[发明专利]一种基于数字孪生技术的火灾现场坍塌风险预警方法

权利要求书

1.一种基于数字孪生技术的火灾现场坍塌风险预警方法，其特征在于，

S100、获取火灾现场建筑物环境信息，根据火灾现场建筑物环境信息建立火灾现场建筑环境数字孪生模型，其中火灾现场建筑物环境信息包括：燃烧区域楼板厚度信息、燃烧区域楼板温度分布信息、燃烧区域楼板上物品重量信息、燃烧区域楼板上物品位置信息和燃烧区域楼板上物品与楼板接触轮廓信息；

S200、根据燃烧区域楼板温度分布信息确定坍塌初始轮廓；

S300、根据燃烧区域楼板上物品与楼板接触轮廓信息、燃烧区域楼板上物品位置信息确定附加坍塌轮廓；

S400、根据燃烧区域楼板厚度信息和燃烧区域楼板上物品重量信息确定坍塌风险等级；

S500、根据附加坍塌轮廓与坍塌初始轮廓确定预测坍塌轮廓；

S600、实时获取消防人员位置信息，当消防人员位置与预测坍塌轮廓重合时，及时向消防人员发送预测坍塌轮廓信息以及坍塌风险等级进而实现坍塌风险预警；

所述获取火灾现场建筑物环境信息，根据火灾现场建筑物环境信息建立火灾现场建筑环境数字孪生模型的方法为：

建立建筑物数字孪生模型数据库，火灾发生时调取起火建筑物的数字孪生模型；

通过红外热像仪获取楼板温度分布图像信息，根据楼板温度分布图像信息，获取燃烧区域位置信息；

根据燃烧区域位置信息获取燃烧区域楼板厚度信息；

通过摄像头获取燃烧区域物品图像信息，根据燃烧区域物品图像信息获取燃烧区域物品与楼板接触轮廓；

将燃烧区域物品图像信息与物品管理系统中的物品图像进行对比，获取燃烧区域物品重量信息；

将温度分布图像、燃烧区域物品重量信息和燃烧区域物品与楼板接触轮廓信息输入起火建筑物的数字孪生模型；

根据燃烧区域楼板温度分布信息确定坍塌初始轮廓的方法为：

获取火灾现场建筑物建筑楼板材质信息；

根据火灾现场建筑物建筑楼板材质信息设定温度阈值；

获取温度分布图像上不小于温度阈值的温度点，将相邻的温度点连线获取阈值温度区域，阈值温度区域边线所构成的轮廓为坍塌初始轮廓；

所述根据燃烧区域楼板上物品与楼板接触轮廓信息、燃烧区域楼板上物品位置信息确定附加坍塌轮廓的方法为：

判断燃烧区域接触轮廓与坍塌初始轮廓是否发生重叠，当发生重叠，燃烧区域接触轮廓与坍塌初始轮廓非重叠部分为附加坍塌轮廓；

所述根据燃烧区域楼板厚度信息和燃烧区域楼板上物品重量信息确定坍塌风险等级的方法为：

根据火灾现场建筑物建筑楼板材质信息、燃烧区域楼板温度信息和燃烧区域楼板厚度信息计算出燃烧区域楼板单位面积承重量为M₀；

计算出预测坍塌轮廓内的燃烧区域楼板上物品重量的总和为M₁单位为：kg；

根据公式：S/H(1+M₁/S*M₀)=α;

其中，H为楼板厚度、S为预测坍塌轮廓面积、α为风险系数；

α数值越大坍塌风险等级越高；

所述根据火灾现场建筑物建筑楼板材质信息、燃烧区域楼板温度信息和燃烧区域楼板厚度信息计算出燃烧区域楼板单位面积承重量M₀的方法为：

通过收集多次实验建筑物楼板不同材质耐火承重实验，建立建筑物楼板承重能力数据库，建筑物楼板承重能力数据库至少包括：建筑楼板材质信息、单位面积承重信息、楼板厚度信息和楼板温度信息；

通过多次实验获取在不同建筑楼板材质信息、不同楼板厚度信息和不同楼板温度信息条件下单位面积楼板的极限坍塌承重信息，即建筑物楼板单位面积承重量M₀。

2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的火灾现场坍塌风险预警方法，其特征在于，实时获取消防人员位置信息的方式为：

根据消防人员佩戴的定位装置，获取消防人员在火灾现场建筑物的位置，在起火建筑物的数字孪生模型中标定的消防人员位置。