[发明专利]使用三维虚拟模型提供建筑物情境意识的以计算机为基础的系统和方法

说明书

版权通告

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发明领域

本发明涉及信息系统，尤其涉及一种为提供实时或近实时情境意识，使用建筑 物三维虚拟模型的以计算机为基础的系统和方法。

背景技术

情境意识是对一个环境中元素的知觉，那些元素包含的意思和相关重要性的， 和那些元素的位置在不久的将来的投影。换句话说，情境意识涉及个体的认知状态 或对发生在此人周围的情况的思维模型，在此情境下，环境状态的持续发展图呈现 给此人。情境意识对于有效的决策和在任何复杂和多变环境下的表现非常重要。

特别地，紧接着2001年9月11日所发生的悲剧之后，变得关键的是受保护的 美国的基础设施和国家的“第一反应者”和配置重要信息的应急人员需要对事故， 自然灾害，恐怖袭击和其他紧急情况能充分反应。如今，万一发生紧急状况，一个 现实问题是建筑物，设施和内部公用设施的重要信息不能方便得到。当时间紧迫， 这些信息必须马上能够实地得到。然而，这些关键信息的纸间图片可能被锁住存放 着，或者是同样很难马上定位的电脑辅助设计(CAD)图片。万一这些文件或者电子 数据的所在的网络系统或存储设施被毁，马上定位这些信息就变得特别困难。另外， 纸件绘图和单个CAD文件可能缺乏建筑物或设施与其他邻近的周围区域建筑物，设 施和公用设施如何相连的关键信息。因此，在紧急情况下，不仅这些场所位置的关 键信息丢失，而且这些方位的大面积基础设施也会受紧急情况的影响。

2001年纽约和弗吉尼亚的恐怖袭击，2003年美国东北部的大停电和2005年毁坏性的 卡特里娜台风沉痛的说明了得不到关键信息的弱点造成了援救措施延缓和无法避免越来 越多的错误。在危机期间能够迅速了解这些情况和这些地点和地方，区域和国家的脆弱点， 能够立即采取最佳反应措施可以拯救很多生命并通过加速恢复时间和减少成本和财产损 失。

因此，当需要此关键信息用以对状况进行评估和制定反应计划，需要一个系统能够配 备给第一反应人和其他应急人员“钻取”建筑物内部结构的能力用于对紧急情况和其他类 似情况的反应。

发明内容

本发明公开一种为了提供实时或近实时情境意识，使用三维模型的以计算机为基础的 系统和方法。根据本发明实施例和本发明第一个方面，一种为建筑物提供实时情境意识的 系统，包括数据库模块。所述数据库模块配置为储存与建筑物关联的结构信息。所述系统 包括一个情境意识模块。所述情境意识模块配置为收集与建筑物关联的情境意识信息。系 统包括一个与数据库模块连通的三维(3-D)重现模块。3-D重现模块配置为利用与建筑 物关联的结构信息重现建筑物的3-D虚拟模型。3-D重现模块配置为将与建筑物关联的情 境意识集成为3-D虚拟模型。所述系统包括一个与3-D重现模块连通的图形用户界面(GUI) 模块。GUI模块配置成为用户显示将与建筑物关联的情境意识集成为3-D虚拟模型。

根据本发明第一个方面，所述系统可以包括一个与3-D重现模块连通的路径选择模 块。路径选择模块可以被配置成使用结构信息和与建筑物关联的情境意识信息确定通过建 筑物的入口/或出口的路径。3-D重现模块可以被配置成为用户显示重现的入口/或出口路 径的3-D虚拟模型。例如，建筑物的入口途径可以包括建筑物中的撤退路线。所述路径选 择模块可以被配置为决定建筑物中两点间最短的路线，且3-D重现模块可以配置成为用户 显示最短路线的3-D虚拟模型。路径选择模块可以配置成保留一列大体上通过建筑物的所 有单个路径。根据单个路径长度和/或穿过单个路径的难度水平可以将通过建筑物的每一 个单个路径指定为路径衡。建筑物中的两点间的路线可以包括一个或多个单个路径。通过 合计单个包含所述路线的路径衡，路径选择模块可以配置成产生所述路线的总路径衡。3-D 重现模块可以配置成为用户显示重现的具有建筑物内两点间最低总路径衡的3-D虚拟模 型。路径选择模块可以配置成接收路径衡修改以变更建筑物内两点间的路线。路径选择模 块可以配置成为用户显示建筑物内每个入口和出口路线的距离测量结果。