一种基于建筑可视化的建筑消防模拟评估系统的制作方法

1.本发明涉及建筑消防技术领域，具体涉及一种基于建筑可视化的建筑消防模拟评估系统。


背景技术：

2.建筑消防设施指建(构)筑物内设置的火灾自动报警设备、自动喷水灭火设备、消火栓设备等用于防范和扑救建(构)筑物火灾的设备设施的总称。常用的有火灾自动报警设备、自动喷水灭火设备、消火栓设备、气体灭火设备、泡沫灭火设备、干粉灭火设备、排烟设备、安全疏散设备等。它是保证建筑物消防安全和人员疏散安全的重要设施，是现代建筑的重要组成部分。对保护建筑起到了重要的作用，有效的保护了公民的生命安全和国家财产的安全。
3.对于建筑的消防安全来说，及时的评估是非常有必要，尤其是对于年限较久的老建筑，现有的建筑消防模拟评估系统不能够更好地对建筑消防安全进行模拟评估，评估因素不够全面，上述问题亟待解决，为此，提出一种基于建筑可视化的建筑消防模拟评估系统。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题在于：如何解决现有的建筑消防模拟评估系统不能够更好地对建筑消防安全进行模拟评估，评估因素不够全面的问题，提供了一种基于建筑可视化的建筑消防模拟评估系统。
5.本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明包括：三维模型导入模块、消防设备状态评估模块、区域安全状态评估模块、建筑总体评估模块、可视化展示模块；
6.所述三维模型导入模块，用于提供三维模型文件导入接口，将待评估建筑的三维模型文件通过三维模型文件导入接口导入系统，生成待评估建筑的三维模型；
7.所述消防设备状态评估模块，用于对各个消防设备的状态进行评分；
8.所述区域安全状态评估模块，用于根据待评估建筑各区域内的各个消防设备状态评分对各区域的安全状态进行评分，并获取各区域安全状态评分；
9.所述建筑总体评估模块，用于根据各区域安全状态评分以及待评估建筑的已使用时长数据对建筑总体消防进行评估，获取总体安全评分；
10.所述可视化展示模块，用于以可视化的方式将待评估建筑及其内部的各个消防设备展示出来。
11.更进一步地，在所述消防设备状态评估模块中，各个消防设备分别为火灾自动报警设备、自动喷水灭火设备、消火栓设备、气体灭火设备、泡沫灭火设备、干粉灭火设备、排烟设备、安全疏散设备；
12.对火灾自动报警设备的状态评分公式如下：
13.zh＝wh1*bh+wh2*xh+wh3*th
14.其中，zh表示火灾自动报警设备的状态评分；bh表示该火灾自动报警设备的报警次数，wh1表示报警次数在火灾自动报警设备的状态评分中所占的权重；xh表示该火灾自动报警设备的维修次数，wh2表示维修次数在火灾自动报警设备的状态评分中所占的权重；th表示该火灾自动报警设备的已使用时长，wh3表示已使用时长在火灾自动报警设备的状态评分中所占的权重；
15.对自动喷水灭火设备的状态评分公式如下：
16.zp＝wp1*tp+wp2*xp
17.其中，zp表示自动喷水灭火设备的状态评分；tp表示自动喷水灭火设备的已使用时长，wx1表示已使用时长在自动喷水灭火设备的状态评分中所占的权重；xp表示自动喷水灭火设备的维修次数，wp2表示维修次数在自动喷水灭火设备的状态评分中所占的权重；
18.对消火栓设备的状态评分公式如下：
19.zx＝wx1*tx+wx2*xx
20.其中，zx表示消火栓设备的状态评分；tx表示消火栓设备的已使用时长，wx1表示已使用时长在消火栓设备的状态评分中所占的权重；xx表示消火栓设备的维修次数，wx2表示维修次数在消火栓设备的状态评分中所占的权重；
21.对气体灭火设备的状态评分公式如下：
22.zq＝wq1*tq+wq2*hq
23.其中，zq表示气体灭火设备的状态评分；tq表示气体灭火设备的服役时长，wq1表示服役时长在气体灭火设备的状态评分中所占的权重；hq表示气体灭火设备的消耗数量，wq2表示消耗数量在气体灭火设备的状态评分中所占的权重；
24.对泡沫灭火设备的状态评分公式如下：
25.zm＝wm1*tm+wm2*hm
26.其中，zm表示泡沫灭火设备的状态评分；tm表示泡沫灭火设备的服役时长，wm1表示服役时长在泡沫灭火设备的状态评分中所占的权重；hm表示泡沫灭火设备的消耗数量，wm2表示消耗数量在泡沫灭火设备的状态评分中所占的权重；
27.对干粉灭火设备的状态评分公式如下：
28.zg＝wg1*tg+wg2*hg
29.其中，zg表示干粉灭火设备的状态评分；tg表示干粉灭火设备的服役时长，wg1表示服役时长在干粉灭火设备的状态评分中所占的权重；hg表示干粉灭火设备的消耗数量，wg2表示消耗数量在干粉灭火设备的状态评分中所占的权重；
30.对排烟设备的状态评分公式如下：
31.zy＝wy1*xy+wy2*dy+wy3*th
32.其中，zy表示排烟设备的状态评分；xy表示排烟设备的维修次数，wy1表示维修次数在排烟设备的状态评分中所占的权重；dy表示排烟设备的各通道堵塞截面积比之和，wy2表示各通道堵塞截面积比之和在排烟设备的状态评分所占的权重；th表示排烟设备的已使用时长，wy3表示已使用时长在排烟设备的状态评分所占的权重；
33.对安全疏散设备的状态评分公式如下：
34.zs＝ws1*xs+ws2*ts
35.其中，zs表示安全疏散设备的状态评分；xs表示安全疏散设备的维修次数，ws1表
示维修次数在安全疏散设备的状态评分中所占的权重；ts表示安全疏散设备的已使用时长，ws2已使用时长在安全疏散设备的状态评分中所占的权重。
36.更进一步地，所述可视化展示模块包括设备定位单元、设备标识设置单元；所述设备定位单元用于对建筑内的各个消防设备进行定位，获取各个消防设备的位置信息；所述设备标识设置单元用于给不同的消防设备设置不同的形状标识，并根据各个消防设备的位置信息将对应消防设备的标识增加到三维模型中的对应位置，以可视化的方式将待评估建筑及其内部的各个消防设备展示出来。
37.更进一步地，在消防设备状态评估模块中，排烟设备的通道堵塞截面积比d y的计算过程如下：
38.s101：通过设置的多个摄像头获取排烟设备中各个通道的图片；
39.s102：对各通道图片进行降噪和增强处理；
40.s103：利用第一目标检测网络识别通道图片中的通道目标检测框；
41.s104：将通道目标检测框从通道图片中裁剪下来，然后利用第二目标检测网络对通道内部的堵塞物进行识别，获取堵塞物目标检测框及其位置信息；
42.s105：对堵塞物目标检测框内部的堵塞物外轮廓进行轮廓检测处理，获取堵塞物外轮廓上各点的坐标信息；
43.s106：根据堵塞物外轮廓上各点的坐标信息计算堵塞物在通道图片中的面积比例，即获取排烟设备的各通道堵塞截面积比之和dy。
44.更进一步地，在所述步骤s101中，各摄像头对应设置在各通道的轴线上，摄像头的光轴与对应通道的轴线重合。
45.更进一步地，在所述步骤s106中，所述排烟设备的各通道堵塞截面积比之和dy的计算过程如下：
46.s1061：根据堵塞物外轮廓上各点的坐标信息计算堵塞物在通道图片中的面积，计算通道在通道图片中的面积；
47.s1062：用各通道中堵塞物在通道图片中的面积除以各通道在通道图片中的面积，获取各通道的堵塞截面积比，对各通道的堵塞截面积比进行求和，获取排烟设备的各通道堵塞截面积比之和dy。
48.更进一步地，所述区域安全状态评估模块获取区域安全状态评分的过程如下：
49.s201：在三维模型中选择所需要评分的区域；
50.s202：根据选择区域内部的各个消防设备状态评分加权平均计算区域安全状态评分。
51.更进一步地，在所述步骤s202中，所述区域安全状态评分的计算公式如下：
52.qi＝w1*zhi+w2*zpi+w3*zxi+w4*zqi+w5*zmi+w6*zgi+w7*zyi+w8*zsi
53.其中，i表示选取的区域编号，i＝1,2,3
…
n，n为正整数，qi表示区域编号对应的区域安全状态评分；w1-w8表示区域编号对应的区域内火灾自动报警设备状态评分、自动喷水灭火设备状态评分、消火栓设备状态评分、气体灭火设备状态评分、泡沫灭火设备状态评分、干粉灭火设备状态评分、排烟设备状态评分、安全疏散设备状态评分在区域安全状态评分中所占的权重。
54.更进一步地，所述建筑总体评估模块获取总体安全评分公式如下：
55.total＝wt1*qt+wt2*n
56.其中，total表示待评估建筑的总体安全评分；qt表示各区域安全状态评分的算数平均值，wt1表示算数平均值在总体安全评分中所占的权重；n表示待评估建筑的已使用年数，wt2表示已使用年数在总体安全评分中所占的权重。
57.本发明相比现有技术具有以下优点：能够方便地对待评估建筑的三维模型以及各个消防设备进行可视化展示；并将各个消防设备的状态纳入评估过程中，使评估结果更加准确全面；还在各个消防设备的状态评分及总体安全评分过程中加入了已使用时长或服役时长，更能够准确地体现待评估建筑的消防安全状态。
附图说明
58.图1是本发明实施例中基于建筑可视化的建筑消防模拟评估系统结构示意图。
具体实施方式
59.下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
60.本实施例提供一种技术方案：一种基于建筑可视化的建筑消防模拟评估系统，包括：三维模型导入模块、消防设备状态评估模块、区域安全状态评估模块、建筑总体评估模块、可视化展示模块；
61.在本实施例中，所述三维模型导入模块用于提供三维模型文件导入接口，将待评估建筑的三维模型文件通过三维模型文件导入接口导入系统，生成待评估建筑的三维模型；
62.在本实施例中，所述消防设备状态评估模块包括火灾自动报警设备状态评估单元、自动喷水灭火设备状态评估单元、消火栓设备状态评估单元、气体灭火设备状态评估单元、泡沫灭火设备状态评估单元、干粉灭火设备状态评估单元、排烟设备状态评估单元、安全疏散设备状态评估单元；其中，所述火灾自动报警设备状态评估单元用于对火灾自动报警设备的状态进行评估，并获取对应的状态评分；所述自动喷水灭火设备状态评估单元用于对自动喷水灭火设备的状态进行评估，并获取对应的状态评分；所述消火栓设备状态评估单元用于对消火栓设备的状态进行评估，并获取对应的状态评分；所述气体灭火设备状态评估单元用于对气体灭火设备的状态进行评估，并获取对应的状态评分；所述泡沫灭火设备状态评估单元用于对泡沫灭火设备的状态进行评估，并获取对应的状态评分；所述干粉灭火设备状态评估单元用于对干粉灭火设备的状态进行评估，并获取对应的状态评分；所述排烟设备状态评估单元用于对防烟排烟设备的状态进行评估；所述安全疏散设备状态评估单元用于对安全疏散设备的状态进行评估，并获取对应的状态评分；
63.在本实施例中，所述区域安全状态评估模块用于根据待评估建筑各区域内的各个消防设备状态评分对各区域的安全状态进行评分，并获取各区域安全状态评分；
64.在本实施例中，所述建筑总体评估模块用于根据各区域安全状态评分以及待评估建筑的已使用时长数据对建筑总体消防进行评估，获取总体安全评分；
65.在本实施例中，所述可视化展示模块包括设备定位单元、设备标识设置单元；所述
设备定位单元用于对建筑内的各个消防设备进行定位，获取各个消防设备的位置信息；所述设备标识设置单元用于给不同的消防设备设置不同的形状标识，并根据各个消防设备的位置信息将对应消防设备的标识增加到三维模型中的对应位置，以可视化的方式将待评估建筑及其内部的各个消防设备展示出来。
66.在本实施例中，所述三维模型文件包括但不限于格式为.dwg的三维模型文件，也可以采用其他格式的三维模型文件，通过可接收多种格式三维模型文件的三维模型文件导入接口，能够大大地提高系统的扩展性。
67.在本实施例中，火灾自动报警设备状态评估单元对火灾自动报警设备的状态评分公式如下：
68.zh＝wh1*bh+wh2*xh+wh3*th
69.其中，zh表示火灾自动报警设备的状态评分；bh表示该火灾自动报警设备的报警次数，wh1表示报警次数在火灾自动报警设备的状态评分中所占的权重；xh表示该火灾自动报警设备的维修次数，wh2表示维修次数在火灾自动报警设备的状态评分中所占的权重；th表示该火灾自动报警设备的已使用时长，wh3表示已使用时长在火灾自动报警设备的状态评分中所占的权重，wh1+wh2+wh3＝1。
70.在本实施例中，自动喷水灭火设备状态评估单元对自动喷水灭火设备的状态评分公式如下：
71.zp＝wp1*tp+wp2*xp
72.其中，zp表示自动喷水灭火设备的状态评分；tp表示自动喷水灭火设备的已使用时长，wx1表示已使用时长在自动喷水灭火设备的状态评分中所占的权重；xp表示自动喷水灭火设备的维修次数，wp2表示维修次数在自动喷水灭火设备的状态评分中所占的权重，wp1+wp2＝1。
73.在本实施例中，消火栓设备状态评估单元对消火栓设备的状态评分公式如下：
74.zx＝wx1*tx+wx2*xx
75.其中，zx表示消火栓设备的状态评分；tx表示消火栓设备的已使用时长，wx1表示已使用时长在消火栓设备的状态评分中所占的权重；xx表示消火栓设备的维修次数，wx2表示维修次数在消火栓设备的状态评分中所占的权重，wx1+wx2＝1。
76.在本实施例中，气体灭火设备状态评估单元对气体灭火设备的状态评分公式如下：
77.zq＝wq1*tq+wq2*hq
78.其中，zq表示气体灭火设备的状态评分；tq表示气体灭火设备的服役时长(存在但未使用的时长)，wq1表示服役时长在气体灭火设备的状态评分中所占的权重；hq表示气体灭火设备的消耗数量(在设定时段内的使用数量)，wq2表示消耗数量在气体灭火设备的状态评分中所占的权重，wq1+wq2＝1。
79.在本实施例中，泡沫灭火设备状态评估单元对泡沫灭火设备的状态评分公式如下：
80.zm＝wm1*tm+wm2*hm
81.其中，zm表示泡沫灭火设备的状态评分；tm表示泡沫灭火设备的服役时长，wm1表示服役时长在泡沫灭火设备的状态评分中所占的权重；hm表示泡沫灭火设备的消耗数量，
wm2表示消耗数量在泡沫灭火设备的状态评分中所占的权重，wm1+wm2＝1。
82.在本实施例中，干粉灭火设备状态评估单元对干粉灭火设备的状态评分公式如下：
83.zg＝wg1*tg+wg2*hg
84.其中，zg表示干粉灭火设备的状态评分；tg表示干粉灭火设备的服役时长，wg1表示服役时长在干粉灭火设备的状态评分中所占的权重；hg表示干粉灭火设备的消耗数量，wg2表示消耗数量在干粉灭火设备的状态评分中所占的权重，wg1+wg2＝1。
85.在本实施例中，排烟设备状态评估单元对排烟设备的状态评分公式如下：
86.zy＝wy1*xy+wy2*dy+wy3*th
87.其中，zy表示排烟设备的状态评分；xy表示排烟设备的维修次数，wy1表示维修次数在排烟设备的状态评分中所占的权重；dy表示排烟设备的各通道堵塞截面积比之和，wy2表示各通道堵塞截面积比之和在排烟设备的状态评分所占的权重；th表示排烟设备的已使用时长，wy3表示已使用时长在排烟设备的状态评分所占的权重；wy1+wy2+wy3＝1。
88.在本实施例中，排烟设备的通道堵塞截面积比dy的计算过程如下：
89.s101：通过设置的多个摄像头获取排烟设备中各个通道的图片；
90.s102：对各通道图片进行降噪和增强处理，有利于提高后续识别的准确性；
91.s103：利用经过大量人工标注的训练集图片训练的第一目标检测网络，识别通道图片中的通道目标检测框；
92.s104：将通道目标检测框从通道图片中裁剪下来，然后利用经过大量人工标注的训练集图片训练的第二目标检测网络对通道内部的堵塞物进行识别，获取堵塞物目标检测框及其位置信息；
93.s105：对堵塞物目标检测框内部的堵塞物外轮廓进行轮廓检测处理，获取堵塞物外轮廓上各点的坐标信息；
94.s106：根据堵塞物外轮廓上各点的坐标信息计算堵塞物在通道图片中的面积比例，即获取排烟设备的各通道堵塞截面积比之和dy。
95.在所述步骤s101中，各摄像头对应设置在各通道的轴线上，摄像头的光轴与对应通道的轴线重合，这样能够使拍摄的图片更有利与后续的识别。
96.在所述步骤s101中，排烟设备中各个通道的尺寸规格相同。
97.在所述步骤s105，轮廓检测处理通过opencv中的轮廓检测函数实现。
98.在所述步骤s106中，所述排烟设备的各通道堵塞截面积比之和dy的计算过程如下：
99.s1061：根据堵塞物外轮廓上各点的坐标信息计算堵塞物在通道图片中的面积，计算通道在通道图片中的面积；
100.s1062：用各通道中堵塞物在通道图片中的面积除以各通道在通道图片中的面积，获取各通道的堵塞截面积比，对各通道的堵塞截面积比进行求和，获取排烟设备的各通道堵塞截面积比之和dy。
101.在本实施例中，安全疏散设备状态评估单元对安全疏散设备的状态评分公式如下：
102.zs＝ws1*xs+ws2*ts
103.其中，zs表示安全疏散设备的状态评分；xs表示安全疏散设备的维修次数，ws1表示维修次数在安全疏散设备的状态评分中所占的权重；ts表示安全疏散设备的已使用时长，ws2已使用时长在安全疏散设备的状态评分中所占的权重；ws1+ws2＝1。
104.在本实施例中，所述区域安全状态评估模块获取区域安全状态评分的过程如下：
105.s201：在三维模型中选择所需要评分的区域；
106.s202：根据选择区域内部的各个消防设备状态评分加权平均计算区域安全状态评分。
107.在所述步骤s202中，所述区域安全状态评分的计算公式如下：
108.qi＝w1*zhi+w2*zpi+w3*zxi+w4*zqi+w5*zmi+w6*zgi+w7*zyi+w8*zsi
109.其中，i表示选取的区域编号，i＝1,2,3
…
n，n为正整数，qi表示区域编号对应的区域安全状态评分；w1-w8表示区域编号对应的区域内火灾自动报警设备状态评分、自动喷水灭火设备状态评分、消火栓设备状态评分、气体灭火设备状态评分、泡沫灭火设备状态评分、干粉灭火设备状态评分、排烟设备状态评分、安全疏散设备状态评分在区域安全状态评分中所占的权重。
110.在本实施例中，所述建筑总体评估模块获取总体安全评分公式如下：
111.total＝wt1*qt+wt2*n
112.其中，total表示待评估建筑的总体安全评分；qt表示各区域安全状态评分的算数平均值，wt1表示算数平均值在总体安全评分中所占的权重；n表示待评估建筑的已使用年数，wt2表示已使用年数在总体安全评分中所占的权重；wt1+wt2＝1。
113.需要说明的是，上述各权重值可根据实际应用设置。
114.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。