火灾发生地方向高层建筑和超高层建筑转移。为实现火灾预警及协同消防员作业的目的，提出一种新型消防系统，提高消防救援效率。该项目用到飞行器程控、BIM等技术，并讨论两者结合用于建筑物消防后的可行性。
新型消防系统关键技术研究
◎周瞭 韩万齐*高榕廷 糖果 张馨月 郭坤源
一、引言
城市化水平的不断提高，人口与人才密度大大提高，提供大空间、承载密集人群的高层建筑应运而生。与此同时，高楼带来的灾害不容忽视。高楼火灾事件充斥着新闻消息。此外，高楼火灾具有扑救难度大、火势扩展块和难扑救等特点，并且楼层结构复杂、人员密集，为救援增加了难度。近些年，高层建筑发生火灾占火灾事件很大比例。例如，2010年，上海余姚路胶州路一栋高层公寓起火，多人伤亡。很多火灾案例表明，各地区消防力度还不够，在原来基础上研究高效、高速的消防设施具有现实意义。
高层建筑物发生火灾后，为了便于救援，国内针对自动灭火系统的设计、消防电梯的设置、紧急避难所等方面进行了大量的工作，并取得了一定成果。除此之外，在室外火灾设备的研发上也取得了很大进展，比如消防车、消防飞机、消防机器人等用于协助消防救援。本文主要探讨一种室内消防救援系统，因为室内结构复杂且不易观察，我们借助BIM技术实现高层建筑物可视化，再结合四旋翼飞行器拍摄火灾现场，把火源、受困人员直观显示在BIM模型上，为消防员的搜救节省时间。以下便是该研究的关键技术内容。
二、BIM技术
BIM技术可以实现建信息的集成，从建筑的设计、施工、运行，各种信息始终整合于一个三维模型信息数据库中，方便项目管理人员及时获取所需的数据信息。BIM技术以其优越的仿真过程及信息处理能力，被广泛应用于建筑设计、工程管理等领域中。然而，当前学者较少将BIM技术应用于高层建筑的消防救援。本文将应用该技术对高层建筑的内部结构、探测器的布置等进行模拟，从而加快高层建筑的消防救援。
1.BIM技术的特点。BIM技术主要有四个特点：①模型信息的关联性。BIM模型的关联性构建和自动化统计特性，能够实现对构件及数据的自动调整，减少不必要的人为疏忽。②模型信息的一致性。模型中多个对象共同工作，具备一致性。③模型的可视化。借助BIM技术，应用人员能够对建筑的立体实物予以展示，包括建筑外形、内部构造，从而使得建筑使用者及管理者能够真实贯彻建筑结构自身特征。④模型的模拟性。由于BIM模型能够更加真实地展示显示情况，因此可借助该技术对建筑的口照、风管、建筑内部紧急疏散、建筑节能设计等进行模拟。
2.飞行器路径的设计。在四旋翼飞行器飞行过程中，需要估计飞行器航行过程中飞行的位置和姿态，利用机器视觉解决该问题是目前常用的一种做法。科研人员一般研究理论为：根据图像信息分别提取相邻帧的图像角点特征，求解图像配准关系，应用单应性矩阵分解估计得到两个位置间的相对位姿，通过调整四旋翼飞行器的姿态从而实现飞行器的控制。
2.建立模型。以建筑物设计图纸为基础，利用Autodesk、Revit等软件建立BIM三维模型，研究涉及到的族文件主要是由软件样板文件、自建族文件、网络查询、付费购买等获得，最终形成所需的BIM建筑模型，为之后的消防安全管理研究做准备。将建筑信息与消防设施信息与相关系统等内容结合，构成4D模型。利用数据化方式将管理模型转换成模型数据，通过在三维几何数据的基础上添加消防安全管理的相关数据信息，从而集成四维数据，拓展BIM模型的维度。在录入消防安全管理数据信息时，遵循统一沿用的IFC标准，将管理信息转换成数据信息关联到建筑BIM模型对应图元中，从而形成BIM模型平台上的数据层、模型层和应用层关联的整体模型。
三、飞行器
3.系统搭建。首先在建筑物内根据建筑物的功能安装合适的探测器、传感器和信号接收装置，再根据建筑物内的路线，制定好飞行器自主飞行的程序，一栋大楼内配置若干台飞行器，飞行器安装信号发射装置。火灾发生前，烟感、温感探测器感知火灾的发生，通过三维模型显示是哪个探测器感知出的火灾；此时，飞行器出动，按预先设定好的路线飞行巡视，发现火灾及时发出警报，指示发生火灾位置，起到安保的作用。火势扩大后，飞行器绕着预先设置的路线飞行，搜索被困人员，探测出被困人员的具体位置后，通过传感器将其被困点坐标显示在三维建筑模型上，节约了消防员到达现场后自行探测的时间，大大提高了救援的成功率。
1.飞行器的飞行控制方法。程序流程如图1所示，可以完成飞行器定高循迹飞行与悬停。飞行器运行过程是非线性的，对于飞行器来说，通过第二牛顿定理运算三个方向偏转角，并用欧拉方程计算角度运动方程，得到飞行器总运动方程。
图1飞行器程控流程图
（2）检查通报：重庆市婚管中心每月不定期对项目单位进行检查和电话抽查，以了解项目实施情况。同时对于实施情况不符合要求的项目单位，提出限期整改、缓拨经费、减少经费、暂停项目或终止项目的处理意见。重庆市婚管中心每两月对项目单位进行项目错情通报，一方面对项目实施中出现的错情进行通报批评，并依据扣分规则对终期评估进行扣分，另一方面也要对各项目单位实施效果进行排名，连续两次排名在后3名的项目单位，将扣除项目总经费1%。
四旋翼飞行器的飞行姿态系统由三轴陀螺仪、三轴加速器和三轴磁力计组成。飞行器在飞行过程中是非线性的，对于飞行器来说，通过第二牛顿定理运算三个方向运动方程，采用欧拉方程计算角度运动方程，包括高度-偏航、前向-俯仰角和侧向-翻滚角，主控制器将姿态系统测得的数据进行解算得到当前姿态，数据简化后带入到PID算法，以实现飞行器姿态的控制。
四、总结
近年来，四旋翼飞行器、BIM技术研究与优化工作一直是大学的热门话题。本文对高层建筑物消防安全与火灾预警问题进行了详细的分析与讨论。本文结合四旋翼飞行器和BIM技术研究一种新型火灾救援方法，重点研究了BIM技术的主要特点，BIM建模方法，以及飞行器控制方法，并搭建了新型消防系统。通过研究表明，该种方法大大提高了消防员的工作效率与准确度，有效的提高救援效率。
会议首先宣布了《关于表彰2018年员工职业技能大赛优胜单位、优秀选手和相关人员的通报》，现场为获得各专业一、二等奖的选手和团体奖第一名的单位及参加上级大赛的选手进行了颁奖。
2015年，在内部信息流程已趋完善之时，医院班子将患者服务的端口移至手机，例如，利用微信和支付宝等手段让患者少跑路，更便捷。移动支付、信用消费、大数据、人工智能等手段，先后被融于大医二院“未来医院”的建设日程中。
（作者单位：吉林建筑大学电气与计算机学院）
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