智能化消防应急疏散方法及系统与流程

智能化消防应急疏散方法及系统【技术领域】本发明涉及消防领域，特别是涉及一种疏散效率及安全性高、且满足多个位置灾难并发的智能化消防应急疏散方法及系统。

背景技术：
火灾、地震、煤气泄露等是多发性的灾害，这类灾害严重威胁着人类的生命财产安全。为此，人们在建筑物楼道里设置了消防疏散指示设备。现有的消防疏散指示设备通常只有一个指向安全出口的方向指示标记，当灾情发生时，被困人员只能按照消防疏散指示设备的方向朝安全出口疏散。但由于灾难发生地存在很多不确定性，且当建筑物的通道较为复杂，安全出口设置多个时，使得很多通道的被困人员无法实现根据灾难发生地来选择最短路径进行疏散，甚至出现多个通道的人员都通往同一个通道疏散的现象，不仅疏散效率低，而且容易在疏散过程中发生混乱，造成不必要的人身伤亡。此外，当多个位置同时发生灾难时，现有的消防疏散指示设备存在疏散方向指示错误的隐患。为此，如何有效提高灾难发生时消防应急疏散效率，保障被困人员的安全性就成为一种客观需求。

技术实现要素：
本发明旨在解决上述问题，而提供一种疏散效率及安全性高，且可满足多个位置灾难并发的智能化消防应急疏散方法。本发明还提供了一种实现智能化消防应急疏散方法的系统。为实现本发明的目的，本发明提供了一种智能化消防应急疏散方法，该方法包括如下步骤：a、控制系统通过可视化图形建立应急逃生模型，该应急逃生模型含有在建筑平面图中至少以节点、安全出口及通道表示的可视化图形；b、当灾难发生时，控制系统将所收到的发自灾情探测装置的灾情报警信号输入所述应急逃生模型中；c、控制系统在所述应急逃生模型中将灾情点所在的节点、安全出口或通道设置为“关闭”状态，其他节点、安全出口及通道设置为“可用”状态，并计算及存储各节点沿状态为“可用”的节点及通道到安全出口的最短逃生路径，同时设置最短逃生路径中各节点的疏散方向；d、控制系统在所述应急逃生模型的最短逃生路径的各通道内设置人员疏散方向；e、控制系统按照所述应急逃生模型中最短逃生路径的各通道疏散方向控制各逃生疏散指示设备的开关及方向指示。所述各节点、安全出口、通道、灾情探测装置及逃生疏散指示设备各具有一个十六字节的唯一地址码。步骤b中，所述灾情探测装置为温度感应装置、烟雾感应装置、瓦斯感应装置、震动感应装置及有害气体感应装置的一种或多种的组合。步骤d中，所述控制系统设置各通道的疏散方向的方法为：当通道左侧节点疏散方向指向右侧节点时，在左侧节点位置设置障碍标识；当通道右侧节点疏散方向指向左侧节点时，在右侧节点位置设置障碍标识；当通道可用且两侧节点疏散方向均非互为指向时，在通道中计算一点，使其到左侧节点距离L1与左侧节点到安全出口距离S1之和等于其到右侧节点距离L2与右侧节点到安全出口距离S2之和，并在该点出设置障碍标识；当通道为关闭状态时，在每个着火点位置设置障碍标识；当通道两侧存在状态为“关闭”的节点时，在该节点位置设置障碍标识。步骤e中，所述控制系统控制各逃生疏散指示设备的开关及方向指示的方法为：当逃生疏散指示设备位于所有阻碍的左侧时，开启逃生疏散指示设备的左指向，关闭右指向；当逃生疏散指示设备位于所有阻碍的右侧时，开启逃生疏散指示设备的右指向，关闭左指向；当逃生疏散指示设备位于两个或多个阻碍之间时，开启逃生疏散指示设备左右两侧指向，呈无疏散指向状态；当安全出口呈“关闭”状态时，关闭该安全出口的开关。本发明还提供了一种实现智能化消防应急疏散方法的系统，该系统包括：控制系统，其设于中心机房内，用于建立含有在建筑平面图中至少以节点、安全出口及通道表示的可视化图形的应急逃生模型，并在所述应急逃生模型中输入接收到的灾情报警信号，根据灾情点计算出各节点的最短逃生路径，并设置最短逃生路径的各节点及各通道的疏散方向，同时控制各逃生疏散指示设备的开关及方向指示；灾情探测装置，其分布于建筑物的楼道及室内并与控制系统通信连接，用于实时采集楼道的监控数据并将采集的监控数据发送到控制系统；逃生疏散指示设备，其设于建筑物楼道的墙壁上并与控制系统通信连接，用于根据控制系统的控制指令指示安全出口方向；配电箱，在配电箱与主机之间设有应急电源，所述配电箱分别与控制系统、灾情探测装置、逃生疏散指示设备、应急电源及市电连接，用于给控制系统、灾情探测装置及逃生疏散指示设备供电。所述控制系统包括控制单元、存储单元、信息收发单元及显示器，所述存储单元、信息收发单元及显示器分别与控制单元连接。所述灾情探测装置为温度感应装置、烟雾感应装置、瓦斯感应装置、震动感应装置及有毒害气体感应装置的一种或几种的组合。该系统还设有视频设备，其分布于建筑物的楼道内并与控制系统通信连接，用于实时采集楼道的视频监控数据，并将采集的视频监控数据发送到控制系统。本发明的贡献在于，其有效解决了现有消防应急疏散方法自动化程度不高、安全性差的问题。本发明通过控制系统建立可视化的应急逃生模型，并在应急逃生模型中输入灾情发生点，计算出各节点的最短逃生路径及各通道的疏散方向，各逃生疏散指示设备根据控制系统的控制指令指示安全出口方向。本发明的最短应急疏散逃生路径是根据现场灾情信息自动生成的，可实现当灾情发生时人员根据逃生疏散指示设备的指示方向安全、快速、有序地撤离，且可满足多个地点同时发生灾难时的疏散，从而提高人员疏散的效率，保障被困人员的安全性。【附图说明】图1是本发明的方法流程图。图2是本发明的应急逃生模型示意图。图3是本发明的最短路径计算示意图。图4是本发明的通道疏散方案示意图，其中：图4a是左侧节点位置设置障碍标识的通道疏散示意图；图4b是右侧节点位置设置障碍标识的通道疏散示意图；图4c是通道中间位置设置障碍标识的通道疏散示意图；图4d是每个着火点位置设置障碍标识的通道疏散示意图；图4e是状态为“关闭”的节点位置设置障碍标识的通道疏散示意图。图5是本发明的系统结构框图。【具体实施方式】下列实施例是对本发明的进一步解释和补充，对本发明不构成任何限制。参阅图1，本发明的智能化消防应急疏散方法包括如下步骤：S10、控制系统10通过可视化图形建立应急逃生模型60；该步骤中，控制系统10装载于主机内，其建立的可视化图形的应急逃生模型60中含有在建筑平面图中至少以节点61、安全出口62及通道63表示的可视化图形。应急逃生模型示意图如图2所示。通过鼠标及键盘可对该应急逃生模型60中的节点61、安全出口62及通道63的状态进行设置。本实施例中，在应急逃生模型中可将各节点61、安全出口62及通道63的状态设置为“可用”或“关闭”状态。应急逃生模型60中的各节点61、安全出口62及通道63均具有唯一地址码，便于对各节点61、安全出口62及通道63进行定位。本实施例中，各节点61、安全出口62及通道63均具有一个十六字节的唯一地址码。S20、当灾难发生时，控制系统10将接收到的发自灾情探测装置20的灾情报警信号输入应急逃生模型60中；该步骤中，灾情探测装置20为温度感应装置、烟雾感应装置、瓦斯感应装置、震动感应装置或有害气体感应装置中的一种，也可以是其多种感应装置的组合。且该灾情探测装置20具有唯一的地址码，本实施例中，该灾情探测装置20具有一个十六字节的唯一地址码，从而保证当灾难发生时，控制系统可快速准确地在应急逃生模型60中进行定位。具体地，当灾难发生时，灾情探测装置20将探测的灾情报警信号发送至控制系统10，控制系统10接收到灾情报警信号后，根据灾情探测装置20的唯一地址码确定灾难发生地，并将该灾情报警信号输入应急逃生模型60中的相应位置，以确定灾情点，该灾情点可以为一个或多个。此外，对于可视化的灾情报警信号的采集，如火灾，瓦斯爆炸等，也可通过具有唯一地址码的视频设备50实时采集楼道的视频监控数据，并将采集的视频监控数据发送到控制系统10，控制系统10根据视频监控数据发现灾情时，即可根据视频设备50的唯一地址码确定灾情发生地，并在应急逃生模型60中输入该灾情发生地，以确定灾情点。S30、控制系统10计算各节点61到安全出口的最短逃生路径，并确定各节点61的疏散方向；该步骤中，控制系统10在应急逃生模型中将灾情点所在的节点61、安全出口62或通道63设置为“关闭”状态，其他节点61、安全出口62及通道63设置为“可用”状态，然后计算出各节点61沿状态为“可用”的节点61及通道63到安全出口62的所有逃生路径，并分析及保存各节点61到安全出口62的最短逃生路径，再在最短逃生路径中设置各节点61的疏散方向，最短路径计算示意图如图3所示。S40、控制系统10在应急逃生模型60的最短逃生路径的各通道63内设置人员疏散方向；该步骤中，控制系统10在应急逃生模型的最短逃生路径中的各通道63内设置人员疏散方向的方法为：如图4a所示，当通道左侧节点疏散方向指向右侧节点时，在左侧节点位置设置障碍标识64；如图4b所示，当通道右侧节点疏散方向指向左侧节点时，在右侧节点位置设置障碍标识64；如图4c所示，当通道可用且两侧节点疏散方向均非互为指向时，在通道中计算一点，使其到左侧节点距离L1与左侧节点到安全出口距离S1之和等于其到右侧节点距离L2与右侧节点到安全出口距离S2之和，并在该点出设置障碍标识64；如图4d所示，当通道为关闭状态时，在每个着火点65位置设置障碍标识64；如图4e所示，当通道两侧存在状态为“关闭”的节点时，在该节点位置设置障碍标识64。S50、控制系统10按照应急逃生模型60中最短逃生路径的各通道63疏散方向控制各逃生疏散指示设备30的开关及方向指示。该步骤中，控制系统10按照应急逃生模型60中最短逃生路径的各通道63疏散方向控制各逃生疏散指示设备30的开关及方向指示的方法为：当逃生疏散指示设备30位于所有障碍标识的左侧时，开启逃生疏散指示设备30的左指向，关闭右指向；当逃生疏散指示设备30位于所有障碍标识的右侧时，开启逃生疏散指示设备30的右指向，关闭左指向；当逃生疏散指示设备30位于两个或多个障碍标识之间时，开启逃生疏散指示设备30左右两侧指向，呈无疏散指向状态；当安全出口呈“关闭”状态时，关闭该安全出口的开关。当发生灾情时，被困人员即可按照逃生疏散指示设备30的方向指示找到最近的安全出口有序疏散，避免进入灾情区及逃离时发生混乱，以提高疏散效率，并减少人员伤亡。参阅图5，本发明的实现智能化消防应急疏散方法的系统包括控制系统10、灾情探测装置20、逃生疏散指示设备30、配电设备40及视频设备50。控制系统10装载于主机内且设于中心机房内，其包括控制单元11、存储单元12、信息收发单元13及显示器14。其中，控制单元11用于建立可视化图形的应急逃生模型60，该应急逃生模型60含有在建筑平面图中至少以节点61、安全出口62及通道63表示的可视化图形，并根据接收到的发自灾情探测装置20的灾情报警信号在应急逃生模型60中输入灾情发生点，然后根据灾情发生点计算出各节点61的最短逃生路径，并根据最短逃生路径设置各节点61及各通道63的疏散方向，同时控制各逃生疏散指示设备30的开关及方向指示。本实施例中，通过鼠标及键盘可对该应急逃生模型60中的节点61、安全出口62及通道63的状态进行设置，如可将各节点61、安全出口62及通道63的状态设置为“可用”或“关闭”状态。具体地，控制系统10设置各通道63的疏散方向的方法为：如图4a所示，当通道左侧节点疏散方向指向右侧节点时，在左侧节点位置设置障碍标识64；如图4b所示，当通道右侧节点疏散方向指向左侧节点时，在右侧节点位置设置障碍标识64；如图4c所示，当通道可用且两侧节点疏散方向均非互为指向时，在通道中计算一点，使其到左侧节点距离与左侧节点到安全出口距离之和等于其到右侧节点距离与右侧节点到安全出口距离之和，并在该点出设置障碍标识64；如图4d所示，当通道为关闭状态时，在每个着火点位置设置障碍标识64；如图4e所示，当通道两侧存在状态为“关闭”的节点时，在该节点位置设置障碍标识64。所述存储单元12与控制单元11连接，用于存储建筑平面图、应急逃生模型及各节点61的最短逃生路径。其中，建筑平面图中包含各节点61、安全出口62、通道63、灾情探测装置20、逃生疏散指示设备30及视频设备50，且各节点61、安全出口62、通道63、灾情探测装置20、逃生疏散指示设备30及视频设备50均具有唯一地址码，便于定位。本实施例中，各节点61、安全出口62、通道63、灾情探测装置20、逃生疏散指示设备30及视频设备50均具有十六字节的唯一地址码。信息收发单元13与控制单元11连接，用于接收灾情探测装置20发送的检测数据及视频设备50发送的视频监控数据，同时用于向逃生疏散指示设备30发送最短逃生路径的各通道疏散方向的控制指令。显示器14与控制单元11连接，其用于显示可视化图形的应急逃生模型60。控制系统10通信连接有灾情探测装置20，该灾情探测装置20设于建筑物的楼道及室内，其用于实时采集楼道的监控数据，并将监控数据发送到控制系统。该灾情探测装置20可以是温度感应装置、烟雾感应装置、瓦斯感应装置、震动感应装置及有害气体感应装置，其中，温度感应装置采集建筑物的楼道及室内的温度，烟雾感应装置采集建筑物的楼道及室内的烟雾浓度，瓦斯感应装置采集建筑物的楼道及室内的瓦斯浓度，震动感应装置采集建筑物的楼道及室内的震动数据，有害气体感应装置采集建筑物的楼道及室内的有害气体浓度。当然，灾情探测装置20也可以是上面几种装置的组合。控制系统10通信连接有逃生疏散指示设备30，其分布于建筑物楼道的墙壁上。该逃生疏散指示设备30为消防指示灯，其具有向左及向右的方向指示标志，还可以标注“安全出口”等字样。该逃生疏散指示设备30接收并执行控制系统10发送的控制指令，以指示人员正确的逃生疏散方向。具体地，当逃生疏散指示设备位于所有阻碍的左侧时，开启逃生疏散指示设备的左指向，关闭右指向；当逃生疏散指示设备位于所有阻碍的右侧时，开启逃生疏散指示设备的右指向，关闭左指向；当逃生疏散指示设备位于两个或多个阻碍之间时，开启逃生疏散指示设备左右两侧指向，呈无疏散指向状态；当安全出口呈“关闭”状态时，关闭该安全出口的开关。逃生疏散指示设备30连接有配电箱40，且在配电箱40与主机之间设有应急电源41，该配电箱40分别与控制系统10、灾情探测装置20、逃生疏散指示设备30、应急电源41及市电连接，用于给控制系统10、灾情探测装置20及逃生疏散指示设备30供电。当正常情况下，配电箱40由市电供电，而当灾难发生时，配电箱40由应急电源41供电。控制系统10通信连接有视频设备50，该视频设备50还与配电设备40连接，其分布于建筑物的楼道内。该视频设备50为摄像机，用于采集建筑物楼道内的视频监控数据，并将采集的视频监控数据发送到控制系统10。由于视频监控数据不仅可以拍摄到现场的灾情状况，还可以拍摄出现场的人员情况，使后续救援更加有针对性，此外，当灾情是有可视化的因素引起的，还可以拍摄出灾情的起因，使后续的灾情责任认定有迹可循。籍此，本发明通过控制系统10建立可视化的应急逃生模型，当灾难发生时，控制系统10根据灾情探测装置20采集的灾情报警信号在应急逃生模型中计算出各节点61的最短逃生路径及各通道63的疏散方向，并控制各逃生疏散指示设备30指示安全出口62方向。本发明的最短应急疏散逃生路径是根据现场灾情信息自动生成的，可实现当灾情发生时人员根据逃生疏散指示设备30的指示方向安全、快速、有序地撤离，且可满足多个地点同时发生灾难时的疏散，从而提高人员疏散的效率，保障被困人员的安全性。尽管通过以上实施例对本发明进行了揭示，但本发明的保护范围并不局限于此，在不偏离本发明构思的条件下，对以上各构件所做的变形、替换等均将落入本发明的权利要求范围内。