本发明涉及一种疏散路径规划和指挥系统，尤其涉及一种适于在较大区域内运行，在发生火情时规划疏散路径和指挥的疏散路径规划和指挥系统。
背景技术：
随着化工技术的发展，现代化的化工企业越来越朝着精细化、规模化、集成化的方向发展，因此现代化的化工企业的规模变得越来越大。为了实现精细化、规模化、集成化的化工生产，设置在在厂区内的大型设备和建筑也越来越多。这样的设置使得化工厂的生产能力越来越强，但同时厂区内的大型设备和建筑也越来越多，发生火情的几率也相应的上升。另一方面，厂区内的大型设备和建筑也越来越多厂区内的道路也随之复杂化。所以，现代化工厂在发生火情时，厂区内的人们常常难以确定最优疏散路线。另一方面，在厂区内工作的人们的视线也常常被各种厂房或设备阻挡，在发生火情时，人们往往难以在第一时间发现火情。因此，如何在发生火情进行有效疏散越来越成为一个重要的问题。为了在发生灾害时进行有效疏散，许多化工厂都开始建立应急预案，并且预先规划诸多疏散路线。这样的设置在发生灾害时确实能够起到一定的作用。然而仍然存在不少问题。
发生火情的具体位置是难以预测的。在发生火情时，预先设置的疏散路线中的一部分可能恰恰经过灾害发生的地点。使用这些疏散路线的人们可能会因此而遭受额外的损害。
使用多套疏散预案能够更好的应对不同规模、发生在不同区域的灾害。然而这就需要在厂区内的人们熟记多套疏散预案，培训难度较大。
并非发生任何灾情都需要进行全厂规模的疏散，因此需要有一个常设指挥中心对厂区范围内的各种灾害进行监视，并对于灾害情况随时进行评估。维持这样的指挥中心成本较高。
因此有必要提出一种能够解决上述至少一部分问题的疏散路径规划系统和指挥系统，一种能够自动监控火情，并根据火情及时生成最优疏散路径的疏散路径规划系统和指挥系统。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种能够自动监控火情，并根据火情及时生成最优疏散路径的疏散路径规划系统和指挥系统。
为解决本发明所提出的至少一部分技术问题本，本发明提供了一种疏散路径规划系统，包括主控模块和多个摄像设备，该主控模块和该多个摄像设备分别连接，该主控模块进一步包括存储单元、图像识别单元和路径计算单元；该多个摄像设备分布于该疏散路径规划系统的覆盖范围，适于持续的或者间歇性的拍摄该覆盖范围的至少一部分区域的影像，并将该影像传输至该主控模块；该图像识别单元根据该影像，判断是否发生火情，在判断为发生火情时生成火情信息，并将该火情信息和与该火情信息对应的摄像设备位置信息发送至该路径计算单元；该存储单元中存有关于该覆盖范围内的道路的道路信息，该路径计算单元读取该道路信息，并根据该道路信息、该火情信息和该摄像设备位置信息计算疏散路径信息，并将计算结果输出。
根据本发明的至少一个实施例，该存储单元中还存储有多个火情图像元素；该图像识别单元读取该存储单元，将该影像与该火情图像元素进行图像匹配，并根据该匹配结果判断是否发生火情。
根据本发明的至少一个实施例，每个该火情图像元素具有对应的权重系数，该图像识别单元将该影像与每一火情图像元素依次匹配，并在发生匹配时将该火情图像元素对应的权重系数累加；
该图像识别单元在匹配结束后将累加权重系数与一预设的阈值比较，若该影像的累加权重系数大于该阈值，则判断为这一影像对应的摄像设备的拍摄区域发生火情。
根据本发明的至少一个实施例，当判断为发生火情时，该图像识别单元根据该影像中与该火情图像元素匹配的独立区块的数量生成该火情信息。
根据本发明的至少一个实施例，该路径计算单元根据该火情信息，生成疏散半径，并根据该疏散半径和该摄像设备位置信息生成疏散区域信息。
根据本发明的至少一个实施例，该路径计算单元选择背离该摄像设备位置对应的位置的道路作为疏散路径并输出。
根据本发明的至少一个实施例，该计算单元根据该疏散区域信息，判断每个集合区域是否适于作为终点；将被判断为适于作为终点的集合区域作为途径适于作为终点的集合区域的疏散路径的终点；将该覆盖范围的边缘作为不途径适于作为终点的集合区域的疏散路径的终点。
根据本发明的至少一个实施例，该多个摄像头设置在距离地面预设高度的位置，该预设高度的下限是3米或5米，该预设高度的上限是10米或15米。
为了解决本发明的至少一部分技术问题，本发明还提供了一种疏散指挥系统，包括上述的疏散路径规划系统和信息发送模块，该信息发送模块适于接收该疏散路径信息；该信息发送模块向需要进行疏散的区域内适于接收疏散路径信息的终端发送该疏散路径信息；或该信息发送模块向该覆盖范围全部适于接收疏散路径信息的终端发送该疏散路径信息。
为了解决本发明的至少一部分技术问题，本发明还提供了一种疏散路径规划系统，包括主控模块和多个摄像设备，该主控模块和该多个摄像设备分别连接，该主控模块进一步包括存储器和处理器；该多个摄像设备分布于该疏散路径规划系统的覆盖范围，适于持续的或者间歇性的拍摄该覆盖范围的至少一部分区域的影像，并将该影像传输至该主控模块；该存储器存有关于该覆盖范围内的道路的道路信息；该处理器配置为执行如下步骤：
根据该影像，判断是否发生火情，在判断为发生火情时生成火情信息；
读取该道路信息，并根据该道路信息、该火情信息和与该火情信息对应的摄像设备位置信息计算疏散路径信息，并将计算结果输出。
本发明提出的疏散路径规划和指挥系统，由于采用了自动监视和判断的设计，因此能够自动监控火情，并根据火情及时生成最优疏散路径并根据生成的最优疏散路径进行疏散指挥。
应当理解，本发明以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，而非限制性的。这些详细描述旨在为如权利要求该的本发明提供进一步的解释。
附图说明
包括附图是为提供对本发明进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施例，并与本说明书一起起到解释本发明原理的作用。附图中：
图1示出了本发明的疏散路径规划系统一个实施例的模块结构图。
图2示出了本发明的疏散路径规划系统一个可选的实施例的运行流程图；
图3示出了本发明的疏散路径规划系统一个可选的实施例中判断是否发生火情的具体方法的流程图；
图4示出了本发明的疏散路径规划系统一个可选的实施例的疏散路径示意图。
具体实施方式
现在将详细参考附图描述本发明的实施例。现在将详细参考本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。此外，尽管本发明中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本发明说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本发明。
首先参考图1来说明本发明的疏散路径规划系统的一个可选的实施例的结构。如图1所示，本发明的疏散路径规划系统包括主控模块1和多个摄像设备2。在当前的例子中，仅给列了第一摄像设备21和第二摄像设备22。事实上，摄像设备的数量可根据该疏散路径规划系统所覆盖的范围的大小(例如厂区)和所需要的密度(例如摄像设备的广角情况，生产的产品或原材料的危险程度等)自由调整。主控模块1和多个摄像设备2分别连接。主控模块1进一步包括存储单元12、图像识别单元13和路径计算单元11。
多个摄像设备2分布于该疏散路径规划系统的覆盖范围(例如覆盖整个厂区的所有可能发生灾害的地点或者整个厂区的全部区域)。这些摄像设备能够持续的或者间歇性的拍摄所述覆盖范围的至少一部分区域的影像，并将拍摄到的影像发送给主控模块1。例如，第一摄像21设备能够拍摄油罐区域的影像，第二摄像设备22则能够拍摄装货卸货区域的影像。拍摄到的油罐区域的影像和装货卸货区域的影像都被传输到主控模块1。
参考图1-2，图像识别单元13直接或者间接的接收拍摄到的影像，并根据这些影像判断是否发生了火情。当图像识别单元13判断为一家发生火情时，图像识别单元13生成火情信息，并将火情信息和与火情信息对应的摄像设备位置信息发送至路径计算单元11。例如，当图像识别单元13从来自第二摄像设备22的图像中识别出发生了火情，则生成火情信息，并将与第二摄像设备22相关的摄像设备位置信息发送至路径计算单元11。摄像设备位置信息既可以是，“第二摄像设备22”这样的识别信息，也可以是诸如“装货卸货区域”这样的位置信息。
继续参考图1-2，存储单元12中存有关于覆盖范围的道路的道路信息。路径计算单元11读取存储单元12中的道路信息，并根据道路信息、火情信息和摄像设备位置信息计算疏散路径。路径计算单元11在计算完成后并将计算结果输出。
值得注意的是，以上的例子只是对本发明所提出的疏散路径规划系统的一个可选的例子的说明。本发明所提出的疏散路径规划系统的许多部分都可以具有多种多样的设置方式。例如在一个可选的例子中，存储单元12中存有关于覆盖范围内全部道路的道路信息是，厂区内所有道路的方向、宽度、起始点、相互交叉关系。在其他的例子中，存储单元12中存有关于覆盖范围的道路的路道理息是包含该厂区全部道路的地图。下面以一些非限制性的例子对本发明提供的疏散路径规划系统的变化中的至少一部分进行说明。
图像识别单元13并根据影像判断是否发生火情的具体方法可以是多样的。根据一个非限制性的例子，存储单元12中还存储有多个火情图像元素。例如，存储单元12中存有火情图像元素库，其中包括多种火情图像元素，其中一部分火情图像元素与火焰对应(如橘色光点、红色光斑等)、另一部分则与烟雾对应(如黑色柱状区域、蓝灰色半透明区域等)。图像识别单元13从存储单元12读取这些火情图像元素，并将接受到的影像与火情图像元素进行图像匹配(例如使用templatematching算法进行匹配)，并根据匹配的结果来判断影像对应的区域是否发生火情。
值得注意的是，影像既可以是视频信息，也可以是照片信息。换言之，多个摄像设备2既可以以录像的方式获得影像，也可以是以诸如定时拍照的方式获得影像。此外，多个摄像设备2中的每一摄像设备并不需要完全相同。根据一个非限制性的例子，影像为视频信息。针对任意一个摄像设备拍摄的影像，图像识别单元13每隔预设帧数n选取一帧图像，并将选取的图像与所述火情图像元素进行图像匹配。即每n帧进行一次匹配。根据厂区的危险性程度，及厂区对火灾的敏感程度，可以选择较高的匹配频率，例如每12帧或24帧进行一次匹配。或者，在搭配低帧数摄像设备时，可以进一步选择每6帧进行一次匹配。与之相对的，当厂区较为空旷或者厂区生成的是危险性较低的产品时，则可以选择每60帧、每120帧、甚至每240帧进行一次匹配以降低对硬件的需求。
根据匹配的结果判断是否发生火情的具体方式可以是多样的。根据一个非限制性的例子，每个所述火情图像元素都具有一个对应的权重系数。这些权重系数可以与火情图像元素以一一对应的方式储存在存储单元12中，也可以是数量较多的火情图像元素对应数量较少的几个权重系数。图像识别单元13将影像与每一火情图像元素依次匹配，并当发生匹配时将该火情图像元素对应的权重系数累加。图像识别单元13在匹配结束后将累加权重系数与一预设的阈值比较。若累加的权重系数大于这一预设的阈值，就判断为该影像对应的摄像设备的拍摄区域发生火情。值得注意的是，当图像识别单元13将影像与某一火情图像元素匹配时，若发现该影像中多个区块，例如3个区块，都与这一火情图像元素匹配。此时可以将该火情图像元素的权重系数相应的累加3次。
图像识别单元13生成火情信息的具体方式可以是多样的。根据一个非限制性的例子，图像识别单元13在判断为发生火情时，根据影像中与火情图像元素匹配的独立区块的数量生成火情信息。例如，图像识别单元13发现当前的影像中有一个区域与一火情图像元素匹配，另一区域与另一火情图像元素匹配，且这两个区域并不相连，则认为与火情图像元素匹配的独立区块的数量是2。在此基础上，图像识别单元13认为“起火点的数量为2”并根据这一数量生成火情信息。这样设置的意义在于，可以自动判断起火点的数量。由于通过影像判断火势大小可能会受到起火点与摄像设备相对距离的影像而变得不精确。判断起火点数量则受起火点与摄像设备相对距离的影响较小。因此在当前的非限制性例子中，选择根据起火点的数量生成火情信息。
参考图1和图4，在当前的非限制性例子中路径计算单元11根据收到的火情信息，生成疏散半径r。在此基础上，路径计算单元11根据该疏散半径r和摄像设备位置信息(如图4中，发现a点发生火情)生成疏散区域信息。这样设置的意义在于，路径计算单元11可以根据起火点的数量设定大小不同的疏散半径，并将拍摄到火情的摄像设备对应的位置a作为起火点，结合疏散半径r确定疏散区域。路径计算单元11在确定疏散区域后，可以选择背离摄像设备位置对应的位置的道路作为疏散路径并输出。选择背离摄像设备对应的位置的道路的方法可以是多样的。例如，当同一点，上具有多条路径时，可以以拍摄到火情的摄像设备的位置为中心现生成虚拟的圆形(如图中虚线所示)，选择与该圆形的边缘夹角最大的路径。例如，例如图4中的b点有w1和w2两条路径，此时以起火点a为圆心生成经过b的如图4中的虚线所示的圆。生成了圆后，在w1和w2之间，选择与该圆夹角更大的路径(即图中的w2)作为疏散路径。值得注意的是，此处“拍摄到火情的摄像设备对应的位置a”并不一定是该摄像设备本身的位置。再次以第二摄像设备22的图像被识别为发生火情为例，既可以将第二摄像设备的位置作为默认的起火点a，也可以将第二摄像设备拍摄的“装货卸货区域”作为默认的起火点a。
除了确定路径外，确定可用的疏散路径的终点的方式也可以是多样的。根据一个非限制性的例子，本发明的疏散路径规划系统根据疏散区域信息，判断覆盖范围内每个集合区域是否适于作为终点。在此基础上，本发明的疏散路径规划系统可以将被判断为适于作为终点的集合区域作为途径适于作为终点的集合区域的疏散路径的终点。将所述覆盖范围的边缘作为不途径适于作为终点的集合区域的疏散路径的终点。继续参考图4，根据一个非限制性的例子，在以起火点a和疏散半径r确定了疏散区域后，即可以根据“是否在疏散区域内”判断出第一集合区域zone1不适于作为疏散路径的终点，而位于疏散区与外的第二集结点zone2适于被作为终点。根据上述判断。对于疏散路径w2中位于起火点a靠近第二集结点zone2一侧(图中上方)的部分，可以以第二集结点zone2作为w2的终点。对于疏散路径w2中位于起火点a背离第二集结点zone2一侧(图中下方)的部分，则以覆盖范围的边缘(图中点c)作为疏散路径的终点。与之类似的，由于第一集合区域zone1不适于作为疏散路径的终点，所以路径w1中b点右侧的部分也应当被认为是“不途径适于作为终点的集合区域的疏散路径”。基于这一判断，路径w1中b点右侧的部分应当与路径w3连接，并将路径w3与覆盖范围的边缘(图中点d)作为疏散路径的终点。
根据一个非限制性的例子，为了避免摄像头距离起火点太近而导致在发生火情时整个摄像范围内都充满火情图像元素，可以使每个摄像头都与地面保持一个预设高度。当起火危险性较大，或者摄像头分辨率较低时，可以将预设高度设置为3米或5米。反之当起火危险性较小或者摄像头分辨率较高时，则可以将该预设高度设置为10米或15米。
上述实施例的主控模块1可以完全由硬件执行、可以完全由软件(包括固件、常驻软件、微码等)执行、也可以由硬件和软件组合执行。
以硬件和软件组合来说，主控模块1可包括存储器和处理器。存储器中储存有计算机程序和数据。例如，执行图2、图3所示流程的计算机程序，以及诸如道路信息、火情图像元素等。处理器配置为执行图2、图3所示流程。例如处理器执行如下步骤：根据所述影像，判断是否发生火情，在判断为发生火情时生成火情信息；读取所述道路信息，并根据所述道路信息、所述火情信息和与所述火情信息对应的摄像设备位置信息计算疏散路径信息，并将计算结果输出。
此外，本发明的各方面，例如图2、图3所示的流程可能表现为位于一个或多个计算机可读介质中的计算机产品，该产品包括计算机可读程序编码。
为了解决本发明的至少一部分技术问题，本发明还提供一种疏散指挥系统。参考图1和图4，根据一个非限制性的例子，该疏散指挥系统出了包括疏散路径规划系统外，还包括信息发送模块3。这一信息发送模块3能够从主控模块1接收生成的疏散路径信息，并将接收到的疏散路径信息向适于接收疏散路径信息的诸如手持式智能设备、值班亭中的电脑等的终端发送。既可以只向需要进行疏散的区域内的终端发送疏散路径信息，即，仅向需要疏散的人员发送疏散路径信息。这样的设置在发生小型火情时，能够避免将疏散路径信息发送给厂区内的全部人员。在另一个非限制性的例子中，这一信息发送模块3在接收到来自主控模块1的疏散路径信息后，向覆盖范围全部适于接收疏散路径信息的信息终端发送。这样设置的好处时，使得疏散区域外的人员也能做好配合疏散的准备。值得注意的是，发送疏散路径信息应当为广义理解。既可以将全部疏散路径信息都发送，也可以根据终端位置，发送相应的一部分疏散路径信息
虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可做出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。