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BIM消防监测系统

本软件实现借助BIM模型数据,通过模型转化后通过WEBGL技术在浏览器环境中实现模型的浏览和信息查阅。同时实现模型与烟感、火灾报警器、视频监控等物联网设备采集现场数据的关联与可视化实时数据显示。同时能够借助第三方BIMVR平台,进行火灾报警点的精确定位。模型定位火灾具体位置,并采集周围建筑结构及布局信息,系统自动分析判定火灾情况,提取附近监控视频。本系统实现了BIM与物联网技术,可视化程度高,并具有一定的通用性,有利于火灾救援行动的有效开展。

描述

1.1 系统简介

为了更好的协助消防主管部门对所辖范围内各类型建筑物的消防管控,实现物联网可视化而开发的面向消防领域的——“BIM消防监测系统”。通过该系统可以让消防监控中心实时查看辖区内消防部署情况,可以实时接收报警信号并通过物联网摄像头查看报警区域内是否发生真实火情,并以查看到的实景作为为依据做出快速判断,为迅速做好火情响应提供即时有效的技术支持。系统通过对BIMVR实时渲染引擎的二次开发,将系统WEB端与三维显示端联动对接,使得被监控建筑对象的三维模型可以实时显示出来,在平时做火灾疏散模拟演练时通过对三维模型的空间分析来提前规划合理安全的疏散路线,达到消防监测与演练的目的。

本系统是采用Nodejs+Threejs webgl+Javascript进行开发的B/S架构系统。

1.2 运行环境

系统的程序运行环境具体如下:

1.2.1 服务器端环境

WEB服务器:Linux Unbuntu,Nodejs环境

数据库:monogodb

1.2.2 客户端环境

操作系统:Windows 7及以上。

运行平台:Windows等任何平台,建议采用IE10以上浏览器或者火狐、Chrome浏览器。

1.2.3 三维模型呈现端

操作系统:Windows 7及以上(64位系统)。

2 系统架构及功能

2.1 系统架构


系统架构示意图

 

本系统以消防检测系统数据控制中心为核心,上游数据通过数据协议接口从传统物联网管理平台输出到消防监测系统数据控制中心,控制中心平台端能够将接收到的火灾信息实时反应到平台显示端的简化三维模型中,并且根据需要还可以激活完整的建筑模型,将模型平台端的完整数据模型输出到三维展示端,三维模型在pc端打开时可以外接无线手柄对其进行漫游浏览,方便多人在场时的演示,三维模型还可以在移动端中打开浏览,使得每一个消防队员都可以轻量化的在多地实时浏览查看模型,方便熟悉预备的救援路线,此外,无论pc端或是移动端皆可接入虚拟现实VR设备,对模型进行沉浸式浏览,让参与者更加真实的了解建筑物内部的构造,熟悉预设的疏散路线;消防监测系统数据控制中心还与物联网摄像头无缝相连,可以调取任意现场的物联网摄像头,以此来监控实景,将实景与报警信号做比对来判断火情。

2.2 系统功能详述

2.2.1 无缝对接传统物联网系统


传统消防物联网管理系统示意图

传统消防物联网系统架构复杂,数据冗余量较大,操作更偏于专业化,学习成本较高,一般新进消防管理者很难快速掌握其操作方法,并且由于其数据都是以抽象的二维平面方式显示,使用者有时很难根据其显示数据进行直观的判断,现在BIM消防监测系统能够把传统物联网的关键数据(比如火灾、烟雾等感应数据)无缝的读取到数据中心,对每一个报警信号都会做出相应的响应并以十分简洁的界面显示出来,让消防监测管理的效率大大提升并且减少操作错误率。

简洁的平台界面

2.2.2 实时调用现场物联网摄像头

现场摄像头调用界面

系统可以调用建筑物内部任意的监控摄像头,进行火情实时查看,并且支持关联调用,比如一个编号为X的手动火灾报警器报警后,该系统即可自动调取距离报警器最近的一个物联网监控摄像头画面,为报警误报排查,火情实景判断等重要监测工作提供最直观的辅助。

摄像头调取按钮

2.2.3 警情显示与点位联动

在系统中,可以接收到任意报警点位传来的报警信号,每一个报警点位都有一个唯一的物理编码,当有警情被触发时,系统的平面信息显示区域会显示警情的类型、警情编号、用户名称、用户地址、用户监控器编码、警情概述、设备编号(此编号即对应一个唯一的物理设备,比如一个手动报警器或是一个自动报警器)、发生时间以及接收时间,于此同时,我们可以在完整的消防三维模型中查看对应的报警编号的设备,将多维度信息拼接起来为消防监测判断提供依据。

警情显示区域

报警物理设备对应的三维模型

2.2.4 消防三维模型联动显示

该系统对BIMVR模型渲染引擎进行了二次开发,能够将完整的消防三维模型数据输出到渲染引擎中,在该显示引擎中,操作者可以对监控的建筑模型进行全局浏览、疏散路径可视化规划、重点部位火情模拟分析。

完整三维模型联动按钮

完整三维模型示例

消防救援路线规划

重点位置火情模拟分析

轻量化(手机或平板)的模型对照查看

3 系统应用场景

本系统主要应用场景有如下几点:

3.1 火灾报警判断与处理

火情处理判断流程图

在系统接收到报警信号后,迅速调用报警点位附近物联网摄像头,查看现场真实情况,如果现在不存在火源,那么判断为误报,系统继续进入正常监测状态,如果发现真实火源,则立即通知出警,并迅速打开着火建筑对应三维模型,查看着火点周围情况,找出最佳疏散救援路径,并将其发送至在途消防官兵,让其在赶赴火灾发生地的路途中提前熟悉救援路线,于此同时,通过摄像头继续监控火源蔓延趋势,根据其破坏程度和蔓延范围来实时调整救援疏散方案。

迅速响应赶赴着火地点

分析火情并确定疏散救援路线

3.2 消防虚拟演练

虚拟演练流程示意图

本系统通过二次开发,可以和高逼真的三维实时显示引擎联动,平台数据中心将三维模型数据输出到三维显示端后,培训老师可以通过无线操作手柄操作虚拟人物进入模型场景中为多人同时讲解某个消防重点监控项目的具体情况,包含火灾危险点位置,最佳疏散路径,入口位置,出口位置等,每个关键点讲解完毕后,还可以让所有参与培训的学员通过虚拟现实设备来沉浸式体验和模拟。

大屏讲解展示消防监控项目

虚拟消防救援演练

3.3 消防现场巡检

现场消防巡检验收流程图

通过数据中心将三维消防模型数据模型输出到三维模型移动显示端,将移动端模型带到需要验收巡检的现场,通过将移动端中正确的模型与现场实际做对比,如果发现不合格的地方(比如,消防构配件数量缺少、位置尺寸不合符规范要求等。),责令责任方限期整改,然后再次组织巡检和验收,如果合格,则可以验收通过。

现场消防巡检验收

移动端虚拟模型对比

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