[发明专利]一种基于元胞自动机的多层建筑火灾疏散指引系统

说明书

本发明公开了一种基于元胞自动机的多层建筑火灾疏散指引系统，通过传感器模块和图像采集模块获取实时信息，然后由边缘计算模块计算最短疏散路径和势能图，然后使用元胞自动机模型计算疏散方向指令，并下发至智能指引模块，指引人群朝指定的方向逃生。本发明采用上述火灾疏散指引系统，通过模拟计算最合适的逃生路线，提升疏散效率。

技术领域

本发明涉及智能监控系统技术领域，尤其是涉及一种基于元胞自动机的多层建筑火灾疏散指引系统。

背景技术

多层建筑在发生火灾时，每一层的面积比较大，在失火楼层中的人员无法即时知晓起火点的具体位置，逃生时无法做出正确的逃生路线，只能依靠固定的紧急出口的指示牌指引来逃生，这反而可能会向起火点移动；同时也容易产生从众心理，人群一起涌向某一个疏散通道，造成拥堵。

此外，紧急出口的指示牌只能指示固定的逃生路线，无法应对不同区域起火时的特殊情况。如果某一出口已被火情蔓延，无法再让人通过，紧急出口的指示牌反而会变成一个错误的指引，让人群向失火处移动。

发明内容

本发明的目的是提供了一种火灾疏散指引系统，结合摄像头、烟雾传感器和红外传感器获取实时信息，自动规划紧急疏散路线并依靠智能安全指示灯显示指引，从而解决火灾时人员疏散易出错、效率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种基于元胞自动机的多层建筑火灾疏散指引系统，包括

传感器模块，烟雾传感器实时反馈建筑各区域的烟雾浓度，红外传感器实时检测建筑各区域的环境温度信息，二者共同判断通道是否能够正常通行；

图像采集模块，基于监控摄像头获得各区域的实时图像，并对图像数据进行预处理，统计各区域中的人员分布，同时结合烟雾传感器定位起火区域；

无线通信模块，依靠无线通讯设备，完成系统内数据共享与同步；

边缘计算模块，基于Dijkstra算法，以房间、通道拐角为结点，计算最短疏散路径；基于人员分布数据及起火区域，计算实时势能图；将最短疏散路径和势能图数据结合，然后使用元胞自动机模型计算疏散方向指令；

智能指引模块，为带有多方向的智能指示灯，依据疏散方向指令显示对应逃生方向。

优选的，所述边缘计算模块对传感器模块和图像采集模块所用设备状态进行实时监测，若设备被损毁，则将该区域设置为不可通过，然后重新规划最短疏散路径。

优选的，所述红外传感器在未发生火灾情景下，动态统计各区域内人员分布信息。

优选的，所述势能图包括楼层势能图、楼梯势能图、建筑整体势能图，各势能图是随人员密度、烟雾浓度变化的动态势能图。

本发明可以通过烟雾传感器和摄像头实时更新起火区域，在火情开始，进入紧急情况的第一时间，就可以在指示灯上得到正确的逃生疏散指引，提升疏散效率。

附图说明

图1为本发明实施例的总体结构图；

图2为本发明实施例的运转流程图；

图3为本发明实施例的模拟图；

图4为本发明实施例中边缘计算模块的规则图；

图5为本发明实施例中硬件配置图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

实施例一

如图1所示，一种基于元胞自动机的多层建筑火灾疏散指引系统，包括