本發(fā)明涉及火災(zāi)救援，特別涉及一種建筑物內(nèi)火災(zāi)狀態(tài)下電梯乘運(yùn)環(huán)境監(jiān)測(cè)及數(shù)字化分析方法。

背景技術(shù)：

1、在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，樓梯被堵塞無(wú)法使用的情況下，如何安全、高效地利用電梯進(jìn)行疏散的問題，通常情況下，電梯在火災(zāi)發(fā)生時(shí)會(huì)停止運(yùn)行以防止火災(zāi)蔓延或者保護(hù)電梯內(nèi)的乘客，但在某些情況下，如果電梯能夠安全運(yùn)行，并且通過(guò)數(shù)字化監(jiān)測(cè)分析確定電梯周圍環(huán)境可以保證安全疏散，那么使用電梯進(jìn)行疏散將會(huì)更加高效，能夠減少人員傷亡和火災(zāi)造成的損失。因此，需要設(shè)計(jì)一種方法對(duì)火災(zāi)狀態(tài)下的電梯環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與分析，以提高火災(zāi)疏散的效率和安全性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決以上問題，本發(fā)明提供了一種建筑物內(nèi)火災(zāi)狀態(tài)下電梯乘運(yùn)環(huán)境監(jiān)測(cè)及數(shù)字化分析方法。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

3、一種建筑物內(nèi)火災(zāi)狀態(tài)下電梯乘運(yùn)環(huán)境監(jiān)測(cè)及數(shù)字化分析方法，包括如下步驟：

4、步驟1：對(duì)建筑物環(huán)境進(jìn)行細(xì)分，分析建筑物內(nèi)各單元空間節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)與整體空間全場(chǎng)數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)電梯乘運(yùn)環(huán)境的網(wǎng)格化和數(shù)字化；

5、步驟2：基于網(wǎng)格化的電梯乘運(yùn)環(huán)境建立實(shí)時(shí)多源數(shù)據(jù)耦合與智能火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電梯疏散過(guò)程中的環(huán)境并管理其周圍安全信息；

6、步驟3：對(duì)各區(qū)域布置多源數(shù)據(jù)采集分析卡和傳感器，獲取獲取節(jié)點(diǎn)參數(shù)數(shù)據(jù)；

7、步驟4：火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)采集到的環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，并提取與火災(zāi)狀態(tài)相關(guān)的特征；

8、步驟5：基于特征提取的結(jié)果，建立火災(zāi)狀態(tài)的判定模型，輸入為提取的特征，輸出為火災(zāi)發(fā)生的概率；

9、步驟6：火災(zāi)狀態(tài)被判定，分析火勢(shì)蔓延對(duì)電梯乘運(yùn)環(huán)境的影響，評(píng)估電梯的可用性；

10、步驟7：根據(jù)電梯疏散可用性結(jié)果，調(diào)整不同火災(zāi)場(chǎng)景下電梯運(yùn)行模式，給出電梯相應(yīng)運(yùn)行模式切換的指令，電梯按照收到的模式指令運(yùn)行，執(zhí)行疏散工作；

11、上述節(jié)點(diǎn)參數(shù)數(shù)據(jù)包括各單元空間區(qū)域的煙霧、溫度、一氧化碳火災(zāi)參數(shù)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)。

12、進(jìn)一步的：所述步驟2包括：

13、環(huán)境參數(shù)包括：建筑物內(nèi)環(huán)境的煙霧密度、建筑物內(nèi)環(huán)境的溫度、建筑物內(nèi)環(huán)境一氧化碳含量；

14、電梯自身參數(shù)包括：電梯運(yùn)行方向、電梯運(yùn)行速度、電梯所在樓層、電梯傾斜度。

15、進(jìn)一步的：所述步驟4包括：

16、煙霧密度數(shù)據(jù)預(yù)處理與特征提?。?/p>

17、針對(duì)煙霧傳感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪處理，并進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗，剔除異常值；

18、使用波形分析方法提取煙霧密度數(shù)據(jù)的頻域特征，從而得到頻率成分的信息，公式如下：

19、

20、其中，x(t)是煙霧密度隨時(shí)間的函數(shù)，x(f)是煙霧密度的頻譜；

21、溫度數(shù)據(jù)預(yù)處理與特征提?。?/p>

22、對(duì)溫度傳感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行去除孤立點(diǎn)、填補(bǔ)缺失值處理；

23、通過(guò)差分運(yùn)算提取溫度數(shù)據(jù)的變化率特征，即溫度的突變情況，公式如下：

24、

25、其中，t(t)是時(shí)間t時(shí)刻的溫度值；

26、一氧化碳成分?jǐn)?shù)據(jù)預(yù)處理與特征提取：

27、對(duì)氣體傳感器采集的一氧化碳濃度數(shù)據(jù)進(jìn)行異常值檢測(cè)和修正，以及數(shù)據(jù)的歸一化處理；

28、使用方差法提取一氧化碳濃度數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特征，公式如下：

29、

30、其中，xi是一氧化碳濃度數(shù)據(jù)，是均值，n是樣本數(shù)量。

31、進(jìn)一步的：所述步驟5包括：

32、將特征數(shù)據(jù)輸入到gmm模型中，并利用em算法估計(jì)模型參數(shù)：

33、假設(shè)有k個(gè)高斯分布組成混合模型，每個(gè)高斯分布表示一個(gè)可能的火災(zāi)狀態(tài)，設(shè)定初始的均值μk、協(xié)方差和權(quán)重πk；

34、計(jì)算每個(gè)樣本屬于每個(gè)高斯分布的概率γ(znk)，其中znk表示第n個(gè)樣本屬于第k個(gè)高斯分布的概率：

35、

36、其中，是多元高斯分布密度函數(shù)，表示樣本xn在第k個(gè)高斯分布下的概率密度；

37、根據(jù)計(jì)算得到的概率γ(znk)，更新模型參數(shù)μk、和πk；

38、利用訓(xùn)練好的gmm模型，對(duì)新的特征數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，通過(guò)計(jì)算樣本在每個(gè)高斯分布下的概率，選擇概率最大的高斯分布對(duì)應(yīng)的火災(zāi)狀態(tài)作為最終判定結(jié)果。

39、進(jìn)一步的：步驟7包括：

40、煙霧密度(ρ)分析：對(duì)電梯周圍的煙霧密度進(jìn)行空間分布；

41、

42、其中，(xi,yi,zi)是煙霧傳感器位置，δ是diracδ函數(shù)，vvoxel是體積單位；

43、溫度(t)分析：檢測(cè)電梯周圍溫度的變化趨勢(shì)；

44、

45、其中，t(t)是時(shí)間t時(shí)刻的溫度值；

46、一氧化碳?xì)怏w(co)分析：對(duì)一氧化碳?xì)怏w濃度進(jìn)行時(shí)空分布分析；

47、

48、其中，(xi,yi,zi)是氣體傳感器位置，δ是diracδ函數(shù)，vvoxel是體積單位；

49、如果煙霧密度超過(guò)安全閾值，則調(diào)整電梯為火災(zāi)運(yùn)行模式；

50、如果溫度升超過(guò)安全閾值，則調(diào)整電梯為火災(zāi)運(yùn)行模式；

51、如果一氧化碳?xì)怏w濃度超過(guò)安全閾值，則調(diào)整電梯為火災(zāi)運(yùn)行模式。

52、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，所取得的技術(shù)進(jìn)步在于：

53、本發(fā)明通過(guò)部署環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器并結(jié)合數(shù)字化分析方法，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)火災(zāi)狀態(tài)下的電梯周圍環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，利用數(shù)字化分析方法對(duì)環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和特征提取，能夠準(zhǔn)確地反映火災(zāi)狀態(tài)下的環(huán)境變化情況，提高了判斷火災(zāi)狀態(tài)的準(zhǔn)確性，本發(fā)明結(jié)合火災(zāi)狀態(tài)判定和環(huán)境分析結(jié)果，對(duì)電梯的可用性進(jìn)行評(píng)估，能夠有效地保障乘客的安全，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)提供更加安全的疏散方案。

54、綜上所述，本發(fā)明在火災(zāi)狀態(tài)下的電梯乘運(yùn)環(huán)境監(jiān)測(cè)和分析方面具有實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性、智能化、安全性、高效性和全面性等多個(gè)優(yōu)點(diǎn)，有助于提高火災(zāi)應(yīng)對(duì)的水平，保障人員生命財(cái)產(chǎn)安全。

技術(shù)特征：

1.一種建筑物內(nèi)火災(zāi)狀態(tài)下電梯乘運(yùn)環(huán)境監(jiān)測(cè)及數(shù)字化分析方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種建筑物內(nèi)火災(zāi)狀態(tài)下電梯乘運(yùn)環(huán)境監(jiān)測(cè)及數(shù)字化分析方法，其特征在于，所述步驟2包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種建筑物內(nèi)火災(zāi)狀態(tài)下電梯乘運(yùn)環(huán)境監(jiān)測(cè)及數(shù)字化分析方法，其特征在于，所述步驟4包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種建筑物內(nèi)火災(zāi)狀態(tài)下電梯乘運(yùn)環(huán)境監(jiān)測(cè)及數(shù)字化分析方法，其特征在于，所述步驟5包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種建筑物內(nèi)火災(zāi)狀態(tài)下電梯乘運(yùn)環(huán)境監(jiān)測(cè)及數(shù)字化分析方法，其特征在于，步驟7包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種建筑物內(nèi)火災(zāi)狀態(tài)下電梯乘運(yùn)環(huán)境監(jiān)測(cè)及數(shù)字化分析方法，包括：分析建筑物內(nèi)各單元空間節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)與整體空間全場(chǎng)數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)電梯乘運(yùn)環(huán)境的網(wǎng)格化和數(shù)字化；基于網(wǎng)格化的電梯乘運(yùn)環(huán)境建立實(shí)時(shí)多源數(shù)據(jù)耦合與智能火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；對(duì)各區(qū)域布置多源數(shù)據(jù)采集分析卡和傳感器，獲取節(jié)點(diǎn)參數(shù)數(shù)據(jù)；對(duì)環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，并提取特征；基于特征提取的結(jié)果，建立火災(zāi)狀態(tài)的判定模型；火災(zāi)狀態(tài)被判定，分析火勢(shì)蔓延對(duì)電梯乘運(yùn)環(huán)境的影響，評(píng)估電梯的可用性；根據(jù)電梯疏散可用性結(jié)果，調(diào)整不同火災(zāi)場(chǎng)景下電梯運(yùn)行模式，給出電梯相應(yīng)運(yùn)行模式切換的指令。本發(fā)明可以保證電梯進(jìn)行緊急疏散救援安全性和疏散效率。

技術(shù)研發(fā)人員：恩旺,呂歡歡,辛碩,王鵬,王海峰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京建筑機(jī)械化研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21