一种基于室内定位的火灾疏散系统及方法与流程

本发明涉及地理信息技术领域，尤其涉及一种基于室内定位的火灾疏散系统及方法。

背景技术：

随着城市化的迅速发展，建筑物逐渐区域大型化、高层化、复杂化。高层化于大型化的现代建筑物具有一下特征：其内部结构空间比较复杂，所提供的功能繁多，人员较为密集，且室内人员对建筑物整体结构并不熟悉，在发生火灾的情况下疏散效率不高。因此如何在火灾发生时提高室内人员的疏散效率，使人员可以安全、快速的从建筑物内疏散是一个重要课题。

目前的大型建筑物的防灾主要有以下几个发展方向：1）通过定期的消防演练，使人员熟悉建筑物内部结构和逃生通道，在火灾发生时可以快速有序的按照演练时的路线撤离建筑物。但是大型建筑物内人员流动量较大，比如大型商场的游客不具备参与消防演练的条件。在火灾发生时，现场环境可能会发生变化，比如火灾的发生切断了演练时的逃生通道。2）紧急引导系统，预先在建筑物内放置指示牌，引导人员前往逃生通道。该系统同样无法根据现场情况实时更新，同时由于发生火灾时的混乱和建筑物的复杂性，人员可能错过指示牌，从而影响疏散的效率。同时消防员在营救被困人员时，难以确定被困人员的具体位置，影响救援的效率。

技术实现要素：

为了解决以上技术问题，本发明提出了一种基于室内定位的火灾疏散系统。该系统在火灾发生时提高复杂建筑物内人员的疏散效率。同时为消防员提供了被困人员的位置信息。

该系统包括移动终端、服务器和若干个beacon基站。其中移动终端与服务器建立连接并获取建筑物内的消防设施信息、火情和室内地图。移动终端与邻近beacon基站通过低功率蓝牙进行无线通信连接。移动终端获取邻近beacon基站的位置与相应得蓝牙信号强度，基于rssi的室内无线信号衰减模型将蓝牙信号强度转化为相应距离，同时利用三边定位算法计算移动终端的实时位置，并将位置信息上传至服务器。

火灾发生时，系统将火灾发生的位置信息推送给所有移动终端，并在移动终端显示建筑物内的详细地图和消防设施的位置信息。移动终端将实时位置信息上传至服务器，服务器通过最短路径算法计算出正确的逃生路线，引导人员逃离建筑物。消防员可以登陆系统查看所有移动终端的位置信息并向移动终端推送信息。

移动终端使用蓝牙与人员所在位置附近的beacon基站进行通信，得到邻近beacon基站的设备、位置信息，并获取移动终端与邻近beacon基站之间的蓝牙信号强度。移动终端基于rssi的室内信号衰减模型将蓝牙信号强度转换为与邻近beacon基站的距离信息，选取距离设备最近的3个邻近beacon基站，移动设备处于所述3个邻近beacon基站构成的三角形内。移动终端基于三边定位算法计算人员的实时位置，并将实时位置上传至服务器。

所述服务器中包括以下两个模块：

web模块：该模块提供与用户的交互功能，包括将gis数据库中的信息呈现给用户，将用户的信息提交到数据库中。

gis模块：该模块负责为本系统提供基本的数据支持，同时根据建筑物内信息通过最短路径算法计算逃生路线。主要分为下面3个模块：

1).gis数据库模块：本模块负责存储建筑物内的地理空间信息，建筑物内的地理空间信息包括：墙体、门、窗、楼梯、消防通道、消防设施（灭火器等）的位置信息，火灾发生的位置和范围信息，移动终端的位置信息。

2).gis导航模块：本模块根据移动终端的实时位置，火灾发生的位置和范围，通过最短路径算法计算实时的逃生路线。

移动终端包括智能手机、平板电脑。

本发明还提供了一种基于室内定位的火灾疏散方法，

具体步骤如下：

1）首先将建筑物内的地理空间数据录入gis数据库中，建筑物内的地理空间信息包括：墙体、门、窗、楼梯、消防通道、消防设施的位置信息；

2）发生火灾时，管理员启动系统火警警报功能，服务器向移动终端推送警示信息；

3）移动终端使用蓝牙与人员所在位置附近的beacon基站进行通信，得到邻近beacon基站的设备、位置信息，并获取移动终端与邻近beacon基站之间的蓝牙信号强度；移动终端基于rssi的室内信号衰减模型将蓝牙信号强度转换为与邻近beacon基站的距离信息，选取距离设备最近的3个邻近beacon基站，移动设备处于所述3个邻近beacon基站构成的三角形内；移动终端基于三边定位算法计算人员的实时位置，并将实时位置上传至服务器；

4）服务器接收到移动终端的位置信息，将信息存储到数据库中，根据该位置信息与火灾发生的地点和范围，基于最短路径算法计算出从建筑物内疏散的路线，将该路线发送至移动终端；

5）服务器将所有终端的实时位置信息呈现给管理员，以供消防人员查看被困人员的所在位置以及建筑物内人员疏散情况；

6）重复步骤3，直至人员离开建筑物。

本发明的有益效果是

本发明使用智能移动终端与邻近beacon设备进行无线通信连接确定人员的实时位置，服务器基于最短路径算法计算出人员的逃生路线。该路线可根据现场的火情以及人员的实时位置动态更新，提高了火灾发生时人员疏散的效率。beacon设备使用电池供电，在火灾发生可能造成的断电情况下仍能持续工作。

附图说明

图1是系统组成图；

图2是系统提供导航功能的流程图。

具体实施方式

下面对本发明的内容进行更加详细的阐述：

本发明的实施步骤如下：

1、首先将建筑物内的地理空间数据录入gis数据库中，建筑物内的地理空间信息包括：墙体、门、窗、楼梯、消防通道、消防设施（灭火器等）的位置信息，为本系统提供基本的数据支持。

2、发生火灾时，管理员启动系统火警警报功能，服务器向移动终端推送警示信息。

3、移动终端使用蓝牙与人员所在位置附近的beacon基站进行通信，得到邻近beacon基站的设备、位置信息，并获取移动终端与邻近beacon基站之间的蓝牙信号强度。移动终端基于rssi的室内信号衰减模型将蓝牙信号强度转换为与邻近beacon基站的距离信息，选取距离设备最近的3个邻近beacon基站，移动设备处于所述3个邻近beacon基站构成的三角形内。移动终端基于三边定位算法计算人员的实时位置，并将实时位置上传至服务器。

4、服务器接收到移动终端的位置信息，将信息存储到数据库中，根据该位置信息与火灾发生的地点和范围，基于最短路径算法计算出从建筑物内疏散的路线，将该路线发送至移动终端。

5、服务器将所有终端的实时位置信息呈现给管理员，以供消防人员查看被困人员的所在位置以及建筑物内人员疏散情况。

重复步骤3，直至人员离开建筑物。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种基于室内定位的火灾疏散系统及方法，属于地理信息技术领域，该系统包括移动终端、服务器和若干个Beacon基站。其中移动终端与服务器建立连接并获取建筑物内的消防设施信息、火情和室内地图。移动终端与Beacon基站通过低功率蓝牙进行无线通信连接，利用三边定位算法计算移动终端的实时位置，并将位置信息上传至服务器。该系统使用Beacon设备进行室内定位，Beacon基站被预先布置在室内并使用电池供电，可以在火灾发生时可能断电的情况下持续定位。

技术研发人员：周祥龙;李秀芳;展召磊;郑彬
受保护的技术使用者：济南浪潮高新科技投资发展有限公司
技术研发日：2017.10.31
技术公布日：2018.02.16