李永军
身份证号码:3728261970070400** 山东潍坊
摘要:经济的发展,社会的进步带动了工程行业的发展,当前,我国大中型城市高层建筑日益增多,各建筑造型争奇斗艳,室内面积错综复杂,在给人民生活提供便利的同时也为密集人群的安全疏散及消防救援等问题提出了新的挑战。据统计,2019年全年共接报火灾23.3万起,亡1335人,伤837人,其中高层建筑发生火灾6974起,同比上升10.6%。高层建筑内人口密度较大,一旦发生火灾,楼内人员只能通过楼道及就近的安全出口进行疏散和逃生,然而高层建筑多在300m以上,逃生距离过长。此外火灾发生时会产生大量烟气,加之建筑结构内部复杂,消防人员对受困人员进行搜寻时常采用口头呼喊的方式,导致救援效率不高[2]。高层建筑内行人疏散逃生概率与个体的疏散逃生能力与消防人员救援能力息息相关。因此,在完善高层建筑内部消防设施及培养管理人员火灾应对能力的基础上,丰富我国民众个人的疏散技能,提高消防人员救援效率是当前亟待解决的现实问题。随着信息化技术的全面推广,通过相关设备进行人员信息的实时自主采集及室内监测定位技术的研究得到了消防部队与相关学者的高度关注。当前主要集中为物联网RFID技术、WIFI电测向定位、蓝牙定位及ZigBee等方法,然而上述方法中,对于人员精确位置的估计都存在一定缺陷,与以上室内定位技术相比,超宽带(UWB)作为一种新兴的无线通信技术,在无需正弦载波的前提下,可直接产生纳米级以下的窄脉冲激励天线。因此,文中通过结合UWB室内监测定位技术、互联网技术、智能视频系统,综合考虑大型商场火灾应急救援能力,建立一种智能应急救援系统的框架,为火灾受困人员如何自救提供新的思维方式及方法策略,也为消防救援队伍的高效工作提供全新的理论指导。
关键词:工程建筑;室内;定位技术
引言
当前,随着科技的发展,建筑高层楼宇拔地而起,越来越多的人更加关注对于企业的生产车间和办公区域的定位管理,在国内常规的定位技术有卫星(GPS、北斗)定位、WiFi定位、RFID定位、蓝牙定位等几种方式,这几种定位方式有什么不同,各有什么利弊。
1定位技术分为以下几种架构
1)主动式定位系统。必须由设备持有人主动发起,通过自行安装在相关设备(如手机、平板等)上的软件,且持续运行的情况下进行定位,适用于机场、火车站、办公室、智慧医院、博物馆、展览馆、游乐场等场所。2)被动式定位系统。通过给需要定位的人员、资产、车辆发放定位设备,网关接收到定位设备发送的数据通过后台算法进行定位的一种定位方法,适用于学生定位与考勤、养老院、工地、监狱、访客管理、资产管理等场所。3)主被动一体式定位系统。综合上面两种定位方式即可通过设备持有人通过安装相关的应用程序主动发起定位,又可通过对特定人员、设备等发放标签实现后台定位的一种综合定位系统,适用于化工厂、电厂、隧道工地、医院、物流仓储等。根据建筑楼宇实际需求分析,采用被动式定位系统。根据我司的实际情况,被动式定位比较适宜,主被动一体式定位不适合,人员主动性难于保证。如果采用主被动一体式定位,被动定位用于位置考勤,主动定位可以用于厂区导航。
2工程建筑的室内定位技术
2.1火灾监测报警系统
多传感器数据融合技术的火灾报警装置结合了多种微型传感器技术进行信息采集,基于无线通信技术、无线传感器技术、集成芯片等敏感性较高的设备,对火灾发生前产生的相关险兆如温度、烟气、热辐射信号因子进行全面收集、辨别并做出数据分析和相关决策工作,以达到预先判别火灾发生概率的效果。系统通过将不同的传感器在高层建筑空间的妥当预设分布并全面监测火灾态势,实现降低火灾风险的目的。
因此,在人员监测定位的智能疏散诱导与救援指示系统中,多传感器数据融合的火灾报警装置可较好的实现对火灾险情发生前的相关预兆进行监测并预警,是本系统的“眼睛”。
2.2蓝牙定位系统设计
部署:iBeacon信标部署方式:室内吸顶部署和地面平埋。发送蓝牙iBeacon广播包,默认发射频率500ms;内置950mAh锂亚电池;蓝牙4.0低功耗技术,续航1年~3年;胶贴式安装;固定于天花板、墙壁、柱子等区域;每6m~8m部署一个。接收定位标签信号,并上传数据到定位引擎服务器;支持IEEE802.3协议,支持BluetoothBLE4.0协议;Lora传输协议;适配器供电;网络传输:网络通过WiFi或POE接入。
2.3基于Wi-Fi指纹与惯性导航的室内定位技术
目前,基于位置指纹的室内定位算法主要分为离线建库阶段和在线定位阶段。在离线阶段,首先在定位区域内布置若干无线接入点,并选定参考点。研究人员需要持采集装置依次在每个RP点采集各个从各AP广播信号的接收的信号强度,组成该RP的位置指纹,最后将各RP的位置坐标和位置指纹建成数据库。在线定位时,定位人员持采集装置在定位区域内移动,采集装置会实时采集当前位置坐标下收到的各AP广播的RSS,即当前位置的位置指纹RSSIx。只需要采用某种匹配算法将RSSIx与位置指纹库中的数据进行匹配,即可得到定位人员的实时位置坐标(x,y)x。
2.4建筑工程测量方案制定中的应用
在建筑工程测量方案中,主要针对的是测量精准度的设计和编制、测量位置的设计和选择、测量时间点的设计和选择三方面。(1)在测量精准度设计和编制方面,要以国家相关的规定和标准规范为依据,要根据建筑工程所在地区的环境特点,利用GPS技术的控制网和接收机对相应的测量参数进行测量和设计,提升测量精准度设计和编制的有效性。(2)在测量位置设计和选择方面,要选择最佳的测量位置,避免各种因素的影响,例如,尽可能选择开阔地带,远离相应的电磁信号,有效降低障碍物和电磁信号的影响,确保测量位置选择的科学合理性;防止信号干扰等。(3)在设计和选择测量位置方面,要充分考虑GPS技术中卫星的分布情况,要优先选择GPS系统中卫星均匀分布的情况下开展测量,这样才能充分提高数据测量的准确度和强度。
结语
总而言之,定位系统通过集成智能消防报警子系统、密集人群监测的环境子系统、室内精确定位子系统结合建筑物空间拓扑结构,通过不同传感器采集数据,进行数据融合和决策输出,可实现根据火灾态势发展结合建筑出口、通道瓶颈、人群密度、人员位置等信息主动地向待疏散人员提供最优路径指示、向救援人员提供被困人员的准确位置信息,使受困人员主动避让火、烟和人群密集区,指引受困人员往其他相对安全的最近疏散出口进行分流疏散,全面提高疏散效率和救援成功率。从管理学角度出发,为我国相关火灾受困人员如何自救提供新的思维方式及方法策略,也为消防救援队伍的高效工作提供全新的理论指导。
参考文献
[1]中国应急管理部消防救援局.2019年全国火灾事故统计[EB/OL].https://www.119.gov.cn/article/3xBeEJjR54K.
[2]邢志祥,高文莉,诸德志.高层建筑火灾救援力量研究[J].中国安全生产科学技术,2012,8(8):35-40.
[3]尹强,佐磊,何怡刚.基于支持向量回归机的RFID室内定位研究[J].计算机工程与科学,2017,39(12):2340-2344.
[4]朱家松,程凯,周宝定.基于互补滤波融合WiFi和PDR的行人室内定位[J].测绘通报,2019(5):12-15.