提出了一種數(shù)字孿生驅(qū)動(dòng)的消防疏散動(dòng)態(tài)引導(dǎo)方法,解決了目前建筑物安全疏散表達(dá)方式以二維為主,疏散路徑規(guī)劃不能根據(jù)火災(zāi)的發(fā)展態(tài)勢(shì)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地進(jìn)行,且不能考慮人員的位置因素等問題。該方法綜合利用BIM(building information modeling)和物聯(lián)網(wǎng)搭建面向疏散的數(shù)字孿生模型,并整合該模型中的空間、室內(nèi)環(huán)境和人員位置信息,利用Dijkstra算法進(jìn)行疏散路徑規(guī)劃。以2020年北京冬奧會(huì)雪車雪橇場(chǎng)館中某建筑為例,該模型較好地實(shí)現(xiàn)了環(huán)境信息實(shí)時(shí)采集、室內(nèi)布局三維可視、火災(zāi)警報(bào)、室內(nèi)人員定位、疏散路徑規(guī)劃等功能。 

【文章來源】：同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020年07期 北大核心

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

數(shù)字孿生驅(qū)動(dòng)的建筑室內(nèi)安防方案框架

冬奧場(chǎng)館（即BPE）建設(shè)的過程充分利用了BIM技術(shù)，人工建立（即CN1）了較精細(xì)化的BIM模型（即BVE），但是BIM模型中的信息對(duì)于疏散來說十分復(fù)雜，在疏散問題中也不需要使用BIM模型中的全部信息。為了實(shí)現(xiàn)受困人員能跨平臺(tái)查看三維的室內(nèi)布局，需要將BIM模型進(jìn)行輕量化處理，只保留建筑物的三維形狀信息，再運(yùn)用WebGL技術(shù)將其搭載在網(wǎng)頁上[8,23]。這樣就可以實(shí)現(xiàn)在智能手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)設(shè)備（即CN4）上查看三維室內(nèi)布局。另外，為了滿足優(yōu)化算法對(duì)建筑聯(lián)通關(guān)系高度抽象化的要求，本文借鑒并改進(jìn)了Peng等[24]提出的一種將BIM模型簡化成面向疏散模型的方法。Peng等[24]把空間簡化成點(diǎn)，使用線段連接的方式表示空間之間的聯(lián)通關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，本文還把單一細(xì)長的交通空間細(xì)化成了多個(gè)關(guān)鍵的交通節(jié)點(diǎn)（如圖3中點(diǎn)2C5～2C9），使面向疏散的模型以空間拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的形式展現(xiàn)，主要包含各個(gè)房間的位置關(guān)系和交通關(guān)系。具體方法如下：

把房間簡化成空間中的點(diǎn)；把關(guān)鍵的交通點(diǎn)也簡化成節(jié)點(diǎn)；這里的關(guān)鍵交通節(jié)點(diǎn)主要包括通道的“T”字型岔口（如圖3中點(diǎn)2C9）、“十”字型岔口（如圖3中點(diǎn)2C8）和“L”字型拐點(diǎn)（如圖3中點(diǎn)2C13）。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都會(huì)被編號(hào)，標(biāo)號(hào)統(tǒng)一使用NXn的形式表示。其中N表示節(jié)點(diǎn)所在樓層號(hào)；X表示空間種類，房間、走廊、樓梯分別用R、C、E表示；n表示節(jié)點(diǎn)的標(biāo)號(hào)。兩個(gè)相連通的節(jié)點(diǎn)之間用直線連接，節(jié)點(diǎn)間的距離代表兩點(diǎn)間路徑的距離，而不是直線距離。該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)只需要根據(jù)BIM模型簡化一次，如果建筑布局不變，完成后即可一直用于疏散路徑的規(guī)劃。2.3 室內(nèi)環(huán)境信息危險(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]數(shù)字孿生與信息物理系統(tǒng)——比較與聯(lián)系[J]. 陶飛,戚慶林,王力翚,A.Y.C.Nee.  Engineering. 2019(04)
[2]數(shù)字孿生五維模型及十大領(lǐng)域應(yīng)用[J]. 陶飛,劉蔚然,張萌,胡天亮,戚慶林,張賀,隋芳媛,王田,徐慧,黃祖廣,馬昕,張連超,程江峰,姚念奎,易旺民,朱愷真,張新生,孟凡軍,金小輝,劉中兵,何立榮,程輝,周二專,李洋,呂倩,羅椅民.  計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng). 2019(01)
[3]基于蟻群算法的煙氣中人員疏散路徑選擇優(yōu)化[J]. 江奎東,毛占利,陳浩楠,歐陽爾耀.  中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù). 2018(11)
[4]基于元胞自動(dòng)機(jī)的火災(zāi)場(chǎng)景行人流疏散仿真研究[J]. 金澤人,阮欣,李越.  同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(08)
[5]基于BIM的數(shù)字化消防疏散預(yù)案應(yīng)用探討[J]. 王宇佳,王佳.  消防科學(xué)與技術(shù). 2018(04)
[6]基于BIM的民用機(jī)場(chǎng)航站樓防火疏散安全管理[J]. 宋洋,凌竹,張俊鵬.  消防科學(xué)與技術(shù). 2017(12)
[7]緊急疏散下的引導(dǎo)員設(shè)置與仿真模擬[J]. 馬偉偉,王潔,吳茜蒙,郭曉宏.  安全與環(huán)境學(xué)報(bào). 2017(02)
[8]基于BIM技術(shù)的建筑內(nèi)疏散路徑引導(dǎo)研究[J]. 高雪,王佳,衣俊艷.  建筑科學(xué). 2016(02)
[9]“鳥巢”演唱會(huì)人員疏散CA-BP仿真研究[J]. 于海明,聶文,王云,張磊,白若男,張琦.  安全與環(huán)境學(xué)報(bào). 2015(06)
[10]基于Dijkstra算法的火災(zāi)環(huán)境下人員疏散仿真方法[J]. 何明,陳國華,杜有翔,翁溪,江俊.  中國安全科學(xué)學(xué)報(bào). 2010(12)



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