建筑物發(fā)生火災(zāi)時(shí),建筑物復(fù)雜的內(nèi)部環(huán)境以及火災(zāi)的實(shí)時(shí)蔓延會(huì)給參與室內(nèi)救援工作的消防員帶來隱患甚至生命危險(xiǎn)。為提高消防員建筑火災(zāi)室內(nèi)救援效率,文章提出了基于BIM技術(shù)和元胞自動(dòng)機(jī)的消防員救援路徑動(dòng)態(tài)規(guī)劃系統(tǒng)。該系統(tǒng)中,創(chuàng)新性將BIM建筑模型與元胞自動(dòng)機(jī)有機(jī)結(jié)合,建立了一種新型元胞自動(dòng)機(jī)路徑規(guī)劃智慧模型,該模型利用場(chǎng)景分層和碰撞檢測(cè)的方法自動(dòng)識(shí)別建筑物的各種構(gòu)件和內(nèi)部環(huán)境,具有很高的智能性和普適性;在火場(chǎng)中添加動(dòng)態(tài)障礙物模型和隨機(jī)災(zāi)變火模型,并利用實(shí)時(shí)檢測(cè)方法研究真實(shí)火場(chǎng)的動(dòng)態(tài)性對(duì)消防員救援路徑的實(shí)時(shí)影響,使消防員科學(xué)、高效地避開靜態(tài)、動(dòng)態(tài)障礙物并安全完成救援。使用該系統(tǒng)對(duì)一座單層大空間體育館進(jìn)行實(shí)例模擬,驗(yàn)證了該系統(tǒng)的適用性,為制定建筑火災(zāi)消防救援策略、實(shí)現(xiàn)高效精準(zhǔn)救援以及智慧消防提供技術(shù)支持。 

【文章來源】：土木工程學(xué)報(bào). 2020,53(08)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

Moore型鄰居

(1) Grid腳本。網(wǎng)格劃分腳本,主要功能是實(shí)現(xiàn)疏散網(wǎng)格的自動(dòng)劃分并存儲(chǔ)每個(gè)網(wǎng)格的信息。該腳本將整個(gè)火場(chǎng)中的模型分為Ground層和Obstacle層。其中,Ground層主要包含樓板等消防員可行走的疏散平面;Obstacle層主要包含柱、墻、障礙物以及火等阻礙消防員前進(jìn)的物體。該腳本在疏散平面上每隔0.4m布置一個(gè)節(jié)點(diǎn),在每個(gè)節(jié)點(diǎn)處同時(shí)向上發(fā)射一束無(wú)形的Ray(射線)。當(dāng)檢測(cè)到Ray與Ground層的物體發(fā)生碰撞,則以該節(jié)點(diǎn)為中心繪制一個(gè)尺寸為0.4m×0.4m、顏色為藍(lán)色的網(wǎng)格,這些網(wǎng)格為安全網(wǎng)格,即可通行網(wǎng)格;當(dāng)檢測(cè)到Ray同時(shí)與Ground層和Obstacle層發(fā)生碰撞時(shí),則以該節(jié)點(diǎn)為中心繪制一個(gè)尺寸為0.4m×0.4m、顏色為紅色的網(wǎng)格,這些網(wǎng)格為危險(xiǎn)網(wǎng)格,即不可通行網(wǎng)格。網(wǎng)格劃分結(jié)果如圖2所示。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都存儲(chǔ)著其所在網(wǎng)格的位置信息和狀態(tài)信息,為后續(xù)路徑規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)提供數(shù)據(jù)支撐。(2) PathPlan腳本。路徑規(guī)劃腳本,主要功能是規(guī)劃消防員的救援路徑。該腳本主要由兩部分組成:①通過List<Node>.Add方法將每一時(shí)間步中消防員的目標(biāo)鄰居元胞(吸引力最大的鄰居元胞)存放在 List <Node>PathNode列表中;②通過NodeMove方法控制消防員向目標(biāo)鄰居元胞移動(dòng)。

由于Revit和Unity 3D兩軟件并不完全兼容,因此若將BIM建筑模型(圖3(a))直接導(dǎo)入U(xiǎn)nity 3D中會(huì)造成模型材質(zhì)、貼圖等特性的丟失,如圖3(b)所示。為解決該問題,本文將BIM建筑模型導(dǎo)入3D Max對(duì)其重新賦予材質(zhì)和貼圖后再導(dǎo)入U(xiǎn)nity 3D中,最終導(dǎo)入到Unity 3D中的建筑模型效果如圖3(c)所示。在建筑物內(nèi)添加消防員模型、火模型以及障礙物模型等場(chǎng)景模型。各模型詳細(xì)描述如下:

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3094962