基于微波雷达探测与自组网的火灾救援逃生引导方法及系统与流程

本发明涉及火灾逃生救援，特别涉及一种基于微波雷达探测与自组网的火灾救援逃生引导方法及系统。

背景技术：

1、在面对火灾时，人们的逃生行为往往受到恐慌和混乱的影响，导致一些错误的做法。在浓烟滚滚的情况下，人们可能会因为恐慌而盲目奔跑，这样不仅不能有效逃离火场，还可能因为吸入有毒烟雾而导致直接伤亡。

2、在火灾等紧急情况下，精准定位建筑内火灾发生的位置和受困人员的位置，快速有效的人员疏散和定位受困人员位置是减少人员伤亡的关键。传统的人工疏散方式存在响应慢、信息不准确，导致救援和逃生效率低下。随着物联网、传感器网络和人工智能技术的发展，开发一种能够实时监测火情、监测人员位置，并自动规划安全逃生路径并指导人员疏散的综合火灾救援逃生引导方法显得尤为重要。因此亟需一种基于微波探测与自组网技术的火灾救援逃生引导的方法。

技术实现思路

1、针对现有技术中疏散方式存在响应慢、信息不准确，导致救援和逃生效率低下的问题，本发明提供了一种基于微波探测与自组网技术的火灾救援逃生引导的方法，能够实现火灾场景下的有效地引导人员疏散和人员位置定位，提高逃生与救援的效率。具体技术方案如下：

2、一种基于微波雷达探测与自组网的火灾救援逃生引导方法，包括构建建筑结构的建筑仿真模型，并在所述建筑仿真模型中构建坐标系；在建筑结构中安装对应的火灾传感器、微波雷达探测传感器和语音播报器，并在所述建筑仿真模型中根据安装位置标注对应的坐标位置；在建筑结构中安装若干个自组网模块和数据传输模块，所述自组网模块自动组网连接形成建筑结构内的无线组网链路，所述自组网模块就近与各传感器及语音播报器连接，所述数据传输模块与各传感器和数据处理服务器通信连接形成通信传输链路；当建筑结构的某区域发生火灾时，所述火灾救援逃生引导方法包括以下步骤：

3、位于火灾区域的火灾传感器生成火灾报警信息，并发送火灾报警信息到微波雷达探测传感器、语音播报器、其他区域的火灾传感器和数据处理服务器；

4、所述微波雷达探测传感器接收火灾报警信息后，对火灾现场进行实时扫描并收集人员位置信息，将实时的人员位置信息传回数据处理服务器进行人员位置坐标标记；

5、所述数据处理服务器根据所述火灾报警信息在所述建筑仿真模型中生成火灾报警点位图、报警热力图和火灾蔓延图，所述数据处理服务器根据所述实时的人员位置坐标在所述建筑仿真模型中生成人员存在点位图和人员热力图；

6、所述数据处理服务器对火灾报警点位图、报警热力图、火灾蔓延图、人员存在点位图和人员热力图进行整理分析，生成最佳救援逃生路径；

7、所述数据处理服务器将所述最佳救援逃生路径的语音指令发送至语音播报器，语音播报器播报语音引导人员逃生。

8、优选的，所述位于火灾区域的火灾传感器生成火灾报警信息，并发送火灾报警信息到微波雷达探测传感器、语音播报器、其他区域的火灾传感器和数据处理服务器，具体指：

9、所述火灾传感器识别到区域发生火灾，生成火灾报警信息；所述火灾传感器通过所述无线组网链路将火灾报警信息发送到相邻的语音播报器、其他区域的火灾传感器和微波雷达探测传感器，语音播报器收到火灾报警信息后执行语音播报；所述火灾传感器通过所述通信传输链路将火灾报警信息传输至数据处理服务器。

10、优选的，所述火灾传感器发送火灾报警信息到数据处理服务器，具体指：

11、当同一区域里面，出现一个火灾传感器发送报警信息到处理服务器，所述数据处理服务器处理分析为普通报警；当同一区域里面，出现两个及以上的火灾传感器发送报警信息到处理服务器，所述数据处理服务器处理分析为紧急报警。

12、优选的，所述火灾传感器包括烟雾传感器和温度传感器；

13、所述火灾传感器发送火灾报警信息到数据处理服务器包括：

14、当所述烟雾传感器探测区域内烟雾浓度数据超过预设浓度阈值时，所述烟雾传感器产生第一报警信息，并将所述第一报警信息通过所述通信传输链路传输至所述数据处理服务器；

15、当所述温度传感器探测区域内温度数据超过预设温度阈值时，所述温度传感器产生第二报警信息，并将所述第二报警信息通过所述通信传输链路传输至所述数据处理服务器。

16、优选的，所述数据处理服务器根据所述火灾报警信息在所述建筑仿真模型中生成火灾报警点位图、报警热力图和火灾蔓延图包括：

17、数据处理服务器根据所述火灾报警信息中火灾传感器的位置信息，定位火灾传感器在建筑仿真模型中的报警坐标，对建筑仿真模型中报警坐标进行着色并标注对应的报警状态，构建火灾报警点位图；

18、数据处理服务器根据所述火灾报警点位图分析区域里面火灾传感器的数量，根据建筑仿真模型中的报警坐标的密集程度，调整建筑仿真模型中相应区域的对应色度生成报警热力图；

19、数据处理服务器以火灾发生时最先产生火灾报警信息的火灾传感器位置信息为原点，随着区域内其它火灾传感器报警信息上传时间的推移以及火灾传感器的位置分布情况，在建筑仿真模型内生成火灾蔓延图。

20、优选的，所述数据处理服务器根据所述实时的人员位置坐标在所述建筑仿真模型中生成人员存在点位图和人员热力图包括：

21、所述数据处理服务器根据所述实时的人员位置坐标和建筑仿真模型中微波雷达探测传感器的坐标数据，在建筑仿真模型中定位人员的坐标位置，对建筑仿真模型中有人员存在的位置进行着色构建人员存在点位图；

22、所述数据处理服务器根据人员存在点位图分析人员分布情况，计算对应色度，并调整相应区域的着色度生成人员存在热力图。

23、优选的，所述数据处理服务器对火灾报警点位图、报警热力图、火灾蔓延图、人员存在点位图和人员热力图进行整理分析，生成最佳救援逃生路径包括：

24、所述数据处理服务器获取在所述建筑仿真模型中逃生出口坐标；

25、所述数据处理服务器根据火灾报警点位图、报警热力图和火灾蔓延图得到火点坐标群；

26、所述数据处理服务器根据人员存在点位图和人员热力图得到人群坐标；

27、所述数据处理服务器根据所述逃生出口坐标、火点包围坐标群和人群坐标，生成人群的最佳救援逃生路径。

28、优选的，所述数据处理服务器根据火灾报警点位图、报警热力图和火灾蔓延图得到火点坐标群包括：

29、所述数据处理服务器根据火灾报警点位图、报警热力图和火灾蔓延图划分出火灾区域和火灾蔓延区域，并将所述火灾区域和火灾蔓延区域设置为火点，在火点包围边缘生成火点包围坐标群；所述火点包围坐标群中包括多个连续间隔预设距离的坐标点。

30、优选的，所述根据所述逃生出口坐标、火点包围坐标群和人群坐标，生成人群的最佳救援逃生路径包括:

31、所述数据处理服务器计算所述人群坐标与火点包围坐标群中每个坐标点的距离，且满足每个方向坐标差为递增时，沿着递增方向到逃生出口坐标为最佳逃生救援路径。

32、优选的，所述数据处理服务器将所述最佳救援逃生路径发送至语音播报器，语音播报器播报语音引导人员逃生包括：

33、所述数据处理服务器将所述最佳救援逃生路径转换成语音指令，并将所述语音指令通过所述通信传输链路发送至人员所在区域的语音播报器，所述语音播报器发出语音指令指导人员逃生。

34、一种基于微波雷达探测与自组网的火灾救援逃生引导系统，应用于前述的基于微波雷达探测与自组网的火灾救援逃生引导方法，包括：

35、仿真模型构建单元，用于构建建筑结构的仿真模型，在所述建筑仿真模型中构建坐标系，在所述建筑仿真模型中根据火灾传感器、微波雷达探测传感器和语音播报器安装位置标注对应的坐标位置；

36、安装于建筑结构中的火灾传感器，用于生成火灾报警信息，并发送火灾报警信息到微波雷达探测传感器、语音播报器、其他区域的火灾传感器和数据处理服务器；

37、安装于建筑结构中的微波雷达探测传感器，用于接收火灾报警信息后，对火灾现场进行实时扫描并收集人员位置信息，将实时的人员位置信息传回数据处理服务器进行人员位置坐标标记；

38、安装于建筑结构中的语音播报器，用于播报语音引导人员逃生；

39、安装于建筑结构中的自组网模块，用于自动组网连接形成建筑结构内的无线组网链路，且所述自组网模块就近与各传感器和语音播报器连接；

40、安装于建筑结构中数据传输模块，用于与各传感器、语音播报器和数据处理服务器通信连接形成通信传输链路；

41、数据处理服务器，用于根据所述火灾报警信息在所述建筑仿真模型中生成火灾报警点位图、报警热力图和火灾蔓延图，根据所述实时的人员位置坐标在所述建筑仿真模型中生成人员存在点位图和人员热力图，对火灾报警点位图、报警热力图、火灾蔓延图、人员存在点位图和人员热力图进行整理分析，生成最佳救援逃生路径，将所述最佳救援逃生路径发送至语音播报器。

42、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

43、本发明的一种基于微波雷达探测与自组网的火灾救援逃生引导方法通过数据处理服务器生成火灾报警点位图、报警热力图、火灾蔓延图、人员存在点位图和人员热力图，实现了火灾现场的实时监测和智能分析，并结合火灾报警传感器探测、微波雷达探测和语音技术，实现火灾现场的全面监测和高效引导，结合自组网模块，实现各传感器、语音播报器协同工作，同时在复杂的环境中，其中任何一个节点的网络出问题无法与数据处理服务器通信时，通过无线组网链路传输数据至链路内的其他节点，直至将数据传输到数据处理服务器，保障火灾告警、定位、逃生指导，确保整个系统的可靠运行，有效指导被困人员疏散和为施救人员提供直观的火情和人员位置数据，提高被困人员的疏散效率和救援人员的救援效率，降低人员伤亡风险。