专利名称：一种楼宇火灾逃生安全路径计算系统及其方法
技术领域：
本发明涉及消防技术领域，尤其涉及一种楼宇火灾逃生安全路径计算系统及其方法。
背景技术：
火灾具有突发性、随机性等特点，火灾一旦发生或扑救不及时，就会给人民的生命财产带来损失。随着近年来城市建设的快速发展，高层、超高层建筑不断涌现，加上各种新技术、新工艺、新材料、新设备的广泛使用，使得楼宇消防工作面临的新情况、新问题越来越
多。 传统的消防报警与联动系统重点是火灾检测与报警，以及通风排烟、喷水灭火，然而，楼宇发生火灾时，烟雾窒息和踩踏拥挤往往是导致死亡的主要原因。当人群较多、情况危急时，容易造成混乱。而绝大多数火灾对人体的伤害不是火灾本身，撤离不当、撤离不及时才是导致大量人员伤亡的主要原因。因此，为了提高准确消防预警与人员快速撤离速度，减少火灾损失，迫切需要一种逃生路径计算优化系统的出现。
发明内容
本发明的特征和优点在下文的描述中部分地陈述，或者可从该描述显而易见，或者可通过实践本发明而学习。为克服现有技术的问题，本发明提供一种楼宇火灾逃生安全路径计算系统及方法，对火灾进行报警的同时通过对各区域中动态指标进行采集，结合知识库与特有权重算法，计算出安全逃生路径，指导选择正确的撤离路线，解决传统的消防报警与联动系统在逃生路径选择与优化上功能较弱的问题，提高消防预警的准确性与人员撤离的速度，减少火灾损失。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下根据本发明的一个方面，提供一种楼宇火灾逃生安全路径计算系统，包括火灾探测子系统、指标检测子系统、中心分析计算子系统，其中火灾探测子系统用于对楼宇的各区域进行实时的火警监测，并将监测到的火灾信息发送至中心分析计算子系统；指标检测子系统用于对楼宇的各区域进行实时指标参数监测，指标参数包括下列中的至少一项或其组合有毒有害气体浓度、危险源数量、障碍物数量、防护措施情况、人员数量；并将所监测到的各区域的指标参数发送至中心分析计算子系统；中心分析计算子系统用于接收火灾探测子系统和指标检测子系统的信息，并根据所接收的火灾信息和指标参数计算逃生安全路径。根据本发明的一个实施例，火灾探测子系统包括装设在火警检测点的至少一个探测器及用于连接探测器并将探测信号进行汇集与转发的区域控制器；探测器检测到火灾信号时，经区域控制器发送到中心分析计算子系统；探测器包括下列中的至少一种或其组合感烟探测器、感温探测器、火焰探测器、特殊气体探测器。根据本发明的一个实施例，指标检测子系统包括设在火警检测点的至少一个指标检测器及用于连接指标检测器并将指标信息进行汇集与转发的区域控制器；指标检测器检测到的指标数据，经区域控制器发送到中心分析计算子系统；指标检测器包括下列中的至少一种或其组合有毒有害气体检测装置、危险源记录装置、障碍检测装置、防护措施记录装置、人员动态计数装置。根据本发明的一个实施例，中心分析计算子系统包括至少一个楼层转发单元、及中心分析与控制装置；其中楼层转发单元用于接收火灾信号和指标参数信息，并输入中心分析与控制装置；中心分析与控制装置用于对接收到的火灾信号与指标参数信息进行分析，实时计算出逃生安全路径。 根据本发明的一个实施例，中心分析与控制装置具体包括路径生成模块，用于生成离开火灾现场的所有路径的方向图；指标计算模块，用于根据所采集的指标参数并结合各指标参数所占的权重，动态计算路径中各区域的指标的综合评分；路径评分模块，用于遍历离开火灾现场的所有路径，根据所计算的各区域指标的综合评分计算出各路径的综合评分；选择模块，用于对各路径按综合评分排序，选出逃生安全路径。根据本发明的一个实施例，中心分析计算子系统还包括路径优化单元，其与中心分析与控制装置连接，用于对中心分析与控制装置计算出的逃生安全路径进行优化。根据本发明的一个实施例，还包括路径提示子系统，其与中心分析计算子系统连接，用于将中心分析计算子系统计算出的逃生安全路径通知火灾现场人员，路径提示子系统包括下列中的一项或两项逃生路径广播终端、逃生路径显示终端。根据本发明的一个实施例，还包括联动执行子系统，其包括集中控制单元和与集中控制单元连接的火灾联动模块，集中控制单元与中心分析计算子系统连接，用于在接收到中心分析计算子系统发送的联动信号后，通过各火灾联动模块作出下列中的至少一种响应或其组合发出警报、启动自动灭火系统、联动电梯、联动门禁、启动疏散指示灯、启动应急照明系统、启动防排烟系统净化建筑物内空气、疏通逃生路径上的障碍、隔离危险源、打开防护设施提供防护装置、打开逃生门、关闭常闭式消防门、关闭电动栅栏、关闭闸机、提供逃生保障措施及逃生指示。根据本发明的另一个方面，提供一种楼宇火灾逃生安全路径计算方法，包括对楼宇的各区域进行实时的火警监测，并将监测到的火灾信息发送至中心分析计算子系统；在检测到火灾时，对楼宇的各区域进行实时指标参数监测，指标参数包括下列中的至少一项或其组合有毒有害气体浓度、危险源数量、障碍物数量、防护措施情况、人员数量；并将所监测到的各区域的指标参数发送至中心分析计算子系统；中心分析计算子系统接收火灾探测子系统和指标检测子系统的信息，并根据所接收的火灾信息和指标参数计算逃生安全路径。
根据本发明的一个实施例，计算逃生安全路径包括下列步骤SI.生成离开火灾现场的所有路径的方向图；S2.根据所采集的指标参数并结合各指标参数所占的权重，动态计算路径中各区域的指标的综合评分；S3.遍历离开火灾现场的所有路径，根据所计算的各区域指标的综合评分计算出各路径的综合评分；S4.对各路径按综合评分排序，选出逃生安全路径。根据本发明的一个实施例，还包括在中心分析计算子系统计算出逃生安全路径 后，将逃生安全路径生成音频或图示信息通知火灾现场人员。本发明提供了一种楼宇火灾逃生安全路径计算系统及方法，涉及楼宇火灾自动逃生路径计算与优化、提示与显示的系统，特别指一种设在公共场所，用以对火灾进行报警，同时通过对各区域中动态指标进行采集，结合知识库与特有权重算法，计算出安全逃生路径，指导选择正确的撤离路线的智能消防提示指挥疏散系统。本发明解决了传统的消防报警与联动系统在逃生路径选择与优化上功能较弱的问题，提高了消防预警的准确性与人员撤离的速度，减少了火灾损失。通过阅读说明书，本领域普通技术人员将更好地了解这些技术方案的特征和内容。
下面通过参考附图并结合实例具体地描述本发明，本发明的优点和实现方式将会更加明显，其中附图所示内容仅用于对本发明的解释说明，而不构成对本发明的任何意义上的限制，在附图中图I为本发明实施例的楼宇火灾逃生安全路径计算系统结构示意图；图2为本发明实施例路径方向图的示意图；图3为本发明实施例的楼宇火灾逃生安全路径计算方法流程图；图4为本发明实施例的楼宇火灾逃生安全路径计算方法具体实现流程图。
具体实施例方式如图I所示，为解决传统的消防报警与联动系统在逃生路径选择与优化上功能较弱的问题，本发明实施例提供一种楼宇火灾逃生安全路径计算系统，包括火灾探测子系统
10、指标检测子系统20、中心分析计算子系统30，其中火灾探测子系统10用于对楼宇的各区域进行实时的火警监测，并将监测到的火灾信息发送至中心分析计算子系统30 ；指标检测子系统20用于对楼宇的各区域进行实时指标参数监测，指标参数包括下列中的至少一项或其组合有毒有害气体浓度、危险源数量、障碍物数量、防护措施情况、人员数量；并将所监测到的各区域的指标参数发送至中心分析计算子系统30 ；中心分析计算子系统30用于接收火灾探测子系统10和指标检测子系统20的信息，并根据所接收的火灾信息和指标参数计算逃生安全路径。火灾探测子系统10包括装设在火警检测点的至少一个探测器11及用于连接探测器并将探测信号进行汇集与转发的区域控制器12 ;探测器检测到火灾信号时，经区域控制器12发送到中心分析计算子系统30 ;探测器11包括下列中的至少一种或其组合感烟探测器、感温探测器、火焰探测器、特殊气体探测器。指标检测子系统20包括设在火警检测点的至少一个指标检测器21及用于连接指标检测器21并将指标信息进行汇集与转发的区域控制器22 ;指标检测器21检测到的指标数据，经区域控制器22发送到中心分析计算子系统30 ;指标检测器21包括下列中的至少一种或其组合有毒有害气体检测装置、危险源记录装置、障碍检测装置、防护措施记录装置、人员动态计数装置。中心分析计算子系统30包括至少一个楼层转发单元31、及中心分析与控制装置32 ;其中楼层转发单元31用于接收火灾信号和指标参数信息，并输入中心分析与控制装置32 ;中心分析与控制装置32用于对接收到的火灾信号与指标参数信息进行分析，实时计算出逃生安全路径。中心分析与控制装置32具体包括 路径生成模块，用于生成离开火灾现场的所有路径的方向图；指标计算模块，用于根据所采集的指标参数并结合各指标参数所占的权重，动态计算路径中各区域的指标的综合评分；路径评分模块，用于遍历离开火灾现场的所有路径，根据所计算的各区域指标的综合评分计算出各路径的综合评分；选择模块，用于对各路径按综合评分排序，选出逃生安全路径。中心分析计算子系统30还包括路径优化单元33，其与中心分析与控制装置32连接，用于对中心分析与控制装置32计算出的逃生安全路径进行优化。本发明实施例还包括路径提示子系统40，其与中心分析计算子系统30连接，用于将中心分析计算子系统30计算出的逃生安全路径通知火灾现场人员，路径提示子系统40包括下列中的一项或两项逃生路径广播终端41、逃生路径显示终端42。本发明实施例还包括联动执行子系统50，其包括集中控制单元51和与集中控制单元51连接的火灾联动模块52，集中控制单元51与中心分析计算子系统30连接，用于在接收到中心分析计算子系统30发送的联动信号后，通过各火灾联动模块52作出下列中的至少一种响应或其组合发出警报、启动自动灭火系统、联动电梯、联动门禁、启动疏散指示灯、启动应急照明系统、启动防排烟系统净化建筑物内空气、疏通逃生路径上的障碍、隔离危险源、打开防护设施提供防护装置、打开逃生门、关闭常闭式消防门、关闭电动栅栏、关闭闸机、提供逃生保障措施及逃生指示。下面结合图I和图2对本发明楼宇火灾逃生安全路径计算系统的具体实施例进行详细的说明火灾探测子系统10用于对所有区域进行实时的火警监测，并将火灾信息发送至中心分析计算子系统30 ;该火灾探测子系统10包括一个或一个以上的探测器11及用于连接一个或一个以上探测器11并将探测信号进行汇集与转发的区域控制器12，多个区域控制器12最后可接入到楼层的火灾探测装置；火灾探测子系统10的探测器11装设在火警检测点，检测到火灾信号时，经区域控制器12和楼层的火灾探测装置将信号发送到中心分析计算子系统30。探测器11可以是感烟探测器、感温探测器、火焰探测器、特殊气体探测器或它们的组合。探测器11对现场的温度、烟、特殊气体、明火等进行实时火警监测。指标检测子系统20用于对所有区域进行实时指标参数监测，区域主要指标参数有有毒有害气体浓度、危险源数量、障碍物数量、防护措施情况、人员数量；并将所监测到的区域指标参数发送至中心分析计算子系统30 ;该指标检测子系统20包括一种或多种指标检测器21及用于连接一种或多种指标检测器21并将指标信息进行汇集与转发的区域控制器22，多个区域控制器22最后汇集到楼层的指标检测装置；指标监测系统的指标检测器21设在火警检测点，可以是有毒有害气体检测装置、危险源记录装置、障碍检测装置、防护措施记录装置、人员动态计数装置或它们的组合。指标检测器21通过对区域的有毒有害气体检测装置、危险源记录装置、防护措施检测装置、障碍检测装置、人员动态统计装置等进行实时检测，通过区域控制器22、楼层的指标检测装置、楼层转发单元31送至中心分析与控制装置32。区域控制器12、22用于对楼宇内特定区域进行实时火灾监测、逃生指标检测，并将检测到的信息经楼层转发单元31发送到中心分析与控制装置32。
中心分析计算子系统30用于对所有探测器、指标检测器、楼层的火灾探测装置、楼层的指标检测装置进行管理，接收火灾探测子系统10和指标检测子系统20的信息，同时结合路径优化知识库和方法库进行逃生路径规划。路径优化知识库和方法库中存储路径优化的方法，以便中心分析计算子系统30进行路径优化时调用。中心分析计算子系统30包括一个或多个楼层转发单元31、路径优化单元33、中心分析与控制装置32;其中楼层转发单元31将火灾信号和区域指标参数信息输入中心分析与控制装置32 ;中心分析与控制装置32用于对接收到的火灾信号与区域指标信息进行匹配、分析、优化与计算。最后结合采用路径优化知识库和方法库、火灾位置及环境信息、火灾类型、火势大小及着火点位置实时计算最佳逃生路径；并将路径通过广播终端和显示终端播放出去。楼层转发单元31用于接收火灾信号和指标参数信息，并输入中心分析与控制装置，具有对楼层的火灾探测装置和指标检测装置进行巡检和测试功能，记录故障和远程故障处理。中心分析与控制装置32接收到火灾信号后，对火灾信息迅速作出响应，利用声、光形式提示相关人员接警；火警确认后，中心分析与控制装置32向集中控制单元51发送联动信号，集中控制单元51根据火灾的位置，向火灾位置的灭火设备发送控制命令，启动自动灭火、启动应急预案、隔离危险源、打开防护设施提供防护装置，以便提供防毒面具、防火隔热鞋、防火衣、防火被；同时联动电梯、门禁、防排烟、疏散指示灯、应急照明系统、机械防排烟系统净化建筑物内空气和疏通逃生路径上的障碍。中心分析与控制装置32汇集所有逃生指标参数、火灾参数，例如人员动态计数装置检测各出口通道的人流量，然后结合路径优化知识库和方法库，通过权重分析算法，计算出离开火灾现场的优选路径，通过路径优化单元33进行优化后，驱动逃生路径广播终端41广播提示和逃生路径显示终端42醒目显示逃生路径。上述的权重分析算法步骤及公式如下a.生成各区域离开火灾现场的所有路径的方向图(如图2所示)，并标明出口区域；区域为组成路径的基本单元，区域参数包括紧前区域、紧后区域、区域容量(人数)、是否出口、是否非正常出口(如破窗、高空绳索逃生)、区域光照度、区域空气指标、区域防护措施、区域通畅指标、紧前距离、紧后距离、区域危险源指标；图2中A、B、C为区域，A是B的紧前区域，C是B的紧后区域，LI是B的紧前距离，L2是B的紧后距离。b.动态计算各区域指标综合评分并分级；区域指标综合评分计算公式为
权利要求
1.一种楼宇火灾逃生安全路径计算系统，其特征在于，包括火灾探测子系统、指标检测子系统、中心分析计算子系统，其中 所述火灾探测子系统用于对楼宇的各区域进行实时的火警监测，并将监测到的火灾信息发送至所述中心分析计算子系统； 所述指标检测子系统用于对楼宇的各区域进行实时指标参数监测，所述指标参数包括下列中的至少一项或其组合有毒有害气体浓度、危险源数量、障碍物数量、防护措施情况、人员数量；并将所监测到的各区域的指标参数发送至中心分析计算子系统； 所述中心分析计算子系统用于接收所述火灾探测子系统和指标检测子系统的信息，并根据所接收的火灾信息和指标参数计算逃生安全路径。
2.根据权利要求I所述的楼宇火灾逃生安全路径计算系统，其特征在于，所述火灾探测子系统包括装设在火警检测点的至少一个探测器及用于连接所述探测器并将探测信号进行汇集与转发的区域控制器；所述探测器检测到火灾信号时，经所述区域控制器发送到所述中心分析计算子系统；所述探测器包括下列中的至少一种或其组合感烟探测器、感温探测器、火焰探测器、特殊气体探测器。
3.根据权利要求I所述的楼宇火灾逃生安全路径计算系统，其特征在于，所述指标检测子系统包括设在火警检测点的至少一个指标检测器及用于连接所述指标检测器并将指标信息进行汇集与转发的区域控制器；所述指标检测器检测到的指标数据，经所述区域控制器发送到所述中心分析计算子系统；所述指标检测器包括下列中的至少一种或其组合有毒有害气体检测装置、危险源记录装置、障碍检测装置、防护措施记录装置、人员动态计数装置。
4.根据权利要求I至3中任一项所述的楼宇火灾逃生安全路径计算系统，其特征在于，所述中心分析计算子系统包括至少一个楼层转发单元、及中心分析与控制装置；其中 所述楼层转发单元用于接收火灾信号和指标参数信息，并输入所述中心分析与控制装置； 所述中心分析与控制装置用于对接收到的火灾信号与指标参数信息进行分析，实时计算出逃生安全路径。
5.根据权利要求4所述的楼宇火灾逃生安全路径计算系统，其特征在于，所述中心分析与控制装置具体包括 路径生成模块，用于生成离开火灾现场的所有路径的方向图； 指标计算模块，用于根据所采集的指标参数并结合各指标参数所占的权重，动态计算路径中各区域的指标的综合评分； 路径评分模块，用于遍历离开火灾现场的所有路径，根据所计算的各区域指标的综合评分计算出各路径的综合评分； 选择模块，用于对各路径按综合评分排序，选出逃生安全路径。
6.根据权利要求4所述的楼宇火灾逃生安全路径计算系统，其特征在于，所述中心分析计算子系统还包括路径优化单元，其与所述中心分析与控制装置连接，用于对所述中心分析与控制装置计算出的逃生安全路径进行优化。
7.根据权利要求I至3中任一项所述的楼宇火灾逃生安全路径计算系统，其特征在于，还包括路径提示子系统，其与所述中心分析计算子系统连接，用于将所述中心分析计算子系统计算出的逃生安全路径通知火灾现场人员，所述路径提示子系统包括下列中的一项或两项逃生路径广播终端、逃生路径显示终端； 联动执行子系统，其包括集中控制单元和与所述集中控制单元连接的火灾联动模块，所述集中控制单元与所述中心分析计算子系统连接，用于在接收到所述中心分析计算子系统发送的联动信号后，通过各火灾联动模块作出下列中的至少一种响应或其组合发出警报、启动自动灭火系统、联动电梯、联动门禁、启动疏散指示灯、启动应急照明系统、启动防排烟系统净化建筑物内空气、疏通逃生路径上的障碍、隔离危险源、打开防护设施提供防护装置、打开逃生门、关闭常闭式消防门、关闭电动栅栏、关闭闸机、提供逃生保障措施及逃生指示。
8.一种楼宇火灾逃生安全路径计算方法，其特征在于，包括 对楼宇的各区域进行实时的火警监测，并将监测到的火灾信息发送至中心分析计算子系统； 在检测到火灾时，对楼宇的各区域进行实时指标参数监测，所述指标参数包括下列中的至少一项或其组合有毒有害气体浓度、危险源数量、障碍物数量、防护措施情况、人员数量；并将所监测到的各区域的指标参数发送至所述中心分析计算子系统； 所述中心分析计算子系统接收所述火灾探测子系统和指标检测子系统的信息，并根据所接收的火灾信息和指标参数计算逃生安全路径。
9.根据权利要求8所述的楼宇火灾逃生安全路径计算方法，其特征在于，所述计算逃生安全路径包括下列步骤 51.生成离开火灾现场的所有路径的方向图； 52.根据所采集的指标参数并结合各指标参数所占的权重，动态计算路径中各区域的指标的综合评分； 53.遍历离开火灾现场的所有路径，根据所计算的各区域指标的综合评分计算出各路径的综合评分； 54.对各路径按综合评分排序，选出逃生安全路径。
10.根据权利要求8或9所述的楼宇火灾逃生安全路径计算方法，其特征在于，还包括在所述中心分析计算子系统计算出逃生安全路径后，将逃生安全路径生成音频或图示信息通知火灾现场人员。
全文摘要
本发明提供一种楼宇火灾逃生安全路径计算系统及方法，该系统包括火灾探测子系统、指标检测子系统、中心分析计算子系统，火灾探测子系统用于对楼宇的各区域进行实时的火警监测，并将监测到的火灾信息发送至中心分析计算子系统；指标检测子系统用于对楼宇的各区域进行实时指标参数监测，指标参数包括下列中的至少一项或其组合有毒有害气体浓度、危险源数量、障碍物数量、防护措施情况、人员数量；并将所监测到的各区域的指标参数发送至中心分析计算子系统；中心分析计算子系统用于接收火灾探测子系统和指标检测子系统的信息，并根据所接收的火灾信息和指标参数计算逃生安全路径。本发明提高了消防预警的准确性与人员撤离的速度，减少了火灾损失。
文档编号A62B3/00GK102908727SQ201210375930
公开日2013年2月6日 申请日期2012年9月30日 优先权日2012年9月30日
发明者郑文炎, 邱洪波, 龚灼, 赵建吉 申请人:安科智慧城市技术(中国)有限公司