一种火灾情况下电梯疏散救援系统的制作方法

本发明涉及火灾救援，特别涉及一种火灾情况下电梯疏散救援系统。

背景技术：

1、高层建筑通常具有较多的楼层数和高度，而楼梯可能无法满足快速疏散的需求。使用楼梯逐层疏散需要花费较长时间，特别是对于老年人、行动不便的人员或携带儿童的家庭来说更为困难。相比楼梯，电梯具有更高的运输能力和速度，可以更快速地将人员从火灾现场疏散到安全地带，电梯能够一次性运送多人，并且可以在较短时间内覆盖大量楼层。在一些特殊情况下，楼梯可能不适用，例如有人员需要被担架抬出、有大量儿童或老年人需疏散等。而电梯在这些情况下能够更好地提供支持和便利。合理的电梯疏散计划和紧急措施能够最大程度地降低这些风险，并且能够更有效地实现快速安全的疏散，因此需要一种火灾情况下电梯疏散救援系统。

技术实现思路

1、为了解决以上问题，本发明提供了一种火灾情况下电梯疏散救援系统。

2、为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

3、一种火灾情况下电梯疏散救援系统，包括如下步骤：

4、步骤1，根据电梯参与情况下的疏散策略，定义火灾不同时期电梯运行模式；

5、步骤2：利用多源数据采集装置，获取现场火灾位置信息，电梯疏散环境信息及建筑物信息，其中，电梯疏散环境信息包括温度、烟雾、一氧化碳，建筑物信息包括楼层布局、电梯数量、位置以及电梯容量；

6、步骤3：对现场火灾位置信息、电梯疏散环境信息、建筑物信息，判断是否采用电梯参与疏散；

7、步骤4：在电梯参与疏散的情况下，根据建筑物信息和火灾位置信息，建立疏散路径规划的数学模型，规划最优疏散路径，其中疏散路径规划的数学模型是将疏散时间最小化作为目标函数；

8、步骤5：根据火灾位置和疏散环境的变化，电梯运行模式转化边界条件，对电梯运行模式进行控制；

9、步骤6：根据火灾位置、各楼层疏散状况、电梯运行模式，实时更新疏散路径；

10、步骤7：通过建筑物语音播报、视频显示方式，实时播报疏散路径引导疏散人员撤离。

11、进一步的：所述步骤4包括：

12、建立疏散路径规划的数学模型：将建筑物抽象成有向图，每个节点表示一个楼层，边表示楼层之间的连接关系，火灾位置作为源点，安全楼层作为汇点，电梯作为中间节点，表示为：

13、g＝(v,e)为建筑物的有向图，其中v表示楼层节点集合，e表示楼层之间的连接关系，s为火灾位置，t为安全楼层，cij表示从楼层i到楼层j的容量限制，fij表示从楼层i到楼层j的流量；

14、从火灾位置出发，通过数学模型找到从火灾位置到安全楼层的最短路径：

15、将所有边的流量fij初始化为0；

16、从源点s出发，在有向图g上寻找增广路径；

17、如果找到增广路径，则更新路径上各边的流量，即增加流量值δf；

18、根据找到的增广路径，更新路径上各边的流量；

19、对于路径上的每条边(u,v)，增加流量δf，其中δf为路径上最小的剩余容量；

20、更新路径上各边的流量fuv＝fuv+δf，并更新反向边fuv＝fuv-δf；

21、得到最大流；

22、根据最大流的值，计算疏散时间，即火灾位置到安全楼层的最短路径上的流量之和。

23、进一步的：所述步骤4中规划最优疏散路径包括：

24、使用以下启发函数f(n)来估计从当前节点到目标节点的最优路径成本：

25、f(n)＝g(n)+h(n)

26、其中，g(n)为实际成本，表示从起始节点到当前节点的实际成本，h(n)为预计成本，表示从当前节点到目标节点的估计成本；

27、对于每个楼层节点i和j，计算其曼哈顿距离hij，表示从节点i到节点j的曼哈顿距离，曼哈顿距离公式如下：

28、hij＝|xi-xj|+|yi-yj|

29、其中(xi,xj)和(yi,yj)分别表示节点i和j的坐标；

30、对于每一对楼层节点i和j，如果路径中需要经过的电梯容量超过了电梯的容量限制，则将路径的曼哈顿距离设为一个较大的值，以表示这条路径不可行；

31、对于每个节点n，选择到达目标节点的最短曼哈顿距离作为其最优路径成本h(n)；

32、如果存在多个目标节点，则选择其中最小的曼哈顿距离作为最优路径成本；

33、将起始节点加入到优先队列中，并将其启发函数值f(n)设为初始值；

34、从优先队列中取出优先级最高的节点，即具有最小f(n)值的节点；

35、如果当前节点是目标节点，则搜索结束，找到最优路径；

36、否则，对当前节点进行扩展，即计算其相邻节点的f(n)值，并将其加入到优先队列中；

37、对于每个节点n，其f(n)值由启发函数和已知的路径成本决定；

38、对于每个相邻节点m，计算其实际成本g(m)；

39、对于起始节点的相邻节点，g(m)＝g(n)+c(n,m)，其中c(n,m)表示从节点n到节点\(m\)的路径成本；

40、根据节点的f(n)值重新排序优先队列，确保具有最小f(n)值的节点在队列头部；

41、如果优先队列为空，则搜索失败，不存在到达目标节点的路径；

42、如果当前节点是目标节点，则搜索成功，找到最优路径。

43、进一步的：所述步骤6包括：

44、在发生火灾后，根据火灾位置、各楼层疏散状况、电梯运行模式，并根据实时数据进行路径规划的更新，包括优先选择非火灾楼层停靠、提前到达指定楼层；

45、其中根据所在楼层、目标楼层、火灾楼层信息，计算电梯的优先级：

46、priority＝weight1×distance+weight2×firepriority

47、其中，weight1和weight2为权重系数，用于平衡距离和火灾优先级的影响；distance为电梯当前位置与目标楼层的距离；firepriority为火灾楼层的优先级。

48、本发明与现有技术相比，所取得的技术进步在于：

49、本发明采用智能化的疏散路径规划算法，能够考虑到电梯容量、楼层分布、火灾位置等因素，以及实时更新路径规划，从而有效地提高了疏散效率和安全性。本发明综合考虑了多种因素，包括建筑物的楼层分布、电梯容量、火灾位置等，能够根据实际情况制定最优的疏散路径，确保尽快安全疏散被困人员。本发明具有实时更新路径规划的功能，能够根据火灾位置和疏散情况实时更新路径规划，保证了疏散方案的实时性和准确性，提高了应对突发情况的能力。本发明采用智能化的路径规划算法，具有较强的灵活性和可调节性，能够根据不同的情况制定不同的疏散策略，提高了系统的适用性和实用性。本发明在路径规划过程中充分考虑了安全因素，如电梯容量限制、火灾位置等，能够确保被困人员在最短的时间内安全疏散到安全楼层，最大程度地减少安全风险。

50、综上所述，本发明在解决疏散路径规划问题上具有智能化、实时性和准确性高、灵活性和可调节性强、安全因素考虑全面等优点，能够有效提高疏散效率和安全性。