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随着经济的发展,建筑技术的进步和城市化趋势导致了城市土地使用量剧增,造成城市建筑高层化发展,一旦发生火灾,容易造成人员伤亡和财产损失。而且超大空间和超高建筑的不断涌现,进一步加剧了火灾等突发状况下人员疏散逃生和消防应急救援的难度。为了及时应对突发事件和减少人员伤亡,迫切需要建立智慧消防应急服务平台,实现对人员有序指挥,有效的组织人员疏散逃生和消防救援。建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)不仅提供实时明确的信息,而且提供三维空间可视化帮助用户了解火灾现场,可以有效解决智慧消防应急服务平台中缺乏及时明确的火灾现场信息问题,因此BIM技术逐渐应用于智慧消防应急服务平台研究。目前已有一些基于BIM的智慧消防应急服务平台研究,但在应急逃生和救援中,多利用BIM模型进行火灾蔓延模拟进而实现火灾渲染可视化,或利用人员实时位置信息进行实时路径规划,缺少利用火灾蔓延信息预测逃生和救援路径,无法根据火灾蔓延变化提前规避风险,容易在逃生和救援过程中造成局部路径迂回。而且在可视化指挥过程中可视化形式单一,难以实现视角切换。因此本文利用BIM技术进行智慧消防应急服务平台快速逃生和救援,以及高效指挥,能够解决路径迂回和可视化单一问题。本文所做出的工作如下所示:(1)通过分析智慧消防应急服务平台的具体需求,设计并实现了智慧消防应急服务平台。平台核心功能模块为消防应急模块,主要包括实时信息集成、火灾蔓延模拟和消防应急行动模块,其中实时信息集成和火灾蔓延模拟模块为消防应急行动提供数据支持,通过消防应急行动的逃生导航、救援行动和可视化指挥模块,实现消防应急快速逃生和救援,以及有效可视化指挥。(2)针对目前疏散逃生过程中缺少预测性和多人逃生问题,利用BIM设计了动态逃生路径规划方法。该方法利用BIM模型进行实时信息集成和火灾蔓延模拟,针对单人和多人逃生情况利用Dijkstra算法动态预测逃生路径,并对多人逃生拥堵情况进行预测和疏散处理。最后通过具体实例对比,该方法缩短了逃生时间。(3)针对目前消防救援过程中缺少预测性和多点救援问题,利用BIM设计了动态救援路径规划方法。该方法利用BIM模型进行实时信息集成和火灾蔓延模拟,针对单点和多点救援情况进行设计,单点救援情况下,救援人员尚未到达火灾现场时,动态预测最佳救援入口;当救援人员到达火灾现场时,动态预测最佳救援路径。多点救援情况利用任务分配机制,合理分配救援任务。最后通过具体实验对比表明,该方法避免了路径迂回问题,提高了消防应急救援效率。(4)针对目前可视化指挥过程中可视化单一问题,利用BIM可视化的特点,设计了二三维联动可视化方法。该方法针对建筑工程数据交换标准(Idustry Foundation Classes,IFC),通过统一ID对存储BIM信息的IFC文件进行解析,然后利用统一ID映射和中心点坐标相结合的联动方法,实现BIM模型二三维可视化联动,利用具体实例证明了方法的有效性。