem betrachteten Bereich bzw. Gebiet G, so ist dieser Ansatz nur bedingt gültig. Im Falle des Vorliegens zusätzlicher Hindernisse H bietet daher der diskrete Ansatz einige Vorteile. Es kann für jede Zelle fest¬ gelegt werden, ob eine Nachbarzelle direkt erreichbar ist oder ob der Weg dahin durch ein Hindernis H verstellt ist. Die Zelle im betrachteten Gebiet G kann verschiedene Zustände aufweisen. Beispielsweise kann eine Zelle des Gebietes G min- destens zwei Zustände aufweisen, beispielsweise einen ersten Zustand, dass die Zelle durch die Emission betroffen ist, und als zweiten Zustand, dass die Zelle durch die Emission nicht betroffen ist. In einer weiteren möglichen Aus führungs form sind weitere Abstufungen der Zustände anwendungsspezifisch vorgesehen. So sind bei dem Emissions-Ausbreitungsmodell EAM beispielsweise bei einem Ausbreitungsmodell eines Feuers bzw. Brandes mehre¬ re Zustände für die jeweilige Zelle möglich, beispielsweise die Zustände: nicht betroffen, verraucht, stark verraucht, brennend, abgebrannt. Zudem bietet das zellbasierte Modell den Vorteil, dass der Zustand der Zellen in Abhängigkeit ih- rer Nachbarzellen aktualisiert werden kann. Dabei ist eine beliebige Komplexität dieser Aktualisierung der Zelle in Ab¬ hängigkeit seiner Nachbarzellen möglich. So kann beispielsweise durch eine unterschiedliche Länge der Übersprungszeiten von einer Zelle zur nächsten Zelle für unterschiedliche Mate¬ rialien bei Feuerausbreitung moduliert werden. Befindet sich in der Umgebung der Zelle viel Holz, beispielsweise ein Holzfußboden, geht die Ausbreitung des Brandes bzw. der Emission deutlich schneller voran, als bei anderen Materialien. Durch komplexe Ausbreitungsmodelle kann hier die Aussagefähigkeit deutlich gesteigert werden. Durch eine adäquate Modellierung der Nachbarschaft, bzw. der Nachbarschaftszellen ist es ferner möglich beispielsweise Wände oder sonstige Hindernisse H bei der Feuerausbreitung zu berücksichtigen. Werden zwei Zellen zwischen denen sich eine Wand bzw. ein Hindernis H befindet, nicht als Nachbarn betrachtet, so ist ein Übersprung des Feuers von der einen Zelle zu der anderen Zelle nicht möglich und das Feuer breitet sich im Gegensatz zum oben angegebenen einfacher Ellipsenmodell nicht durch das Hindernis H hindurch aus. In a further step S7, the object or person position is updated. Furthermore, dynamic obstacles, such as doors, are updated. For example, a door is closed or opened. Thereafter, the process returns to step S1 as shown in FIG. In one possible embodiment, the calculation of the emission propagation is based on a description of the emission by means of a circle or an ellipse. For example, by a time-dependent change of half-axes, the propagation of an emission in a plane can be modeled relatively well:
Figure imgf000020_0001
An inhomogeneous propagation of the emission is modeled by a temporal dependence of the semiaxes. However, if obstacles H are present in the considered area G, this approach is only conditionally valid. In the case of additional obstacles H, therefore, the discrete approach offers some advantages. It can be determined ¬ for each cell, whether a neighboring cell is directly accessible or whether the way is displaced by an obstacle H. The cell in the considered region G can have different states. For example, a cell of region G may have at least two states, for example, a first state that the cell is affected by the emission, and a second state that the cell is not affected by the emission. In a further possible embodiment, further gradations of the states are provided in an application-specific manner. So several ¬ re states for the respective cell in the emission-dispersion model EAM example, in a propagation model of a fire or fire possible, for example, the states: not affected, smoky, strong smoky, burning, burnt off. In addition, the cell-based model offers the advantage that the state of the cells is dependent on their rer neighbor cells can be updated. Here, any complexity of updating the cell in ¬ dependence from its neighboring cells is possible. Thus, for example, by a different length of the skip times from one cell to the next cell for different Mate ¬ materials in fire propagation can be modulated. If there is a lot of wood around the cell, for example a wooden floor, the propagation of the fire or the emission proceeds much faster than with other materials. Complex propagation models can significantly increase informative value. By adequately modeling the neighborhood, or the neighborhood cells, it is also possible, for example, to consider walls or other obstacles H in the propagation of the fire. If two cells between which there is a wall or an obstacle H are not regarded as neighbors, a jump of the fire from one cell to the other cell is not possible and the fire does not spread in contrast to the simple ellipse model indicated above the obstacle H through out.
Fig. 3 zeigt ein Emissions-Ausbreitungsmodell EAM basierend auf einer diskreten Beschreibung. Im hier dargestellten Fall breitet sich ein Feuer von Zeitschritt zu Zeitschritt jeweils um eine Zelle innerhalb des betrachteten Gebietes G weiter aus. Wie man aus Fig. 3 erkennen ist, weisen diskrete Emissi- ons-Ausbreitungsmodelle EAM trotz der umfassenden Modellie¬ rungsmöglichkeit einen Nachteil auf. Die Diskretisierung be- einflusst stets die Emissions-Ausbreitung. In dem in Fig. 3 dargestellten Fall ist die hexagonale Symmetrie deutlich zu erkennen, obwohl eine kreisförmige Ausbreitung zu erwarten wäre. Je nach Komplexität des Emissions-Ausbreitungsmodells ist eine Komplexität des Rechnungsalgorithmus von 0(n) (im Falle einer konstanten Ausbreitungsgeschwindigkeit) bzw. 0(n •log(n)), (im Falle einer nicht konstanten Ausbreitungsgeschwindigkeit) gegeben, wobei n die Anzahl der Zellen der Diskretisierung ist. Bei einer weiteren möglichen Aus führungs form des erfindungsgemäßen Verfahrens und Systems wird die Ausbreitung der Emis¬ sion kontinuierlich berechnet. Dabei wird eine kontinuierliche berechnete Emissions-Ausbreitung mit einem diskreten Personen- bzw. Ob ektstrommodell gekoppelt. Dabei wird in jedem Zeitschritt das Emissions-Ausbreitungsmodell zur Übernahme der Werte diskretisiert , wobei im Emissions- Ausbreitungsmodell selbst stets kontinuierlich die Ausbrei¬ tung der Emission berechnet wird. Fig. 4 illustriert ein Emissions-Ausbreitungsmodell EAM ba¬ sierend auf einer kontinuierlichen Beschreibung. Eine Möglichkeit die Vorteile einer beliebigen komplexen Modulierung der Ausbreitung mit einer gleichzeitig realistischen räumlichen Ausbreitung zu verknüpfen, bietet beispielsweise die Ei- konalgleichung :
Figure imgf000022_0001
Fig. 3 shows an emission propagation model EAM based on a discrete description. In the case shown here, a fire spreads from one time step to another by one cell within the considered area G. How to be seen from Fig. 3, have discrete emission ons propagation models EAM despite the extensive Modellie ¬ approximately possibility of a disadvantage. The discretization always influences the emission propagation. In the case shown in Fig. 3, the hexagonal symmetry can be clearly seen, although a circular spread would be expected. Depending on the complexity of the emission propagation model, a complexity of the calculation algorithm is 0 (n) (in the case of a constant propagation velocity) and 0 (n • log (n)), (in the case of a non-constant propagation velocity), where n is the number of cells of the discretization. In another possible disclosed embodiment of the inventive method and system the spread of Emis ¬ sion is continuously calculated. In this case, a continuous calculated emission propagation is coupled with a discrete person or ob ect current model. Here, in each time step, the emission dispersion model is discretized to acquire the values, propagation model themselves always continuously Ausbrei ¬ processing of emission is calculated in the emission. Fig. 4 illustrates an emission propagation model EAM ba ¬ sierend on a continuous description. One way to combine the advantages of any complex modulation of the propagation with a simultaneously realistic spatial spread offers, for example, the integral equation:
Figure imgf000022_0001
Die Eikonalgleichung modelliert die Ankunftszeiten T einer Wellenausbreitung mit der Ausbreitungsgeschwindigkeit F in Normalrichtung. Eine entsprechend komplexe Modellierung der lokalen Ausbreitungsgeschwindigkeit beispielsweise in Abhän¬ gigkeit von Höhenprofilen, Windrichtungen, Materialien in der Umgebung und so weiter bietet ebenfalls eine detaillierte und komplexe Modellierung. Werden mehrere Zustände modelliert, beispielsweise Rauch und Feuer so können mehrere Eikonalglei- chungen gekoppelt werden. Eingefügte Hindernisse innerhalb des Gebietes G können mit diesem Modellierungsansatz eben- falls realisiert werden, da in diesem Falle die Ausbreitungs¬ geschwindigkeit gleich Null ist, d. h. F(x,y)=0. The eikonal equation models the arrival times T of a wave propagation with the propagation velocity F in the normal direction. A suitably complex modeling of the local propagation velocity for example in depen ¬ dependence of height profiles, wind directions, materials in the environment and so on also provides a detailed and complex modeling. If several states are modeled, for example smoke and fire, then several eikonalic equations can be coupled. Added obstacles within area G can also be solved with this modeling approach. if realized, since in this case the propagation ¬ speed is equal to zero, that is F (x y) = 0th
Der Ansatz gemäß dieser Aus führungs form basiert im Gegensatz zur Verwendung eines diskreten Ausbreitungsmodells auf einem kontinuierlichen Ausbreitungsmodell, das zur Berechnung auf einem Computer bzw. durch die Berechnungseinheit 3, ebenfalls diskretisiert wird. Dabei kann die Diskretisierung beliebig gewählt werden, d. h. insbesondere auch unabhängig von der Diskretisierung der Ob ektstromsimulation. Beispielsweise steht zur effizienten Berechnung der sogenannte Fast Marching Algorithmus als eine effektive Methode zur Lösung der Ei- kongleichung zur Verfügung. Die Leistungsfähigkeit der vorhandenen Algorithmen zur Berechnung bzw. Simulation der Eiko- nalgleichung ermöglicht eine Berechnung der Ausbreitungsmo¬ delle schneller als in Realzeit. The approach according to this embodiment, in contrast to the use of a discrete propagation model, is based on a continuous propagation model, which is also discretized for calculation on a computer or by the calculation unit 3. In this case, the discretization can be chosen arbitrarily, ie in particular also independent of the discretization of Ob ektstromsimulation. For example, for efficient calculation, the so-called fast marching algorithm is available as an effective method for solving the ice equation. The performance of the existing algorithms for the calculation or simulation of Eiko- nalgleichung allows a calculation of the Ausbreitungsmo ¬ delle faster than in real time.
Im erfindungsgemäßen Verfahren und System wird eine direkte, echtzeitfähige Kopplung des Verfahrens zur Beschreibung von Emissions-Ausbreitungen an ein Objektstrom- bzw. Personen- stromsimulation erreicht. Die Berechnung der Simulationsergebnisse bzw. der Fluchtroute erfolgt dabei vorzugsweise schneller als in Realzeit. Im erfindungsgemäßen Verfahren und System können ferner Einflüsse des Objekt- bzw. Personenverhaltens auf die Emission berücksichtigt werden. So können viele Szenarien, insbesondere die Brandausbreitung, realitätsgetreuer dargestellt werden als bei herkömmlichen Verfahren. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen darin, dass Parameter in einfacher Weise eingebunden werden können, die sich lokal auf die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Emission auswirken. So können beispielsweise Materialei¬ genschaften zur Brandausbreitung, die Windrichtung für die Schadstoffausbreitung oder auch ein Höhenprofil für die Ausbreitung von Flüssigkeiten berücksichtigt werden. Mit der Ei- konalgleichung können ohne zusätzlichen Rechenaufwand Parameter in die Berechnung mit eingebunden werden. In the method and system according to the invention, a direct, real-time-capable coupling of the method for the description of emission propagations to an object current or personal current simulation is achieved. The calculation of the simulation results or the escape route is preferably carried out faster than in real time. Furthermore, influences of the object or person behavior on the emission can be taken into account in the method and system according to the invention. Thus, many scenarios, in particular the fire spread, can be represented more realistically than with conventional methods. The advantages of the method according to the invention are that parameters can be incorporated in a simple manner, which have a local effect on the propagation speed of the emission. So Materialei ¬ properties, for example, the spread of fire, the wind direction for the transport of contaminants or even a high profile for the spreading of liquids are considered. With the egg Constrain equation parameters can be included in the calculation without additional computational effort.
Die Fig. 5, 6, 7, 8 illustrieren ein Anwendungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren und System zur Berechnung einer Route R. Im dargestellten Beispiel wird die Auswirkung einer Schadstoffausbreitung auf die Evakuierung einer U- Bahnhaltestelle dargestellt. Im dargestellten Beispiel stehen zwei alternative Fluchtwege bzw. Routen Rl, R2 zur Verfügung, um vom U-Bahnausgang U-BA über eine Fluchttreppe FTR insFIGS. 5, 6, 7, 8 illustrate an application example of the method and system for calculating a route R according to the invention. In the illustrated example, the effect of pollutant spread on the evacuation of a subway station is illustrated. In the example shown, two alternative escape routes or routes R 1, R 2 are available in order to access the underground exit U-BA via an escape staircase FTR
Freie zu gelangen. Die dreieckige Fläche stellt in dem darge¬ stellten Beispiel einen Lüftungsschacht als Emissionsquelle EQ dar, von der aus der Schadstoffeintritt erfolgen kann. Die Schadstoffausbreitung erfolgt gleichmäßig um die Schadstoff- quelle EQ herum. Bei dem dargestellten Beispiel besteht kein Einfluss von Luftströmungen. Weiterhin ist die Konzentration des Schadstoffes in dem dargestellten Beispiel innerhalb der Schadstoffwolke homogen. Ein weiteres Beispiel ist der Ein¬ tritt von Rauchgasen aus einem darunter liegenden Stockwerk. Durch die Berechnung wird festgestellt, wie lange die Flucht¬ treppe FTR von den Personen von der Rauchwolke unbeeinflusst über die normale Route Rl erreicht werden kann. Durch das Emissions-Ausbreitungsmodell EAM kann die Berechnung dabei berücksichtigen, dass die Personen beim Kontakt mit dem Free to arrive. The triangular area is in the Darge ¬ presented example is a ventilation shaft as an emission source EQ, can be done from the pollutants from entering the. The emission of pollutants takes place evenly around the pollutant source EQ. In the example shown, there is no influence of air currents. Furthermore, the concentration of the pollutant is homogeneous in the illustrated example within the pollutant cloud. Another example is the onset of flue gases from an underlying floor. By calculating it is determined how long the escape stairs ¬ FTR can be achieved by the people of the smoke cloud unaffected via the normal route Rl. Through the emission propagation model EAM, the calculation can take into account that the persons in contact with the
Schadstoff umkehren und sich ggf. einen alternativen Fluchtweg suchen. Reverse pollutants and seek an alternative escape route if necessary.
Figur 5 zeigt die U-Bahnhalte, die Schadstoffquelle EQ und die Fluchttreppe FTR. Fig. 6 zeigt wie Personen zum Zeitpunkt tO den normalen Fluchtweg zu der Fluchttreppe FTR nehmen. Bei Figur 7 werden die Personen durch die Schadstoffausbreitung zum Zeitpunkt tl behindert und kehren um. Fig. 8 zeigt die durch die Berechnungseinheit 3 berechnete alternative Flucht- route R2 für die Personen hin zu Fluchttreppe FTR zum Zeit¬ punkt t2 an dem sich die Emission weiter verbreitet hat. FIG. 5 shows the subway stations, the pollutant source EQ and the escape staircase FTR. Fig. 6 shows how persons take the normal escape route to escape escape FTR at time t0. In Figure 7, the persons are hindered by the emission of pollutants at time tl and turn around. FIG. 8 shows the alternative flight calculations calculated by the calculation unit 3. route R2 for the people, to escape stairway to FTR time ¬ point t2 at which the emission is more widespread.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch für die Berechnung von Fluchtwegen bzw. Routen R in mehrstöckigen Bürogebäuden benutzt werden. Dabei wird beispielsweise bei Ausbruch eines Brandes eine neue Fluchtroute berechnet. Die optimale Flucht¬ route bzw. der Fluchtweg kann sich dabei von Stockwerk zu Stockwerk oder sogar von Raum zu Raum zu unterscheiden. Das Berechnungsergebnis bzw. die berechnete Fluchtroute R kann bei einer möglichen Aus führungs form direkt an ein Einsatzleitsystem gemeldet werden. Über dieses können dann einerseits Informationen über die gegenwärtige Situation eintref¬ fen, z.B. wo sich Personen aktuell befinden und wo ein Feuer ausgebrochen ist. Die darauf basierenden informationsabhängigen Simulations- bzw. Berechnungsergebnisse und die Fluchtwe¬ ge können über das System an die Personen bzw. Objekte mittels Meldeeinrichtungen kommuniziert werden, beispielsweise mittels Lautsprecher einer Telefonanlage oder mittels dynamischer Fluchtwegmarkierungen. Tritt beispielsweise an einer Haupttreppe, die als normaler Fluchtweg vorgesehen ist, ein Ereignis, bzw. ein Brand auf so werden Personen bzw. Objekte auf einen anderen Fluchtweg umgeleitet. The inventive method can also be used for the calculation of escape routes or routes R in multi-storey office buildings. For example, when a fire breaks out, a new escape route is calculated. The best escape route ¬ or the escape route may be, to distinguish them from floor to floor or even from room to room. The calculation result or the calculated escape route R can be reported directly to an operation control system in one possible embodiment. This information on the current situation eintref ¬ fen, for example, can be a part where there are people to date and where a fire has broken out. The information-dependent simulation or calculation results based thereon and the escape routes can be communicated via the system to the persons or objects by means of reporting devices, for example by means of loudspeakers of a telephone system or by means of dynamic escape route markings. If, for example, an event or a fire occurs at a main staircase which is intended as a normal escape route, persons or objects are diverted to another escape route.
Das erfindungsgemäße Verfahren und System ist vielseitig ein¬ setzbar. Es kann sich bei den Objekten um beliebige bewegliche Objekte handeln, insbesondere Fahrzeuge, Kraftfahrzeuge oder Wasserfahrzeuge. Weiterhin kann es sich bei den betrachteten Gebieten um beliebige Gebiete, insbesondere um beliebi¬ ge Gebäude handeln. Beispielsweise kann es sich bei dem Ge¬ biet G um ein oder mehrere Stockwerke eines Gebäudes mit ei¬ ner Vielzahl von Räumen R handeln. Weiterhin kann es sich bei dem Gebiet G um ein Stadtgebiet mit einer Vielzahl von darin befindlichen Gebäuden als Hindernisse H handeln. Bei dem Ge- biet G kann es sich um ein Landgebiet, aber auch um eine Was¬ serfläche handeln. Beispielsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren und System zur Berechnung einer alternativen Fahrroute R beim Auftreten eines Ereignisses verwendet werden. Bei dem Ereignis kann es sich beispielsweise auch um ein Wet¬ terereignis handeln. Bei den Hindernisses H innerhalb eines Gebietes G kann es sich beispielsweise auch um Inseln oder sonstige Wasserhindernisse handeln. Weiterhin kann es sich bei der Route, die durch das erfindungsgemäße Verfahren be¬ rechnet wird, um eine Route zu einem beliebigen Ziel handeln und nicht notwendigerweise um eine Fluchtroute zu einem Not¬ ausgang. Bei dem Ziel kann es sich beispielsweise auch um ein Zielhafen oder ein Fahrziel innerhalb eines Stadtgebietes G handeln. Weiterhin ist es möglich, dass mehrere Ereignisse innerhalb des betrachteten Gebietes G gleichzeitig auftreten. Ferner kann es sich bei den auftretenden Ereignissen um Ereignisse unterschiedlichen Typs handeln, beispielsweise ein Feuerausbruch und gleichzeitig ein Wassereinbruch innerhalb eines Gebäudes. Das Navigationsfeld NF innerhalb des betrach¬ teten Gebietes G kann dann in Abhängigkeit von verschiedenen Ereignissen E dynamisch verändert werden. Weiterhin ist es möglich, dass die Hindernisse H innerhalb des Gebietes sich zeitlich im Raum ebenfalls verändern. Die Metrik M des Navigationsfeldes NF kann eine Abstandsgewichtung innerhalb des betrachteten Gebietes G in Abhängigkeit des aufgetretenen Ereignisses E sein. Das erfindungsgemäße System zur Routenbe¬ rechnung kann in einem beliebigen Leitsystem, beispielsweise einem Verkehrsleitsystem für Land-, -Kraftfahrzeuge oder Luftfahrzeuge eingesetzt werden. The method and system of the invention is versatile ¬ a settable. The objects may be any movable objects, in particular vehicles, motor vehicles or watercraft. Furthermore, it can be considered in the areas around any areas in particular beliebi ¬ ge building. For example, it may be in the Ge ¬ Biet G is one or more floors of a building with ei ¬ ner variety of spaces R. Furthermore, the area G may be a city area having a plurality of buildings therein as obstacles H. In the case of Biet G may be a land area, but also a ¬ What serfläche. For example, the inventive method and system for calculating an alternative driving route R can be used when an event occurs. In the event, it may be a wet ¬ terereignis example also. The obstacles H within an area G may, for example, also be islands or other water hazards. Furthermore, it may be in the route, which will be by the inventive process ¬ expects to trade a route to any destination and not necessarily an escape route to an emergency exit ¬. The destination may, for example, also be a destination port or a destination within a city area G. Furthermore, it is possible that several events within the considered area G occur simultaneously. Furthermore, the events that occur may be events of a different type, for example a fire outbreak and at the same time an ingress of water within a building. The navigation field NF within the betrach ¬ ended region G can then be dynamically changed depending on various events e. Furthermore, it is possible that the obstacles H within the area also change with time in space. The metric M of the navigation field NF can be a distance weighting within the considered area G as a function of the event E that has occurred. The inventive system for Routenbe ¬ bill can in any control system, for example a traffic control system for land, -motor vehicles or aircraft are used.
Bei einer möglichen Aus führungs form ist die berechnete Route R keine zweidimensionale Route wie in Fig. 1 dargestellt, sondern eine dreidimensionale Route, dass heißt in x-, y-, und in z-Richtung. Bei dieser Aus führungs form kann das erfin- dungsgemäße System zur Routenberechnung auch zur Berechnung einer Flugroute für Luftfahrzeug als Objekt eingesetzt wer¬ den. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann es sich bei dem Er¬ eignis z.B. um ein Wetterereignis, beispielsweise ein Sturm¬ tief, handeln. In one possible embodiment, the calculated route R is not a two-dimensional route as shown in FIG. 1, but a three-dimensional route, that is, in the x, y, and z directions. In this embodiment, the invented dung contemporary system is also used for the route calculation to calculate a flight path for the aircraft as the object ¬ the. In this embodiment, the Er ¬ eventis, for example, a weather event, such as a storm ¬ deep act.
Bei einer weiteren möglichen Aus führungs form des erfindungsgemäßen Verfahrens und Systems wird zusätzlich der Einfluss von anderen Objekten, bzw. Personen auf die Bewegung des Objektes entlang der berechneten Route mit berücksichtigt. In another possible embodiment of the method and system according to the invention, the influence of other objects or persons on the movement of the object along the calculated route is additionally taken into account.
Weiterhin werden bei einer möglichen Aus führungs form die Eigenschaften des Objektes bzw. der Personen 9-1, 9-2 zusätzlich berücksichtigt. Beispielsweise wird für eine ältere Per son eine andere Fluchtroute berechnet als für eine jüngere Person . Furthermore, in one possible embodiment, the properties of the object or persons 9-1, 9-2 are additionally taken into account. For example, for an older person a different escape route is calculated than for a younger person.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Berechnen einer Route (R) für mindestens ein Objekt (9) innerhalb eines vorgegebenen Gebietes (G) mit- tels eines Navigationsfeldes, 1. A method for calculating a route (R) for at least one object (9) within a predetermined area (G) by means of a navigation field,
wobei eine Metrik des Navigationsfeldes durch ein innerhalb des Gebietes (G) auftretendes Ereignis dynamisch verändert wird . wherein a metric of the navigation field is dynamically changed by an event occurring within the area (G).
2. Verfahren nach Anspruch 1, 2. The method according to claim 1,
wobei die Metrik eine Bewegungsgeschwindigkeit des Objektes (9) ist, welches in Abhängigkeit des in dem Gebiet (G) auf¬ tretenden Ereignisses dynamisch verändert wird. wherein said metric is a moving speed of the object (9), which in the field of (G) is dynamically changed on ¬ passing event in response.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, 3. The method according to claim 1 or 2,
wobei das Ereignis durch ein Auftreten einer von einer Emissionsquelle (EQ) ausgehenden Emission innerhalb des Gebietes (G) gebildet wird, welches die Bewegungsgeschwindigkeit des Objektes (9) beeinflusst. wherein the event is constituted by an occurrence of emission from an emission source (EQ) within the area (G) which influences the speed of movement of the object (9).
4. Verfahren nach Anspruch 3, 4. The method according to claim 3,
wobei ein Ausbreiten der Emission innerhalb des Gebietes (G) ausgehend von der Emissionsquelle (EQ) in Abhängigkeit eines diskreten oder kontinuierlichen Emissions-Ausbreitungsmodells berechnet wird. wherein propagation of the emission within the region (G) from the emission source (EQ) is calculated in dependence on a discrete or continuous emission propagation model.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 4, 5. The method according to any one of the preceding claims 1 to 4,
wobei die Metrik des Navigationsfeldes in Abhängigkeit von Emissions-Ausbreitungsparametern berechnet wird, welche die Ausbreitung der Emission innerhalb des Gebietes (G) beeinflussen . wherein the metric of the navigation field is calculated in dependence on emission propagation parameters which influence the propagation of the emission within the region (G).
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Emissions-Ausbreitungsparameter aufweisen: 6. The method according to claim 5, wherein the emission propagation parameters comprise:
Materialparameter von in dem Gebiet (G) befindlichen Böden, Seitenwänden oder Decken;  Material parameters of floors, sidewalls or ceilings located in the area (G);
Strömungsparameter von einer in dem Gebiet (G) herr- sehenden Luftströmung; und  Flow parameters of an air flow prevailing in the area (G); and
Gebäudeparameter von in dem Gebiet (G) befindlichen Gebäuden, Räumen, Fenstern, Türen oder Treppen.  Building parameters of buildings, rooms, windows, doors or stairs located in the area (G).
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, 7. The method according to claim 5 or 6,
wobei die Emissions-Ausbreitungsparameter sensorisch erfasst werden oder aus einer Datenbank (8) ausgelesen werden. wherein the emission propagation parameters are sensory detected or read from a database (8).
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 7, 8. The method according to any one of the preceding claims 1 to 7,
wobei die Objekte (9) durch Personen oder Fahrzeuge gebildet werden, deren Bewegung innerhalb des Gebietes (G) in Abhängigkeit eines Ob ektstrommodells und des Emissions- Ausbreitungsmodells berechnet wird. wherein the objects (9) are formed by persons or vehicles whose movement within the area (G) is calculated as a function of an obect current model and of the emission propagation model.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 8, 9. The method according to any one of the preceding claims 1 to 8,
wobei die Route (R) für ein Objekt (9), das sich in dem be¬ troffenen Gebiet (G) , in welchem ein Ereignis aufgetreten ist, befindet, auf Basis der durch das Ereignis veränderten Metrik in Echtzeit berechnet wird, sobald mindestens ein Sen¬ sor (1) das Auftreten des Ereignisses innerhalb des Gebietes (G) detektiert. wherein the route (R) for an object (9) extending in the BE ¬ concerned area (G) in which an event occurred, located, is calculated on the basis of the changed by the event metric in real time as at least one Sen ¬ sor (1) the occurrence of the event within the area (G) detected.
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 9, 10. The method according to any one of the preceding claims 1 to 9,
wobei die berechnete Route (R) den in dem betroffenen Gebiet (G) befindlichen Objekten (9) durch Meldeeinrichtungen gemeldet wird, welche in dem Gebiet (G) angebracht sind oder von den Objekten (9) mitgeführt werden. the calculated route (R) being reported to the objects (9) located in the affected area (G) by signaling devices mounted in the area (G) or carried by the objects (9).
11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüchen 1 bis 10, 11. The method according to any one of the preceding claims 1 to 10,
wobei die Bewegung der Objekte (9) entlang der berechneten Route (R) gelenkt wird, indem Fenster, Türen, Schranken oder Treppen, welche in dem betroffenen Gebiet (G) vorgesehen sind, automatisch betätigt werden. wherein the movement of the objects (9) along the calculated route (R) is steered by automatically actuating windows, doors, barriers or stairs provided in the affected area (G).
12. System zur Routenberechnung für mindestens ein Objekt (9), das sich innerhalb eines vorgegebenen Gebietes (G) be¬ findet, mittels mindestens eines Navigationsfeldes, 12. The system for the route calculation for at least one object (9) (G) be ¬ place within a predetermined area by means of at least one navigation field,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
eine Metrik des Navigationsfeldes durch ein innerhalb des Ge¬ bietes (G) auftretendes Ereignis dynamisch verändert wird. a metric of the navigation pad is changed dynamically by an event occurring within the Ge ¬ bietes (G) event.
13. System nach Anspruch 12, 13. System according to claim 12,
wobei das System ferner aufweist: the system further comprising:
Sensoren (1) zur Erfassung des Auftretens des Ereignis¬ ses innerhalb des Gebietes (G) , und Sensors (1) for detecting the occurrence of the event ¬ ses within the area (G), and
eine Berechnungseinheit (3), welche die Route (R) mit¬ tels des Navigationsfeldes anhand der durch das auftre¬ tende Ereignis veränderten Metrik berechnet. a calculation unit (3) which calculates the route (R) with ¬ means of the navigation field on the basis of the auftre ¬ tende metric change.
14. System nach Anspruch 12 oder 13, 14. System according to claim 12 or 13,
wobei das System ferner: the system further comprising:
eine Datenbank (10) und/oder Sensoren (1) zur Bereitstellung von Emissions-Ausbreitungsparametern aufweist in deren Abhängigkeit die Metrik durch die Berechnungseinheit (3) berechnet wird . a database (10) and / or sensors (1) for providing emission propagation parameters in dependence of which the metric is calculated by the calculation unit (3).
15. System nach einem der vorangehenden Ansprüche 12 bis 14, wobei das System ferner aufweist: 15. The system of any preceding claim 12 to 14, wherein the system further comprises:
Meldeeinrichtungen, welche für die Meldung der berechneten Route an die Objekte (9) vorgesehen sind; und Lenkeinrichtungen, welche für die Lenkung der Objekte (9) entlang der berechneten Route vorgesehen sind. Signaling devices which are provided for reporting the calculated route to the objects (9); and Steering devices, which are provided for the steering of the objects (9) along the calculated route.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013200815A1 (en) * 2013-01-18 2014-07-24 Siemens Aktiengesellschaft Apparatus for dynamic output of information for evacuation of people from building during e.g. fire in building, has control unit that outputs information for evacuation of people based on current availability of escape routes
WO2016037308A1 (en) * 2014-09-09 2016-03-17 陈硕鸿 Intelligent disaster prevention and escape method and disaster prevention and escape system thereof

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013201873B4 (en) * 2013-02-05 2017-09-21 Siemens Schweiz Ag Dynamic emergency assistance
DE102015015917A1 (en) * 2015-12-09 2017-06-14 TEC EPM GmbH Method for the automatic escape route recommendation with escape of harmful gases

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009038563A1 (en) * 2007-09-20 2009-03-26 United Technologies Corporation Model-based egress support system
US20100057354A1 (en) * 2008-08-28 2010-03-04 Henry Chen Method of Route Retrieval
EP2224211A1 (en) * 2009-02-26 2010-09-01 Navigon AG Method and device for calculating alternative routes in a navigation system
US20100235088A1 (en) * 2009-03-16 2010-09-16 The Hong Kong University Of Science And Technology Safety-based road map navigation

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3843977A1 (en) * 1988-12-27 1990-06-28 Hubert Prof Dr Karl Method for indicating an escape route in the case of a dangerous event (incident)
DE10154146A1 (en) * 2001-11-03 2003-06-05 Ziller Ulrich Method for diverting flow of people via escape route system e.g. for buildings and airports, involves establishing escape routes, which connect various areas of building or connect to outside
DE102009059892A1 (en) * 2009-12-21 2011-06-22 Siemens Aktiengesellschaft, 80333 Device and method for the dynamic adaptation of simulators of person and object streams as a basis for a forecasting tool with human-machine interaction

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009038563A1 (en) * 2007-09-20 2009-03-26 United Technologies Corporation Model-based egress support system
US20100057354A1 (en) * 2008-08-28 2010-03-04 Henry Chen Method of Route Retrieval
EP2224211A1 (en) * 2009-02-26 2010-09-01 Navigon AG Method and device for calculating alternative routes in a navigation system
US20100235088A1 (en) * 2009-03-16 2010-09-16 The Hong Kong University Of Science And Technology Safety-based road map navigation

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KAWABATA M ET AL: "The context-adaptive pedestrian navigation system and usability in practical settings", COMMUNICATIONS, COMPUTERS AND SIGNAL PROCESSING, 2005. PACRIM. 2005 IE EE PACIFIC RIM CONFERENCE ON VICTORIA, BC, CANADA 24-26 AUG., 2005, PISCATAWAY, NJ, USA,IEEE, 24 August 2005 (2005-08-24), pages 368 - 371, XP010841480, ISBN: 978-0-7803-9195-6, DOI: 10.1109/PACRIM.2005.1517302 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013200815A1 (en) * 2013-01-18 2014-07-24 Siemens Aktiengesellschaft Apparatus for dynamic output of information for evacuation of people from building during e.g. fire in building, has control unit that outputs information for evacuation of people based on current availability of escape routes
WO2016037308A1 (en) * 2014-09-09 2016-03-17 陈硕鸿 Intelligent disaster prevention and escape method and disaster prevention and escape system thereof
CN106999739A (en) * 2014-09-09 2017-08-01 陈硕鸿 Intelligent escape method and its escape system of taking precautions against natural calamities of taking precautions against natural calamities
CN106999739B (en) * 2014-09-09 2020-04-14 陈硕鸿 Intelligent disaster prevention and escape method and system

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