一种基于Unity3D的综合管廊火灾识别方法与系统

本发明涉及智慧防灾，具体涉及一种基于unity3d的综合管廊火灾识别方法，还涉及一种基于unity3d的综合管廊火灾识别系统。

背景技术：

1、综合管廊是保障城市运行与可持续发展的重要基础设施，是当前城市地下工程的发展趋势之一。由于管廊内部布置有大量的电缆以及燃气管道，存在巨大的火灾安全隐患，一旦发生火灾，将会造成大量的财产损失以及人员伤亡。因此，快速、准确的火灾识别方法对于综合管廊火灾预防与消防安全具有重要意义。

2、目前的火灾识别系统一般由监控摄像头、感温传感器等设备组成。然而，地下管廊的空间结构相对狭长，火灾产生的烟雾会对摄像头的识别造成干扰，此外，管廊内存放的设备会遮挡监控摄像头，影响火灾的识别。火灾感温探测器能够探测火灾的发生，但无法确认火源的具体位置，且误报、漏报问题较多。目前存在的基于传感器数据的火灾定位算法，无法排除传感器噪声以及异常值，使得火源定位的结果不准确。光纤线性感温传感器可有效应用于火灾的定位，由于其昂贵的价格，从经济的角度考虑，不适用于狭长的综合管廊中。

技术实现思路

1、本发明目的：在于提供一种基于unity3d的综合管廊火灾识别方法与系统，使用温度传感器列阵，可以实时探测火灾的发生，定位火源的位置，推演火灾温度场分布。基于综合管廊火灾识别系统，同时还提供一种综合管廊火灾识别方法，该方法可以排除传感器噪声以及异常值的干扰，避免发生误报。

2、为实现以上功能，本发明设计一种基于unity3d的综合管廊火灾识别方法，针对目标综合管廊，执行如下步骤s1-步骤s5，完成目标综合管廊火灾识别：

3、步骤s1：基于unity3d软件建立综合管廊火灾识别系统，根据目标综合管廊实际结构和尺寸，基于c4d软件搭建目标综合管廊3d模型，并将目标综合管廊3d模型导入综合管廊火灾识别系统中；

4、在目标综合管廊各预设点位布设温度传感器，实时采集温度数据，并根据温度传感器所支持的通讯协议命令格式，编写c#脚本，获得温度传感器所采集的温度数据，并将其展示在综合管廊火灾识别系统中；

5、步骤s2：针对所获得的温度数据，基于固定门限检测法和变化率检测法的融合方法，判断目标综合管廊中是否发生火灾；

6、步骤s3：若判断目标综合管廊中发生火灾，则基于不同时刻温度传感器所采集的温度数据，结合目标综合管廊火灾的温度分布模型，使用gauss-newton法进行初步火源定位；

7、步骤s4：根据动态聚类算法进行进一步火源定位，得到火源定位最终结果；

8、步骤s5：根据火源定位最终结果，推演火灾过程中目标综合管廊的温度分布，在综合管廊火灾识别系统中使用unity3d软件的粒子系统仿真温度场。

9、本发明还设计一种基于unity3d的综合管廊火灾识别系统，包括依次连接的信息展示模块、火灾检测模块、火源定位模块、火灾模拟模块；以实现所述的一种基于unity3d的综合管廊火灾识别方法；

10、其中，信息展示模块中包括依次连接的传感器信息展示模块、综合管廊模型展示模块；传感器信息展示模块基于温度传感器采集目标综合管廊各预设点位的温度数据，并将各温度数据显示于综合管廊火灾识别系统中；

11、综合管廊模型展示模块用于建立目标综合管廊的3d模型，并将目标综合管廊各温度数据显示在综合管廊火灾识别系统中；

12、火灾检测模块包括依次连接的火灾探测第一模块、火灾探测第二模块；火灾探测第一模块、火灾探测第二模块针对目标综合管廊各温度数据，分别根据固定门限检测法和变化率检测法进行火灾检测，并发出火灾报警信息；

13、火源定位模块包括依次连接的火源初步定位模块、动态聚类模块；火源初步定位模块计算火源定位样本点，初步判断火源的位置，动态聚类模块通过动态聚类算法，获得火源定位的最终结果；

14、火灾模拟模块基于unity3d软件的粒子系统，根据火源定位最终结果推演温度分布，展示目标综合管廊火灾过程中的温度分布。

15、本发明还设计一种电子设备，包括存储装置、一个或多个处理器、存储装置用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现所述的一种基于unity3d的综合管廊火灾识别方法。

16、本发明还设计一种计算机可读存储介质，其内部存储计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现所述的一种基于unity3d的综合管廊火灾识别方法。

17、有益效果：相对于现有技术，本发明设计了一种基于unity3d的综合管廊火灾识别方法与系统，结合了3d建模技术，数据实时传输技术以及数据可视化技术，融合了多种算法，实现了综合管廊的火灾识别。本发明稳定性高、抗干扰能力强，能避免发生误报，能够及时且准确地识别综合管廊火灾，对消防救援工作具有指导意义，有极高的实用价值。

技术特征：

1.一种基于unity3d的综合管廊火灾识别方法，其特征在于，针对目标综合管廊，执行如下步骤s1-步骤s5，完成目标综合管廊火灾识别：

2.根据权利要求1所述的一种基于unity3d的综合管廊火灾识别方法，其特征在于，步骤s1的具体步骤如下：

3.根据权利要求1所述的一种基于unity3d的综合管廊火灾识别方法，其特征在于，步骤s2的具体步骤如下：

4.根据权利要求1所述的一种基于unity3d的综合管廊火灾识别方法，其特征在于，步骤s3的具体步骤如下：

5.根据权利要求4所述的一种基于unity3d的综合管廊火灾识别方法，其特征在于，步骤s3.3中使用gauss-newton法进行求解的具体步骤如下：

6.根据权利要求1所述的一种基于unity3d的综合管廊火灾识别方法，其特征在于，步骤s4的具体步骤如下：

7.根据权利要求1所述的一种基于unity3d的综合管廊火灾识别方法，其特征在于，步骤s5中基于unity3d软件的粒子系统，根据火源定位最终结果以及衰减系数，利用火灾温度分布模型推演温度分布，展示目标综合管廊火灾过程中的温度分布云图。

8.一种基于unity3d的综合管廊火灾识别系统，其特征在于，包括依次连接的信息展示模块、火灾检测模块、火源定位模块、火灾模拟模块；以实现如权利要求1-7中任意一项所述的一种基于unity3d的综合管廊火灾识别方法；

9.一种电子设备，其特征在于，包括存储装置、一个或多个处理器、存储装置用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-7中任意一项所述的一种基于unity3d的综合管廊火灾识别方法。

10.一种计算机可读存储介质，其内部存储计算机程序，其特征在于，计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任意一项所述的一种基于unity3d的综合管廊火灾识别方法。

技术总结本发明公开了一种基于Unity3D的综合管廊火灾识别方法与系统，包括：建立综合管廊3D模型，将综合管廊3D模型导入Unity3D搭建的综合管廊火灾识别可视化系统；获取温度传感器数据；火灾探测；基于Gauss‑Newton法计算不同时刻的火源定位结果；根据动态聚类算法得到火灾最终定位结果；火灾温度场推演。本发明结合了3D建模技术，数据实时传输技术以及数据可视化技术，融合了多种算法，实现了综合管廊的火灾识别。本发明稳定性高、抗干扰能力强，能避免火灾探测器发生误报，排除传感器异常值的干扰，能够及时且准确地识别综合管廊火灾，对消防救援工作具有指导意义，有极高的实用价值。技术研发人员：孙宾,李衍,胡镇镳受保护的技术使用者：东南大学技术研发日：技术公布日：2024/7/29