一种面向火灾应急疏散的室内三维表达模型制造技术

本发明专利技术属于地理空间信息系统技术领域，提供一种面向火灾应急疏散的室内三维表达模型，用以为室内火灾应急疏散路径规划提供模型支撑。本发明专利技术包括：位置数据模块、语义数据模块、火势参数模块，位置数据模块包括绝对位置室内位置抽象类、室内位置元素，语义数据模块包括出入口、单元空间、单元空间边界、障碍物与消防设施，所述火势参数模块包括出入口与单元空间的火势参数，关联三模块构建完整模型。本发明专利技术充分考虑火灾条件下影响应急疏散的因素：建筑物位置信息、建筑物语义要素信息及火势参数信息，为用户提供智能、安全、高效的火灾约束信息，从而最大限度降低火灾带来的损失。

An Indoor Three-Dimensional Expression Model for Fire Emergency Evacuation

【技术实现步骤摘要】
一种面向火灾应急疏散的室内三维表达模型
本专利技术属于地理空间信息系统
，主要涉及一种面向火灾应急疏散的室内三维表达模型。
技术介绍
我国是一个建筑火灾多发国家，近一二十年来，火灾形势比较严峻，已经发生了多起重大和特大火灾，造成了严重的人员伤亡和财产损失。究其原因，一是我国经济正处于高速发展阶段，现代化的大型、高层公共建筑不断出现，形成了建设的热潮，这类建筑布置复杂、形式多样、体量庞大、人员过分集中，因而突发性事故或灾害发生的机率较高；二是群众安全防范意识不够、火灾自救知识不足。从我国火灾情况的统计数据上看，最近20年左右，我国的火灾次数以及直接财产损失不断上升，仅在2013年，高层建筑火灾就已发生388000次，共计造成1637人伤亡，财产损失71亿人民币。火灾形势的严峻已经引起我国政府及社会各界的广泛关注，如何减少建筑火灾损失，保障人民群众生命财产安全已成为目前迫切需要认真研究的重大课题。此外，由于发生火灾时人员只能侦查到自身周围一定范围内的温度、烟雾浓度等感官信息，无法在火灾发生初期确定逃生过程中路径的通行情况、烟雾蔓延情况、毒气浓度等信息，因而难以确定最优的逃生路径，错过最佳的逃生时机，造成人员财产的不必要的损失。传统室内三维表达模型(IndoorLoactionGML/IndoorGML/CityGML)中，CityGML作为开放标准联盟OGC提出的城市三维空间信息的管理模型，定义了城市中大部分地理对象，并对区域模型的语义、几何、拓扑、外观属性等做了详尽的描述，但像CityGML这样具有地理空间属性的模型更多关注的还是城市三维可视化方面，例如，将其应用在火灾虚拟现实模拟器中，以满足消防人员在尽可能真的环境下进行消防训练，而非火灾模拟分析这一类空间服务。IndoorGML是OGC针对室内空间制定的一套国家标准，本身是一种描述拓扑结构的数据模型，并面向室内导航应用提出了符号空间的概念，将房间抽象为点，同时将房间之间的通道抽象为边，从而将建筑物的室内空间抽象为拓扑网络；然而，IndoorGML对室内空间在语义层次的抽象划分与多重关联往往针对建筑内部结构空间的静态特征，尚难以建立火灾应急疏散过程中建筑空间与动态行为的交互过程，并局限于几何空间分析如“最短路径”等，难以应对室内火灾发生时的特殊环境变化特征。IndoorLocationGML是由我国按照GB/T1.1-2009给出的规则起草并制定的一套国家标准，定义了室内定位与导航所需的室内多维位置信息模型，以及室内多维位置信息标识语言；IndoorLocationGML包含了CityGML与IndoorGML所缺少的位置定义，适用于室内多维位置信息的表达、存储、传输、分发，以及室内外位置信息的无缝集成应用，为室内导航与位置服务的发布者、管理者、应用者和开发者提供参考和依据。因此，全面考虑几何、拓扑、语义、位置并兼顾建筑布局、火场情况的室内三维表达模型对火灾应急疏散逃生至关重要。
技术实现思路
本专利技术目的在于提出一种面向火灾应急疏散的室内三维表达模型，面向火灾应急疏散应用，顾及火灾应急的时间、语义特征，拓展传统室内三维表达模型，为室内火灾应急疏散路径规划提供模型支撑。为实现上述专利技术目的，本专利技术的技术方案：一种面向火灾应急疏散的室内三维表达模型，包括：位置数据模块、语义数据模块、火势参数模块，其特征在于：所述位置数据模块包括抽象室内位置类、室内位置元素，其中，所述抽象室内位置类为继承自gml:AbstractFeatureType类的抽象类，作为任何其它室内位置类型的基类，将时间参考系、空间参考系及生命周期与室内位置对象相关联；所述室内位置元素为位置数据模块的根元素；所述语义数据模块包括出入口、单元空间、单元空间边界、障碍物与消防设施；其中，出入口元素和单元空间元素通过庞加莱对偶变换为对偶空间的点，将单元空间边界对偶变换为对偶空间的边，分别构成路径节点元素和路段元素，共同组成路径元素；所述火势参数模块包括出入口与单元空间的火势参数，所述火势参数包括CO2浓度、温度、烟气层高度与CO浓度，每种火势参数包括名称、值、时间及室内位置属性；所述火势参数模型与生命周期及室内位置元素相关联，所述路径点元素由火势参数模块进行约束，所述路段元素由障碍物元素及消防设施元素进行语义约束，共同构成室内三维表达模型。进一步的，所述室内位置元素由室内绝对位置和室内相对位置两个元素聚合而成；所述室内绝对位置包括坐标元素；所述室内相对位置元素由几何相对位置和语义位置来标识，其中，所述几何相对位置由包含方位值及距离值属性的几何相对位置描述信息标识，所述语义位置包括楼层、功能、名称、房间号以及语义描述，所述语义位置描述包括方位描述、距离关系、顺序关系、参照物和拓扑关系属性。进一步的，所述出入口包括建筑物内门对象和窗对象，分别包括名称、类型、可达性及室内位置属性，其中，类型属性标识出入口是否为防火门窗或锚空间门窗，可达性属性表示门窗是否可通行；所述单元空间包括房间与通道，所述房间包括名称、室内位置属性，所述通道包括名称、室内位置及类型属性，其中，类型属性包括水平通道及竖直通道，竖直通道包括楼梯、垂直电梯及扶梯；所述单元空间边界包括墙面、天花板及地面部件，分别包括名称、类型、材质、可燃性、室内位置属性；所述障碍物用于描述室内空间障碍物，包括名称、大小、可燃性、室内位置属性；所述消防设施包括名称、类型及室内位置属性。更进一步的，所述火势参数通过传感器实时传入及利用火灾模型模拟火灾发展过程两种方式获取。与现有技术相比，本专利技术所提供的一种面向火灾应急疏散的室内三维表达模型，充分考虑火灾条件下影响应急疏散的因素包括建筑物位置信息、建筑物语义要素信息以及火势参数信息，为用户提供智能、安全、高效的火灾约束信息，从而最大限度降低火灾带来的损失。附图说明图1本专利技术的面向火灾的室内三维表达模型示意图。图2本专利技术的语义结构模型示意图。具体实施方式下面将结合附图，对本专利技术作进一步的描述：本实施例提供一种面向火灾应急疏散的室内三维表达模型，如图1所示，包括位置数据模块、语义数据模块、火势参数模块，三者分别存储建筑物位置信息、建筑物语义信息及火灾语义信息，并相互关联，共同约束路径节点，为寻找室内应急疏散的最优路径提供模型基础。上述面向火灾应急疏散的室内三维表达模型的建模方法，包括以下步骤：步骤1、针对给定建筑物，打开建筑物三维模型的模型文件，即可获取建筑物数据模型的基本要素，生成建筑物数据模型元数据；步骤2、基于室内多维位置信息模型IndoorLocationGML，对收集到的数据模型元数据整理并表达，生成精细化的位置数据模块；步骤2.1建立抽象室内位置类，为所有表达室内位置类型的基类，并将时间参考系、空间参考系及生命周期与室内位置元素相关联；步骤2.2建立室内位置元素，由室内绝对位置和室内相对位置两个元素聚合而成；步骤2.3建立室内绝对位置元素以表示一个室内空间的绝对位置，即包含一个坐标元素来表示此室内位置在给定坐标参考系中的几何坐标；步骤2.4室内相对位置元素由几何相对位置和语义位置来标识，其中，几何相对位置由包含方位值及距离值属性的几何相对位置描述信息标识；所述语义位置包括楼层、功能、名称、房间号以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向火灾应急疏散的室内三维表达模型，包括：位置数据模块、语义数据模块、火势参数模块，其特征在于：所述位置数据模块包括抽象室内位置类、室内位置元素，其中，所述抽象室内位置类作为任何其它室内位置类型的基类，将时间参考系、空间参考系及生命周期与室内位置对象相关联；所述语义数据模块包括出入口、单元空间、单元空间边界、障碍物与消防设施；其中，出入口元素和单元空间元素通过庞加莱对偶变换为对偶空间的点，将单元空间边界对偶为对偶空间的边，分别构成路径节点元素和路段元素，共同组成路径元素；所述火势参数模块包括出入口与单元空间的火势参数，所述火势参数包括CO2浓度、温度、烟气层高度与CO浓度，每种火势参数包括名称、值、时间及室内位置属性；所述火势参数模型与生命周期及室内位置元素相关联，所述路径点元素由火势参数模块进行约束，所述路段元素由障碍物元素及消防设施元素进行语义约束，共同构成室内三维表达模型。

【技术特征摘要】
1.一种面向火灾应急疏散的室内三维表达模型，包括：位置数据模块、语义数据模块、火势参数模块，其特征在于：所述位置数据模块包括抽象室内位置类、室内位置元素，其中，所述抽象室内位置类作为任何其它室内位置类型的基类，将时间参考系、空间参考系及生命周期与室内位置对象相关联；所述语义数据模块包括出入口、单元空间、单元空间边界、障碍物与消防设施；其中，出入口元素和单元空间元素通过庞加莱对偶变换为对偶空间的点，将单元空间边界对偶为对偶空间的边，分别构成路径节点元素和路段元素，共同组成路径元素；所述火势参数模块包括出入口与单元空间的火势参数，所述火势参数包括CO2浓度、温度、烟气层高度与CO浓度，每种火势参数包括名称、值、时间及室内位置属性；所述火势参数模型与生命周期及室内位置元素相关联，所述路径点元素由火势参数模块进行约束，所述路段元素由障碍物元素及消防设施元素进行语义约束，共同构成室内三维表达模型。2.按权利要求1所述面向火灾应急疏散的室内三维表达模型，其特征在于，所述室内位置元素由室内绝对位置和室内相对位置两个元素聚合而成；所述室内绝对位置包括坐标元素；所述室内相对位置元素由几何相对...

【专利技术属性】
技术研发人员：周艳，黄悦莹，蒋璠，朱庆，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51