一种基于时空大数据的消防救灾三维仿真演练系统技术方案

本发明专利技术涉及三维成像技术领域，特别一种基于时空大数据的消防救灾三维仿真演练系统。该系统包括消防救灾三维仿真演练工具层、时空大数据层，消防救灾三维仿真演练工具层包括场景融合模块、规划分析模块、模型训练模块、仿真系统模块、三维仿真模块，时空大数据层包括3D GIS系统模块、BIM模型库模块、IOT系统模块、CIM智慧模型模块、大数据分析模块，时空大数据层构建大场景的三维环境并将模型训练和空间数据融合，时空大数据层与消防救灾三维仿真演练工具层建立信息连接并提供数据，消防救灾三维仿真演练工具层生产三维仿真场景供用户演练并反馈分析结果至用户。利用物联网技术，为系统真实环境的分析，提供了有利的参考，制定的方案可信度高。方案可信度高。方案可信度高。

【技术实现步骤摘要】
一种基于时空大数据的消防救灾三维仿真演练系统


[0001]本专利技术涉及三维成像
，特别一种基于时空大数据的消防救灾三维仿真演练系统。

技术介绍

[0002]近年来，社会发展的发展，让建筑楼房出现了向高空发展的趋势，在城市里高楼林立，人口聚集，同样也伴随着火灾的频繁发生。消防重在防患未然，如何消除火灾隐患、提高消防安全意识、增强防火自救能力，成为消防安全工作的头等大事，所以消防演练变得越来越重要；市面上的消防演练，基本都是基于二维引擎，和路线路径规划简单的进行消防演练，这种方式，缺少真实体验感，对于消防人员而言，日常训练中缺少了逼真的消防救灾场景，如果使用真实的救灾仿真场景训练，不仅危险性高，而且成本开销也很大，无法作为日常训练使用。同时面对真实火灾的时候，没办法对真实环境进行实时的方案制定。综上所述我们可以得到一个结论是市面上的消防救灾仿真演练相关的方法中，缺少了一个环境真实（还原现实场景）、体验感强，安全性高、成本低、仿真范围广的消防演练工具。
[0003]目前市面上与本专利技术最相识的是利用GIS能力结合二维地图引擎能力，提供智能逃生路线的规划和人员逃生效果的仿真，这种方式在危险性和路线的规划上完全够用；但是这种方式，由于是二维方式的呈现，首先就是缺乏真实环境模拟，面对复杂的建筑物内部环境而言，很难在二维平面上体现出来。同时也缺少体验感，由于缺少代入感，记忆性就很低，带来的效果不是很理想。缺少对真实环境的应急能力，面对真实环境，无法快速的进行预案的分析的规划。
[0004]目前传统的消防救灾仿真演练工具，都停留在简单二维的仿真演练和路线规划分析中，在现实环境中，体现出来的就是缺乏真实体验感，体验效果差，无法拥有一个更加深刻的记忆。在真实的火灾面前，依旧无法拥有快速的应急反应。决策方面，由于无法获取真实环境的信息，导致路线规划的精准度和可信度非常低，只适用于历史仿真，不适用于真实环境的实时规划上。
[0005]要想解决这种的问题，首先要解决的是如何提供一个环境真实性问题，只有解决环境的真实性问题，才能有效的提高真实体验感，对消防演练效果带来一个更加好的效果，其次要解决的是如何让系统知道到真实环境，如何进行有效的表述，让系统能够了解真实环境，制定更加有利的消防救灾方案。在面对突发事件就能够更加有效的避免不必要的人员伤亡。当下一般的方法是利用GIS能力进行逃生路线规划，在地图上来实现仿真逃生效果，这种方式很难的用户群体中建立较深的记忆，无法体验真实环境的感觉，在面对火灾的时候，对于消防人员来说，只有二维平面地图和路线规划，对真实的建筑物环境来说还是很陌生的。导致很难拥有一个较为理想的仿真效果。
[0006]目前与本专利最相似的提高仿真范围，覆盖群体，同时降低成本的解决方案，是基于二维GIS能力，和路线规划，来提高用户的体验，降低消防演练的成本。本专利技术将原本单一的系统，结合了三维地图引擎，以及时空大数据，在体验感，和环境的真实性上使用三
维引擎来作为逃生路线的规划，同时结合的真人第一视角的仿真，增强带入感；在路线的规划上，结合了时空IOT系统和大数据的分析，对楼宇的环境进行高精度，真实环境的路线规划；在安全性上，利用仿真的方式进行演练，把危险降到最低；在成本上，利用了时空大数据提供的能力和服务，来完成我们的基本基座构建，本工具在此基础上进行消防演练的更加深度挖掘，功能扩展，所以成本低。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供一种基于时空大数据的消防救灾三维仿真演练系统，旨在提供一个沉浸式的真实三维消防演练场景。
[0008]本专利技术提供一种基于时空大数据的消防救灾三维仿真演练系统，包括消防救灾三维仿真演练工具层、时空大数据层，所述消防救灾三维仿真演练工具层包括场景融合模块、规划分析模块、模型训练模块、仿真系统模块、三维仿真模块，所述时空大数据层包括3D GIS系统模块、BIM模型库模块、IOT系统模块、CIM智慧模型模块、大数据分析模块，所述时空大数据层构建大场景的三维环境并将模型训练和空间数据融合，所述时空大数据层与消防救灾三维仿真演练工具层建立信息连接并提供数据，所述消防救灾三维仿真演练工具层生产三维仿真场景供用户演练并反馈分析结果至用户。
[0009]作为本专利技术的进一步改进，所述3D GIS系统模块：三维可视化与虚拟现实技术相结合的地理信息系统；所述IOT系统模块：将各种信息传感设备与网络结合起来而形成的物联网。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，所述BIM模型库模块：通过建立虚拟的建筑工程三维模型，利用数字化技术提供建筑工程信息库，所述包含描述建筑物构件的几何信息、专业属性及状态信息、建筑工程信息的三维模型。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，所述BIM模型库模块：通过建立虚拟的建筑工程三维模型，利用数字化技术提供建筑工程信息库，所述包含描述建筑物构件的几何信息、专业属性及状态信息、建筑工程信息的三维模型。
[0012]作为本专利技术的进一步改进，所述大数据分析模块：对数据集集合的存储和处理，包括对数据的捕获、管理、存储、搜索、共享、传输、分析和可视化处理。
[0013]作为本专利技术的进一步改进，所述场景融合模块：将三维模型库与应用场景进行融合。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，所述规划分析模块：利用真实场景的IOT系统，对真实场景进行路线的规划和分析，分析出最佳的路线同时给出最佳应急处理方案。
[0015]作为本专利技术的进一步改进，所述模型训练模块：构建数据验证集、模型训练、模型加载和模型调参，利用AI进行模型的训练，对历史案例AI模型训练，并提供给仿真系统使用。
[0016]作为本专利技术的进一步改进，所述仿真系统模块：在分析真实环境中各要素性质及其相互关联关系的基础上，建立能够有效描述系统结构或行为、且能够反映对应逻辑关系或数量关系的仿真模型，根据这个的结果进行试验或定量分析，以获得正确决策所需的各种信息。
[0017]作为本专利技术的进一步改进，所述三维仿真模块：利用三维场景进行模型的训练仿
真，将仿真系统的模型能力在三维仿真效果中体现出来，提供给用户使用。
[0018]本专利技术的有益效果是：通过时空大数据提供的3D GIS系统，BIM模型，IOT系统，CIM智慧模型，大数据分析等能力，为了能够让消防演练的效果提升，同时降低危险性和实战演练的成本费用，制定有效且精准的三维救灾仿真方案。将三维建模技术，建立逼真的仿真训练场景，既能避免真实火场的危险性，极大的降低实战演练的费用，又能够改变单一的消防训练的模式，增强体验，加强安全性，为用户提供一个真实的三维环境，沉浸式的应急处理和逃生体验，易于理解和记忆。利用物联网技术，为系统真实环境的分析，提供了有利的参考，制定的方案可信度高。
附图说明
[0019]图1是本专利技术中基于时空大数据的消防救灾三维仿真演练系统的系统结构图；图2是本专利技术消防救灾三维仿真演练系统中空间分析方法的流程图。
具体实施方式
[0020]为了使本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于时空大数据的消防救灾三维仿真演练系统，其特征在于，包括消防救灾三维仿真演练工具层、时空大数据层，所述消防救灾三维仿真演练工具层包括场景融合模块、规划分析模块、模型训练模块、仿真系统模块、三维仿真模块，所述时空大数据层包括3D GIS系统模块、BIM模型库模块、IOT系统模块、CIM智慧模型模块、大数据分析模块，所述时空大数据层构建大场景的三维环境并将模型训练和空间数据融合，所述时空大数据层与消防救灾三维仿真演练工具层建立信息连接并提供数据，所述消防救灾三维仿真演练工具层生产三维仿真场景供用户演练并反馈分析结果至用户。2.根据权利要求1所述基于时空大数据的消防救灾三维仿真演练系统，其特征在于，所述3D GIS系统模块：三维可视化与虚拟现实技术相结合的地理信息系统；所述IOT系统模块：将各种信息传感设备与网络结合起来而形成的物联网。3.根据权利要求1所述基于时空大数据的消防救灾三维仿真演练系统，其特征在于，所述BIM模型库模块：通过建立虚拟的建筑工程三维模型，利用数字化技术提供建筑工程信息库，所述包含描述建筑物构件的几何信息、专业属性及状态信息、建筑工程信息的三维模型。4.根据权利要求1所述基于时空大数据的消防救灾三维仿真演练系统，其特征在于，所述CIM智慧模型模块：以城市信息数据为基础，建立起三维城市空间模型和城市信息的有机综合体。5.根据权利要求1所述基...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈培成，
申请(专利权)人：深圳航天智慧城市系统技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：