一种可视化智能消防救援决策平台的研究

发布时间：2021-01-29 21:14

　　针对国内外现行消防救援平台所存在的确定受困人员数量不明确且定位困难,建筑火灾发展态势预测不准确,火灾现场与指挥中心互动不及时等技术瓶颈问题,本文开展了基于LoRa无线传感网络优异特性的可视化智能消防救援决策平台的设计与研究工作。利用建筑信息模型BIM技术具有可视化和易于通过Revit API进行功能扩展的优势以及FDS能够准确预测火灾发展传播趋势的特征,本研究实现了建筑信息模型与火灾动力学仿真的集成设计,提出了集室内无线定位功能与可视化最优路径规划一体化救援决策平台的设计及其仿真验证的研究。论文根据建筑火灾中受困人员疏散环境复杂,干扰因素多的特点,提出了通过结合思维进化算法（MEA）的人工神经网络与LoRa的接收信号强度指示（RSSI）的方法,实现了在所搭建的实验场地（25m?25m?5m）中精准的人员定位,定位精度达到0.2m。针对室内火灾的发展态势难于预测,本研究提出检索相似FDS案例库的方式,实现了现场指挥中心对火灾发展态势实时估计的功能。对于受困人员在火灾危险环境中易造成无效疏散或重复疏散的弊端,本文实现了Dijkstra寻路算法与BIM技术的有效结合。决策平台的功能和算法的验... 

【文章来源】：中北大学山西省

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

基于无线传感网络的智能消防救援决策系统

中北大学学位论文14图2-1智能消防救援决策系统的总体框图Fig.2-1ThegeneraldiagramofIntelligentFireRescueDecisionSystem2.3具体功能模块设计智能消防决策系统主要由火灾智能监控模块，火灾动态仿真模块，火灾响应模块，火灾处理模块组成。根据需求可将智能消防决策系统的实现分成三个部分。2.3.1基于LoRa信号的室内无线定位科技的进步推动着建筑行业的进步，越来越多的高层建筑出现在都市之中，当火发生在这些复杂建筑物中的话，人的生命和财产势必面临着极大的威胁，在新的时期下，如何确保危险环境下人的安全成为了全社会需要首先解决的问题。当火灾发生时，消防队员的首要任务是对建筑内的受困人员进行有效的救援，坚持“救人第一”的原则[65]。因此，如何基于机器人与消防队员随身佩戴的传感器采集的数据，对火灾环境进行侦查感知、降低火灾现场的烟雾干扰、迅速探明受困人员在火场内的分布情况，缩短救援前

中北大学学位论文15的准备时间、避免盲目救援、提高救援效率是消防救援的另一关键问题。(1)LoRa通信的可靠性评估为了对LoRa模块的通信能力可靠性进行评估，我们选择了一块附近没有高建筑物的区域进行测试，将LoRa信号发射模块安装在中科院自动化大厦楼顶，图2-2为测试信号强度增量为100m，用RSSI对其性能进行了测试，RSSI通常以dBm的形式表示，范围是0~120dBm，此外还研究了信噪比(SNR)与距离变化的关系。图2-2测试信号强度增量为100米的物理图Fig.2-2Thephysicaldiagramoftestsignalstrengthincrementof100m(a)

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于TC-OFDM体制的室内定位系统[J]. 邓中亮,尹露.  电信网技术. 2015(03)
[2]基于Bellman-Ford算法的无人机路径规划研究[J]. 张冲,朱凡.  弹箭与制导学报. 2007(05)
[3]基于虚拟现实的建筑火灾模拟系统[J]. 陈驰,任爱珠,张新.  自然灾害学报. 2007(01)

硕士论文
[1]基于BIM的地铁车站施工阶段火灾安全预警可视化及疏散研究[D]. 黄静怡.广西科技大学 2019
[2]BIM模型中疏散路径蚁群算法的实现研究[D]. 平桉.沈阳航空航天大学 2018
[3]基于BIM的建筑消防设施管理系统研究[D]. 石志道.沈阳航空航天大学 2016
[4]基于电子沙盘的消防预案可视化系统设计与实现[D]. 李凯.天津大学 2011



本文编号：3007622