消防数字孪生系统、消防预案的推演方法及相关设备技术方案

本申请实施例提供了一种消防数字孪生系统、消防预案的推演方法及相关设备，涉及消防安全及数字孪生技术领域。该消防数字孪生系统包括：城市建筑火情感知模块、孪生底座模块、消防预案与分析模块。该消防预案的推演方法包括：获取至少一个火情点的火情信息；基于每一火情点的火情信息，确定各项预设的消防预案的有效性；基于有效性确定消防预案的推演结果。本申请实施例用于解决现有技术中人工决策效率较低，难以快速、准确分析消防预案对火情有效性的技术问题。效性的技术问题。效性的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
消防数字孪生系统、消防预案的推演方法及相关设备


[0001]本申请涉及消防安全及数字孪生
，具体而言，本申请涉及一种消防数字孪生系统、消防预案的推演方法及相关设备。

技术介绍

[0002]随着我国经济社会的快速发展，伴随着快速城镇化及城市人口聚集，城市建筑形态发生了巨大变化，随着建筑、路网、人口的越发密集，城市消防越发复杂。当城市建筑发生火灾险情后，消防部门如何快速定位火灾点空间位置，如何快速分析火灾的最佳灭火点、最佳消防方案及消防方案效果，是实现城市消防有效性、高效性的重要课题。近年来随着信息化技术的发展，依靠现代信息化技术进行消防推演并分析消防方案有效性，是提升城市消防效率、效果的重要解决方式。
[0003]近年来，数字孪生技术取得了快速发展，数字孪生通过在虚拟世界塑造一个与现实世界模型相对应的数字模型，通过数字孪生技术可对城市火灾消防进行全方位仿真、全过程模拟，从而使得消防的全过程推演分析成为可能。
[0004]目前的消防救护方案仍使用人工决策的方式，人工决策效率较低，且难以完整、准确预测实际消防实施效果；也有提出使用无人机进行消防作业的方案，但由于建设成本巨大、无人机具有诸多限制因素，难以达到快速、有效分析火情做出决策的效果。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供了一种消防预案的推演方法、装置、电子设备、存储介质及程序产品，用于解决现有技术中人工决策效率较低，事前难以快速、准确分析消防预案对火情有效性的技术问题。
[0006]根据本申请实施例的一个方面，提供了一种消防数字孪生系统，其特征在于，包括：
[0007]城市建筑火情感知模块，部署有火情感知设备，以及传输通过所述火情感知设备所得的监测信息的网络；
[0008]孪生底座模块，部署有用于仿真的消防数字孪生虚拟模型；
[0009]消防预案与分析模块，部署有若干消防预案，以及用于基于所述城市建筑火情感知模块和所述孪生底座模块获取的信息对各所述消防预案进行推演及有效性分析的分析模块。
[0010]本实例的另一个方面，基于消防数字孪生系统，提供消防预案的推演方法，包括：
[0011]获取至少一个火情点的火情信息；
[0012]基于每一火情点的火情信息，确定各项预设的消防预案的有效性；
[0013]基于所述有效性确定消防预案的推演结果。
[0014]在一个可能的实现方式中，获取至少一个火情点的火情信息，包括：
[0015]获取至少一个火情点的火情信息，其中，所述火情信息包括空间位置信息和火情
状态信息；
[0016]通过预设的虚拟对象模型基于各火情点的空间位置信息和火情状态信息，预测各火情点的消防救火空间位置点。
[0017]在一个可能的实现方式中，通过预设的虚拟对象模型基于各火情点的空间位置信息和火情状态信息，预测各火情点的消防救火空间位置点，包括针对各项预设的消防预案执行下述分析操作：
[0018]读取该消防预案中消防救火设备模型通过的最小路网宽度，并移除路网宽度小于所述最小路网宽度的路网模型；
[0019]通过预设的虚拟对象模型基于各火情点的火情信息分析其对应的缓冲区，并确定缓冲区与剩余路网模型的交界点，该交界点包括火情点的消防救火空间位置点。
[0020]在一个可能的实现方式中，基于每一火情点的空间信息，确定各项预设的消防预案的有效性，包括针对各项预设的消防预案执行下述分析操作：
[0021]在所述消防救火空间位置点放置消防车模型，读取消防天梯模型机理属性的伸展最大长度，计算得到消防喷口的空间位置，所述空间位置包括：经度值、纬度值和高程值中的至少一项；
[0022]根据消防喷口位置和火情点位置，采用欧拉角方式计算消防喷口的朝向角；
[0023]根据消防喷口位置和火情点位置，计算喷射俯仰角的有效范围；
[0024]根据消防喷口的空间位置、朝向角、喷射俯仰角的有效范围以及喷射材质物理属性，计算喷射后消防材质受重力影响的物理变化，并调整消防喷射轨迹信息。
[0025]在一个可能的实现方式中，所述根据消防喷口的空间位置、朝向角、喷射俯仰角的有效范围以及喷射材质物理属性，计算喷射后消防材质受重力影响的物理变化，并实时调整其虚拟模型，包括：
[0026]在喷射口处构建局部空间直角坐标系；
[0027]将消防喷射俯仰角由喷射起始角度至第一预设角度，并通过每次增加第二预设角度的方式进行遍历，其中，所述喷射起始角度为喷口位置与火灾中心点连线构成的角度；
[0028]基于设定的时间参数，计算每一帧中喷水粒子的空间位置；
[0029]计算整个过程中喷水粒子的空间位置集合，并计算位置集合中各点与火情点坐标的距离值；
[0030]设置有效距离值，若喷水粒子与火情点坐标距离小于所述有效距离值，则记录有效喷射俯仰角角度范围，并设定该有效喷射俯仰角角度范围为火情点的有效消防喷洒方案。
[0031]在一个可能的实现方式中，基于所述有效性确定消防预案的推演结果，包括：
[0032]基于所述有效性确定相应消防预案的执行信息，所述执行信息包含该预案对各灭火点的最佳消防位置、消防喷灌有效角度数据。
[0033]根据本申请实施例的另一个方面，提供一种消防预案的分析装置，其特征在于，包括：
[0034]信息获取模块，获取至少一个火情点的火情空间信息；
[0035]有效性推断模块，基于每一火情点的火情空间信息，确定各项预设的消防预案的有效性；
[0036]信息推演模块，基于所述有效性确定消防预案的推演结果。
[0037]根据本申请实施例的另一个方面，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以实现上述实施例所述方法的步骤。
[0038]根据本申请实施例的另一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述实施例所述的方法的步骤。
[0039]根据本申请实施例的再一个方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述实施例所述方法的步骤。
[0040]本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
[0041]本申请提供的消防数字孪生系统、消防预案的推演方法，通过获取至少一个火情点的火情信息；基于每一火情点的火情信息，确定各项预设的消防预案的有效性；基于所述有效性确定消防预案的推演结果。本方案可为消防决策者和消防现场人员提供决策依据，并能够在消防实施前对消防效果进行预前推演，分析消防方案对火情的有效性，特别适用于复杂型的城市高层建筑消防预前性分析及消防方案决策，助力城市消防安全。
附图说明
[0042]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对本申请实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0043]图1为本申请实施例提供的计算机系统架构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种消防数字孪生系统，其特征在于，包括：城市建筑火情感知模块，部署有火情感知设备，以及传输通过所述火情感知设备所得的监测信息的网络；孪生底座模块，部署有用于仿真的消防数字孪生虚拟模型；消防预案与分析模块，部署有若干消防预案，以及用于基于所述城市建筑火情感知模块和所述孪生底座模块获取的信息对各所述消防预案进行推演及有效性分析的分析模块。2.一种消防预案的推演方法，其特征在于，应用于权利要求1中所述的消防数字孪生系统；该方法包括如下步骤：获取至少一个火情点的火情信息；基于每一火情点的火情信息，确定各项预设的消防预案的有效性；基于所述有效性确定消防预案的推演结果。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，获取至少一个火情点的火情信息，包括：获取至少一个火情点的火情信息，其中，所述火情信息包括空间位置信息和火情状态信息；通过预设的虚拟对象模型基于各火情点的空间位置信息和火情状态信息，预测各火情点的消防救火空间位置点。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过预设的虚拟对象模型基于各火情点的空间位置信息和火情状态信息，预测各火情点的消防救火空间位置点，包括针对各项预设的消防预案执行下述分析操作：读取该消防预案中消防救火设备模型通过的最小路网宽度，并移除路网宽度小于所述最小路网宽度的路网模型；通过预设的虚拟对象模型基于各火情点的火情信息分析其对应的缓冲区，并确定缓冲区与剩余路网模型的交界点，该交界点包括火情点的消防救火空间位置点。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，基于每一火情点的空间信息，确定各项预设的消防预案的有效性，包括针对各项预设的消防预案执行下述分析操作：在所述消防救火空间位置点放置消防车模型，读取消防天梯模型机理属性的伸展最大长度，计算得到消防喷口的空间位置，所述空间位置包括：经度值、纬度值和高程值中的至少一项；根据消防喷口位置和火情点位置，采用欧拉角方式计算消防喷口的朝向角；根据消防喷口位置和火情点位置，计算喷射俯仰角的有效范围；根据消防喷口的空间位置、朝向角、喷射俯仰角的有效范围...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，陈果，卓宁，赵坤，
申请(专利权)人：亚信科技中国有限公司，
类型：发明
国别省市：