基于BIM的智慧消防系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于BIM的智慧消防系统，包括中央处理单元、消防安全检测单元、数据分析与预测单元、火情模拟与人员疏散单元，所述消防安全检测单元、数据分析与预测单元、火情模拟与人员疏散单元均连接中央处理单元，所述消防安全检测单元通过拍摄检查点图像信息，传输至中央处理单元，与标准图像进行对比自动生成检测报告；所述数据分析与预测单元通过对火情数据特征分析预测火情发生次数；所述火情模拟与人员疏散单元通过建立BIM模型和疏散模型进行火情模拟与人员疏散模拟。

Intelligent fire fighting system based on BIM

【技术实现步骤摘要】
基于BIM的智慧消防系统
本专利技术属于物联网
，尤其是涉及一种基于BIM的智慧消防系统。
技术介绍
消防安全问题一直以来都是家庭、企业、社会和政府最为关心的问题之一。随着经济的不断发展，建筑物数量、高度及复杂度不断刷新，且通常存在人员密集、结构与材料复杂多样、消防设施设备、维护保养不到位、材料缺失以及规章制度不系统不完善、管理不到位等情况。这对消防安全工作提出了更大的挑战。在人员、技术和装备有限的情况下，仅依靠消防机构专业人员和相关从业人员，根据工作经验和众多相关规范文件进行主观判断的消防安全检查与评估工作方法，远远无法满足日益严峻的消防安全形势需要。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种基于BIM的智慧消防系统，以解决上述
技术介绍
中提到的问题。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：基于BIM的智慧消防系统，包括中央处理单元、消防安全检测单元、数据分析与预测单元、火情模拟与人员疏散单元，所述消防安全检测单元、数据分析与预测单元、火情模拟与人员疏散单元均连接中央处理单元，所述消防安全检测单元通过拍摄检查点图像信息，传输至中央处理单元，与标准图像进行对比自动生成检测报告；所述数据分析与预测单元通过对火情数据特征分析预测火情发生次数；所述火情模拟与人员疏散单元通过建立BIM模型和疏散模型进行火情模拟与人员疏散模拟。进一步的，数据分析与预测单元包括数据提取模块、数据处理模块、预测分析模块以及数据存储模块，数据提取模块：实现数据样本的导入功能；<br>数据处理模块：对样本数据进行零均值变换、差分变换实现数据平稳性；预测分析模块：火情预测，并对预测结果进行存取；数据存储模块：用Hibernate框架实现平稳数据、预测数据和与数据库进行交互，形成时序预测表。进一步的，所述消防安全检测单元实现过程如下：将标准图片进行边缘检测，将检测出的闭合边缘块自上而下、从左到右手动命名，当遇到已命名的闭合边缘块后，跳过该块继续其他的检测；基于SIFT算法进行图像比对；通过统计实物及其邻域内DOG特征点的比值确定异常；对图像块进行匹配，只保存与图像检查项相关的信息；自动化报告生成。进一步的，所述数据分析与预测单元具体实现过程如下：获取火灾数据，判断是否平稳，如平稳，则进行零均值化处理，如不平稳则进行d次差分之后进行零均值化处理；计算ACF和PACF；识别ARIMA模型；估计模型未知参数；验证平稳可逆性；验证模型显著特性；进行火灾预测。进一步的，火情模拟与人员疏散单元实现过程如下：首先建立建筑物静态模型，将该模型以.DXF格式导入到火灾模拟软件Pyrosim首先进行有限元划分，模型导入的同时建筑参数也存入了Pyrosim，设置火源相关参数、通风口位置和参数后进行有限元模拟得到温度、烟浓度关于建筑分布的三维云图；启动时序模拟，求解温度、烟浓度关于时间和高度的变化曲线，通过模拟得到有效逃生时间；将该模型以.CAD格式导入到疏散模拟软件BuildingExodus，建立人口模型并设置出口效率，建立疏散模型后计算逃生线路比对逃生实际时间和有效时间，在有限时间之内接受该模型，否则重新设置参数和选择逃生模型直到逃生时间在可接受范围之内，并为逃生提出指导建议。相对于现有技术，本专利技术所述的基于BIM的智慧消防系统具有以下优势：本专利技术可实现消防安全检查，提高检查效率，能够通过对历史火情数据分析预测火情发发生的时间和频率，指导相关人员进行提前预防，减少损失，通过对火情的模拟以及人员疏散模拟能够提供可视化的消防辅助功能，本专利技术的系统可推广使用。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例所述的基于BIM的智慧消防系统结构示意图；图2为本专利技术实施例所述的数据分析与预测单元实现方法示意图；图3为本专利技术实施例所述的火情模拟与人员疏散单元实现方法示意图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。如图1-3所示，传统的可视化消防安全检查是待检查者将标准的检查位点、检查项和图像上传到平台后台系统后到达检查场所后根据非图像项逐项进行检查、对照标准图像进行比对并人工给出每个检查点的成绩。这样做耗费了大量人力，检查点得分也会受到人工的主观性判断影响。故此我们设计了一种基于数字图像比对的智能化消防安全检查系统，该系统只需人工拍摄较清晰的检查点图像，将拍摄图像、与图像相关的检查项上传到平台的对应文件夹下，就可以自动生成检测报告，相比以前的检查方式节省了大量人工分析，使检查过程更加智能，但其局限性在于智能检测评价和图像相关的安全项，其它检查项仍需人工检测。“智能消防安全检测”是一个数字图像处理系统，可以在“功能接口与资料库系统”设计各个功能模块。图片内实物命名与边缘检测由于计算机无法识别图片内所有物品的名字，所以需要为图片内的物品进行命名，以便后续检测报告的自动生成，又由于安全消防检测的单张图片较为简单(视差小，边缘较闭合)，信息量不大，所以我们可以采用以下命名方法：将标准图片进行边缘检测，将检测出的闭合边缘块自上而下、从左到右手动命名，当遇到已命名的闭合边缘块后，跳过该块继续其他的检测。基于SIFT算法的图像比对由于拍摄得到的单张照片在旋转、尺度缩放、亮度变化产生了畸变，对视角变化、仿射变换、噪声也有改变，所以需要寻找一种保持“尺度变化连续性”的图像对比算法：SIFT算法在处理这种问题时是高效的。通过构建尺度空本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于BIM的智慧消防系统，其特征在于：包括中央处理单元、消防安全检测单元、数据分析与预测单元、火情模拟与人员疏散单元，所述消防安全检测单元、数据分析与预测单元、火情模拟与人员疏散单元均连接中央处理单元，所述消防安全检测单元通过拍摄检查点图像信息，传输至中央处理单元，与标准图像进行对比自动生成检测报告；所述数据分析与预测单元通过对火情数据特征分析预测火情发生次数；所述火情模拟与人员疏散单元通过建立BIM模型和疏散模型进行火情模拟与人员疏散模拟。/n

【技术特征摘要】
1.基于BIM的智慧消防系统，其特征在于：包括中央处理单元、消防安全检测单元、数据分析与预测单元、火情模拟与人员疏散单元，所述消防安全检测单元、数据分析与预测单元、火情模拟与人员疏散单元均连接中央处理单元，所述消防安全检测单元通过拍摄检查点图像信息，传输至中央处理单元，与标准图像进行对比自动生成检测报告；所述数据分析与预测单元通过对火情数据特征分析预测火情发生次数；所述火情模拟与人员疏散单元通过建立BIM模型和疏散模型进行火情模拟与人员疏散模拟。


2.根据权利要求1所述的基于BIM的智慧消防系统，其特征在于：数据分析与预测单元包括数据提取模块、数据处理模块、预测分析模块以及数据存储模块，
数据提取模块：实现数据样本的导入功能；
数据处理模块：对样本数据进行零均值变换、差分变换实现数据平稳性；
预测分析模块：火情预测，并对预测结果进行存取；
数据存储模块：用Hibernate框架实现平稳数据、预测数据和与数据库进行交互，形成时序预测表。


3.根据权利要求1所述的基于BIM的智慧消防系统，其特征在于：所述消防安全检测单元实现过程如下：
将标准图片进行边缘检测，将检测出的闭合边缘块自上而下、从左到右手动命名，当遇到已命名的闭合边缘块后，跳过该块继续其他的检测；
基于SIFT算法进行图像比对；
通过统计实物及其邻...

【专利技术属性】
技术研发人员：周智，
申请(专利权)人：紫光云技术有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12