基于BIM的动态逃生路径算法在非居建筑中的应用.pdf

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1、消防管理硗究基于BIM的动态逃生路径算法在非居建筑中的应用王晓峰，顾万里，陆骁毅，刘莉。(1．国网上海市电力公司经济技术研究院，上海200002；2．上海秉科建筑设计咨询有限公司，上海200000)摘要：利用BIM中的信息建立非居建筑特征数据模型。式，当走廊转弯、十字交叉、T字交叉等时，将走廊所代表介绍最短枝桠发芽算法，演示将其应用于动态逃生路径算法时的直线断开形成新的直线段。如图l所示，在简化后的的计算步骤。以上海某电力工程项目为例，使用最短枝桠发芽平面图中，原本的3’条走廊被8条直线段代替，原本的

2、走算法实时计算非居建筑最佳的三维逃生路径。该算法能够快廊在每个端点、拐角、交点都被截断，形成新的直线段。速、有效地选择最优逃生路径，为灾害时设施内的人员争取更多的疏散时间。关键词：BIM；三维逃生路径；实时逃生路径选择；最短枝桠发芽算法中图分类号：X913．4。TU998．1文献标志码：B文章编号：1009—0029(2014)05—0576—04非居建筑如办公楼、医院、政府机构、公用设施等，往图1简化成直线的走廊平面图往有长长的走道，这些走道甚至可能在建筑中纵横交错，走廊直线段的数据可以分成2部分：

3、端点数据和线一旦这些建筑发生火警等灾害情况时，人员往往无法快段数据。为了能更快地计算出逃生路径，将从BIM中获速找到逃离路径。如何在发生火灾等事故时，及时根据取的数据重新整理为特殊的特征模型数据存放在数据库火灾的情况产生一套非居建筑逃生的路线预案成了诚待中。其中，端点数据在数据库中的结构如表1所示。解决的问题。表1端点数据BIM(BuildingInformationModeling)是“建筑信息名称类型说明模型”的简称，将一个工程建设项目在整个生命周期内的IDInt自动编号ID号所有集合特性、功能要

4、求和构件性能信息等综合到单一XDouble点位的x值的模型中。利用BIM信息可以获得设施内所有构件包YDouble点位的y值ZDouble点位的z值括建筑、电气、消防等的物理位置信息。而线段数据在数据库中的结构如表2所示。笔者利用BIM中现有的构件物理信息，结合消防设表2线段数据备的实时状态，建立建筑的三维特征模型，并研究适用于名称类型说明这类特征模型的最短逃生路径的算法。Ⅱ)Int自动编号ID号目前最短路径常见的算法有很多种，典型的有Dijk—P1Int第一点的ID号stra算法、SPFA算法、Fl

5、oyd—Warshall算法等。这些P2Int第二点的ID号算法有些效率比较低、有些非常复杂，无法灵活地运用到LDouble线段的长度实际项目中；有些只能寻找单源的最短距离，而非居建筑1．1．2房间门位置一般存在多个安全出口。因此，笔者基于非居建筑的特由于非居建筑中，尤其是地下建筑中，窗户基本不能点，借鉴Dijkstra算法作了改进，创建了最短枝桠发芽算作为逃生使用，所以房间门几乎是非居建筑中逃离房间法来寻找最短路径。该算法沿袭了Dijkstra算法的遍历的唯一通道。房间门面对走廊，因此可以在建筑的模

6、型节点的方法，但是又与Dijkstra算法不同，无需遍历所有中将房间门简化成直线段上的点，如图2所示。节点，平均只需遍历一半的节点就能找出最短的路径。／、、1非居建筑特征数据模型的建立1．1建筑数据模型1．1．1走廊位置考虑到非居建筑内，一般走廊不会太宽，而且弧线形态可以用分段直线替代，可以将走廊简化成直线段数据。并且为了简化之后模型的计算和逃生路径图的绘制方图2门被转换成线段上的点576FireScienceandTechnology，May2014，Vol33，No．5房间门的位置数据在数据库中的

7、结构如表3所示。动态的数据参数是动态逃生路径计算的关键。可以直接表3门的位置数据将Alarm参数理解为走廊上该点是否火灾的标志。名称类型说明建筑数据和消防数据结合在一起就构成了整个动态IDInt自动编号ID号逃生路径计算的数据模型。LineInt所属的线段ID2最短枝桠发芽算法IDouble距线段第一点的距离所谓最短枝桠发芽算法，就是首先创建一个临时表，1．1．3出口位置该表记录了所有节点到起点的最短距离，默认都是无穷出口的位置可能会在走廊尽头，也可能出现在走廊大(起点本身为0)。然后从起点开始，往临

8、近点进行创建中间。当出口的位置出现在走廊中间时，为了简化算法，树操作(发芽)，记录临近点到起点的距离，并在临时表中将该走廊在出口的位置截断，形成两条走廊，这样等同于记录该距离。出口在这两条走廊的尽头，如图3所示。接着找出最短距离的树枝端点，并往该端点的临近点进行创建树操作，记录这些临近点到起点的距离，并和记录表中的相应的节点距离进行比较，如果比表中的距离小，则更新表中的数值，代表发芽成功，如果比表中的距离大，则在树中把该节点标记为死亡，代表发芽失败。以此