火场蔓延区域仿真系统、火场蔓延区域确定方法及设备与流程

1.本发明涉及计算机技术领域，特别涉及一种火场蔓延区域仿真系统、火场蔓延区域确定方法及设备。


背景技术：

2.火场蔓延分析一直是全世界火场救灾的难点课题之一。基于不同的假设条件，研究人员提出了各种蔓延模型。传统以点阵栅格的方式计算火场蔓延，遍历栅格按照时间长度标记其蔓延的栅格，最后形成时间长度的蔓延区域。该方法对内存和cpu资源依赖较大，计算量大，计算时间较长，且对火场边缘的描述精度依赖于栅格尺寸大小。
3.因此，如何高效、准确地对火场蔓延区域进行模拟仿真是本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种火场蔓延区域仿真系统、火场蔓延区域确定方法及设备，能够高效、准确对火场蔓延区域进行模拟仿真。其具体方案如下：
5.本技术的第一方面提供了一种火场蔓延区域仿真系统，包括：
6.输入接口，用于将当前火场的初始覆盖区域输入至火场蔓延区域仿真系统；其中，所述初始覆盖区域为由不同点火源构成的凸多边形区域；
7.仿真器，用于利用预先构建的椭圆模型确定与所述初始覆盖区域对应的所述凸多边形区域每个顶点的所述点火源的第一蔓延区域，并对每两个相邻顶点的所述点火源组成的线火源的第二蔓延区域进行仿真计算，以基于所述第一蔓延区域及所述第二蔓延区域确定出当前火场在预设时间后的最终覆盖区域；其中，所述椭圆模型将火场中每个所述点火源的所述第一蔓延区域映射为椭圆形；
8.输出接口，用于将所述最终覆盖区域输出至所述火场蔓延区域仿真系统的人工交互界面进行显示。
9.可选的，所述输入接口包括第一输入接口，用于将当前火场与所述初始覆盖区域对应的所述凸多边形区域每个顶点的所述点火源在墨卡托坐标系下的坐标输入至所述火场蔓延区域仿真系统；
10.其中，所述火场蔓延区域仿真系统还包括第二输入接口，用于将所述椭圆模型中表征当前火场的环境因素的模型参数输入至所述火场蔓延区域仿真系统，以便利用输入的所述模型参数构建所述椭圆模型。
11.可选的，所述模型参数包括椭圆长轴、椭圆短轴及椭圆长轴与水平方向的方向角；
12.相应的，所述利用输入的所述模型参数构建所述椭圆模型，包括：
13.从所述初始覆盖区域中任意选取一个顶点作为基准点，并将所述墨卡托坐标系旋转所述方向角角度后进行平移使得所述基准点与基准坐标系下标准椭圆的左焦点重合，以构建与所述墨卡托坐标系对应的所述基准坐标系；
14.将通过所述第一输入接口输入的所述墨卡托坐标系下的坐标转换为所述基准坐标系下的坐标，以得到所述椭圆模型。
15.可选的，所述确定与所述初始覆盖区域对应的所述凸多边形区域每个顶点的所述点火源的第一蔓延区域，包括：
16.在所述基准坐标系下构建与每个顶点的所述点火源对应的具有所述椭圆长轴、所述椭圆短轴且以该所述点火源为左焦点的所述第一蔓延区域。
17.可选的，所述对每两个相邻顶点的所述点火源组成的线火源的第二蔓延区域进行仿真计算，包括：
18.在所述基准坐标系下确定每两个相邻顶点的所述点火源组成的所述线火源的直线段及与所述直线段平行且与两个所述点火源的所述第一蔓延区域均相切的切线段，以仿真计算得到每条所述直线段与对应的所述切线段之间的所述第二蔓延区域。
19.可选的，所述基于所述第一蔓延区域及所述第二蔓延区域确定出当前火场在预设时间后的最终覆盖区域，包括：
20.将所述第一蔓延区域的椭圆弧边界及所述第二蔓延区域的线段边界组成的封闭区域确定为当前火场在预设时间后的所述最终覆盖区域。
21.可选的，所述火场蔓延区域仿真系统，还包括：
22.线段逼近模块，用于通过线段逼近的方法分别确定出与所述最终覆盖区域中每个所述椭圆弧边界对应的逼近线段集合，并将所述逼近线段集合中的线段及所述第二蔓延区域的线段边界组成的封闭区域确定为改进后的所述最终覆盖区域。
23.可选的，所述火场蔓延区域仿真系统，还包括：
24.坐标还原模块，用于将所述基准坐标系平移后旋转所述方向角角度使所述基准坐标系转换为所述墨卡托坐标系，以将所述基准坐标系下的坐标转换为所述墨卡托坐标系下的坐标；
25.相应的，所述输出接口，还用于将坐标转换后的所述最终覆盖区域输出至所述火场蔓延区域仿真系统的人工交互界面进行显示。
26.本技术的第二方面提供了一种火场蔓延区域确定方法，应用于前述火场蔓延区域仿真系统，包括：
27.将当前火场的初始覆盖区域输入至火场蔓延区域仿真系统；其中，所述初始覆盖区域为由不同点火源构成的凸多边形区域；
28.利用所述火场蔓延区域仿真系统中预先构建的椭圆模型确定与所述初始覆盖区域对应的所述凸多边形区域每个顶点的所述点火源的第一蔓延区域，并对每两个相邻顶点的所述点火源组成的线火源的第二蔓延区域进行仿真计算，以基于所述第一蔓延区域及所述第二蔓延区域确定出当前火场在预设时间后的最终覆盖区域；其中，所述椭圆模型将火场中每个所述点火源的所述第一蔓延区域映射为椭圆形；
29.将所述最终覆盖区域输出至所述火场蔓延区域仿真系统的人工交互界面进行显示。
30.本技术的第三方面提供了一种电子设备，所述电子设备包括处理器和存储器；其中所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序由所述处理器加载并执行以实现前述火场蔓延区域确定方法。
31.本技术中的火场蔓延区域仿真系统包括输入接口、仿真器和输出接口。首先，所述输入接口用于将当前火场的初始覆盖区域输入至火场蔓延区域仿真系统；其中，所述初始覆盖区域为由不同点火源构成的凸多边形区域。其次，所述仿真器用于利用预先构建的椭圆模型确定与所述初始覆盖区域对应的所述凸多边形区域每个顶点的所述点火源的第一蔓延区域，并对每两个相邻顶点的所述点火源组成的线火源的第二蔓延区域进行仿真计算，以基于所述第一蔓延区域及所述第二蔓延区域确定出当前火场在预设时间后的最终覆盖区域；其中，所述椭圆模型将火场中每个所述点火源的所述第一蔓延区域映射为椭圆形；最后，所述输出接口用于将所述最终覆盖区域输出至所述火场蔓延区域仿真系统的人工交互界面进行显示。可见，本技术利用将蔓延区域设定为椭圆形的仿真器对输入接口输入的当前火场的初始覆盖区域分别进行点火源和线火源层面上的仿真计算，从而在面火源层面确定出最终覆盖区域，能够高效、准确对火场蔓延区域进行模拟仿真。基于此，本技术还相应提供一种火场蔓延区域确定方法及设备，能够达到相同的技术效果，在此不进行赘述。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
33.图1为本技术提供的一种火场蔓延区域仿真系统架构图；
34.图2为本技术提供的一种点火源的椭圆形蔓延区域示意图；
35.图3为本技术提供的一种水平线火源蔓延区域示意图；
36.图4为本技术提供的一种非水平线火源蔓延区域示意图；
37.图5为本技术提供的一种面火源蔓延区域示意图；
38.图6为本技术提供的一种椭圆弧线段逼近示意图；
39.图7为本技术提供的一种最终蔓延区域示意图；
40.图8为本技术提供的一种火场蔓延区域确定方法流程图；
41.图9为本技术提供的一种火场蔓延区域确定电子设备结构图。
具体实施方式
42.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
43.现有以点阵栅格的方式计算火场蔓延对内存和cpu资源依赖较大，计算量大，计算时间较长，且对火场边缘的描述精度依赖于栅格尺寸大小。针对上述技术缺陷，本技术提供一种火场蔓延区域仿真系统及火场蔓延区域确定方案，能够高效、准确对火场蔓延区域进行模拟仿真。
44.图1为本技术实施例提供的一种火场蔓延区域仿真系统架构图。参见图1所示，该火场蔓延区域仿真系统包括输入接口01、仿真器02和输出接口03，具体的：
45.输入接口01，用于将当前火场的初始覆盖区域输入至火场蔓延区域仿真系统；其中，所述初始覆盖区域为由不同点火源构成的凸多边形区域。仿真器02，用于利用预先构建的椭圆模型确定与所述初始覆盖区域对应的所述凸多边形区域每个顶点的所述点火源的第一蔓延区域，并对每两个相邻顶点的所述点火源组成的线火源的第二蔓延区域进行仿真计算，以基于所述第一蔓延区域及所述第二蔓延区域确定出当前火场在预设时间后的最终覆盖区域；其中，所述椭圆模型将火场中每个所述点火源的所述第一蔓延区域映射为椭圆形。输出接口03，用于将所述最终覆盖区域输出至所述火场蔓延区域仿真系统的人工交互界面进行显示。
46.本实施例中，输入接口01具体包括第一输入接口和第二输入接口。一方面。所述第一输入接口用于将当前火场与所述初始覆盖区域对应的所述凸多边形区域每个顶点的所述点火源在墨卡托坐标系下的坐标输入至所述火场蔓延区域仿真系统。墨卡托坐标系也即墨卡托投影(mercator projection)下的坐标系，是一种等角的圆柱形地图投影法。在以此投影法绘制的地图上，经纬线于任何位置皆垂直相交，使世界地图可以绘制在一个长方形上。由于可显示任两点间的正确方位，航海用途的海图、航路图大都以此方式绘制。一般谷歌地图中的地址坐标采用该坐标系，本实施例也可从其他坐标系下获取所述初始覆盖区域，为了计算方便，后续按照对应的坐标系转系方法转换为标准坐标系即可。需要注意的是，本实施例为了确保输入数据可靠，将输入的所述初始覆盖区域统一抽象为凸多边形，明显的，本实施例也适用于其他不规则图形的模拟仿真。
47.另一方面，所述第二输入接口用于将所述椭圆模型中表征当前火场的环境因素的模型参数输入至所述火场蔓延区域仿真系统，以便利用输入的所述模型参数构建所述椭圆模型。所述模型参数包括椭圆长轴、椭圆短轴及椭圆长轴与水平方向的方向角。其中，所述椭圆长轴和所述椭圆短轴用来确定点火源蔓延的椭圆方程式。在此基础上进行坐标系的变换，首先从所述初始覆盖区域中任意选取一个顶点作为基准点，并将所述墨卡托坐标系旋转所述方向角角度后进行平移使得所述基准点与基准坐标系下标准椭圆的左焦点重合，以构建与所述墨卡托坐标系对应的所述基准坐标系。然后将通过所述第一输入接口输入的所述墨卡托坐标系下的坐标转换为所述基准坐标系下的坐标，以得到所述椭圆模型。假设椭圆模型为长轴l、短轴w、方角度θ，为了简化后续计算量，将原墨卡托坐标系旋转θ角度，即椭圆长轴方向为新坐标系x轴，并按照向量移动坐标系，使所述基准点与椭圆的左焦点重合，新的坐标称为所述基准坐标系。使用旋转矩阵和平移矩阵可计算得到多边形所有顶点在所述基准坐标系下的坐标。
48.在此基础上，所述仿真器02首先利用预先构建的椭圆模型确定与所述初始覆盖区域对应的所述凸多边形区域每个顶点的所述点火源的第一蔓延区域。也即在所述基准坐标系下构建与每个顶点的所述点火源对应的具有所述椭圆长轴、所述椭圆短轴且以该所述点火源为左焦点的所述第一蔓延区域。具体的，图2所述为所述点火源a的所述第一蔓延区域的边沿，所述基准坐标系下顶点a的蔓延区域的椭圆方程式为：
[0049][0050]
然后对每两个相邻顶点的所述点火源组成的线火源的第二蔓延区域进行仿真计
算。具体的，在所述基准坐标系下确定每两个相邻顶点的所述点火源组成的所述线火源的直线段及与所述直线段平行且与两个所述点火源的所述第一蔓延区域均相切的切线段，以仿真计算得到每条所述直线段与对应的所述切线段之间的所述第二蔓延区域。本实施例中，所述线火源的所述第二蔓延区域即为多个所述点火源蔓延区域的叠加。如图3所示，当线火源ab斜率为0，即与长轴平行时最简单，点c、d、e、f为椭圆与斜率为0的切线的切点，线段cd、ef为所述第二蔓延区域的两个边。但一般来说，线火源ab与椭圆长轴存在一定夹角，此时的蔓延区域如图4所示。点c、d、e、f为椭圆与斜率为k(k为直线ab的斜率)的切线的切点，线段cd、ef为所述第二蔓延区域的两个边。该种情况下，直线ab可根据所述基准坐标系的坐标计算出方程式如下：
[0051]
y＝k*x+c0ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0052]
由方程(1)计算椭圆方程的一阶导数方程：
[0053]
dy/dx＝-(w2*x)/(l2*y)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0054]
直线cd、ef与线火源ab平行，且与椭圆相切。
[0055]
当ab与长轴不垂直于时，设椭圆切线方程为：
[0056]
y＝k*x+c1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0057]
椭圆在切点的一阶导数等于k。故有方程：
[0058][0059]
由方程(1)、(5)计算得：
[0060][0061]
结合方程(5)、(6)得椭圆与斜率为k的直线的两个切点c、e的坐标通用计算式为：
[0062][0063]
当ab与长轴垂直时，切点c、e的坐标为(-l，0)、(l，0)，也即上述点c、e坐标通用计算式k
→
∞时的值。
[0064]
向量和相同，向量和相同，故切点d坐标可由点a、b、c坐标计算，切点f坐标由点a、b、e坐标计算。至此，可得出线火源蔓延的边线顶点c、d、e、f的坐标，与弧ce、弧fd共同组成线火源蔓延区域结果。
[0065]
最后，基于所述第一蔓延区域及所述第二蔓延区域确定出当前火场在预设时间后的最终覆盖区域。也即将所述第一蔓延区域的椭圆弧边界及所述第二蔓延区域的线段边界组成的封闭区域确定为当前火场在预设时间后的所述最终覆盖区域。为方便椭圆弧描述，所述火场蔓延区域仿真系统还可以包括线段逼近模块，用于通过线段逼近的方法分别确定出与所述最终覆盖区域中每个所述椭圆弧边界对应的逼近线段集合，并将所述逼近线段集合中的线段及所述第二蔓延区域的线段边界组成的封闭区域确定为改进后的所述最终覆盖区域。本实施例以图5所示三角形面火源为例，根据线火源蔓延算法确定面火源abc的蔓延区域的边顶点e、d、e、f、g、h、i的坐标。如图6所示将弧ef、弧gh、弧ie进行线段逼近。以弧
df为例，可计算切点m，经m的切线与直线df平行。连接线段dm、mf，线段dm、mf即弧df的逼近线段集。为增加椭圆弧的逼近精度，可根据需要进一步线段逼近弧dm和弧mf。进一步的，图7中弧gh的逼近线段集为线段gn、nh，弧ie的逼近线段集为线段io、oe。则多边形dmfgnhioe为面abc的蔓延区域，也即所述最终覆盖区域。
[0066]
本实施例中，火场蔓延区域仿真系统还包括坐标还原模块，用于将所述基准坐标系平移后旋转所述方向角角度使所述基准坐标系转换为所述墨卡托坐标系，以将所述基准坐标系下的坐标转换为所述墨卡托坐标系下的坐标。相应的，所述输出接口，还用于将坐标转换后的所述最终覆盖区域输出至所述火场蔓延区域仿真系统的人工交互界面进行显示。由于计算中的坐标均为基准坐标系下的坐标，因此需要将多边形中的所有顶点先平移然后旋转-θ角度，即得到墨卡托坐标下的真实蔓延区域多边形坐标。然后将线段逼近的线段和切线计算的线段共同组成面火源的蔓延区域，输出为蔓延区域多边形坐标数组。
[0067]
可见，本技术实施例中的火场蔓延区域仿真系统包括输入接口、仿真器和输出接口。首先，所述输入接口用于将当前火场的初始覆盖区域输入至火场蔓延区域仿真系统；其中，所述初始覆盖区域为由不同点火源构成的凸多边形区域。其次，所述仿真器用于利用预先构建的椭圆模型确定与所述初始覆盖区域对应的所述凸多边形区域每个顶点的所述点火源的第一蔓延区域，并对每两个相邻顶点的所述点火源组成的线火源的第二蔓延区域进行仿真计算，以基于所述第一蔓延区域及所述第二蔓延区域确定出当前火场在预设时间后的最终覆盖区域；其中，所述椭圆模型将火场中每个所述点火源的所述第一蔓延区域映射为椭圆形；最后，所述输出接口用于将所述最终覆盖区域输出至所述火场蔓延区域仿真系统的人工交互界面进行显示。本技术实施例利用将蔓延区域设定为椭圆形的仿真器对输入接口输入的当前火场的初始覆盖区域分别进行点火源和线火源层面上的仿真计算，从而在面火源层面确定出最终覆盖区域，能够高效、准确对火场蔓延区域进行模拟仿真。
[0068]
图8为本技术实施例提供的一种火场蔓延区域确定方法流程图。参见图8所示，该火场蔓延区域确定方法应用于前述火场蔓延区域仿真系统，包括：
[0069]
s11：将当前火场的初始覆盖区域输入至火场蔓延区域仿真系统；其中，所述初始覆盖区域为由不同点火源构成的凸多边形区域。
[0070]
s12：利用所述火场蔓延区域仿真系统中预先构建的椭圆模型确定与所述初始覆盖区域对应的所述凸多边形区域每个顶点的所述点火源的第一蔓延区域，并对每两个相邻顶点的所述点火源组成的线火源的第二蔓延区域进行仿真计算，以基于所述第一蔓延区域及所述第二蔓延区域确定出当前火场在预设时间后的最终覆盖区域；其中，所述椭圆模型将火场中每个所述点火源的所述第一蔓延区域映射为椭圆形。
[0071]
s13：将所述最终覆盖区域输出至所述火场蔓延区域仿真系统的人工交互界面进行显示。
[0072]
本实施例中，先将当前火场的初始覆盖区域输入至火场蔓延区域仿真系统；其中，所述初始覆盖区域为由不同点火源构成的凸多边形区域；然后利用所述火场蔓延区域仿真系统中预先构建的椭圆模型确定与所述初始覆盖区域对应的所述凸多边形区域每个顶点的所述点火源的第一蔓延区域，并对每两个相邻顶点的所述点火源组成的线火源的第二蔓延区域进行仿真计算，以基于所述第一蔓延区域及所述第二蔓延区域确定出当前火场在预设时间后的最终覆盖区域；其中，所述椭圆模型将火场中每个所述点火源的所述第一蔓延
区域映射为椭圆形；最后将所述最终覆盖区域输出至所述火场蔓延区域仿真系统的人工交互界面进行显示。本技术实施例利用建立椭圆模型的仿真系统实时计算火场一定时间后的蔓延区域，也即能够在火场在不同方向上存在不同蔓延速度的情况下定量分析火场在一定时间后各个方向的覆盖区域，优化蔓延分析计算量，解决算法资源消耗大、运算时间长的问题。
[0073]
进一步的，本技术实施例还提供了一种电子设备。图9是根据一示例性实施例示出的电子设备20结构图，图中的内容不能认为是对本技术的使用范围的任何限制。
[0074]
图9为本技术实施例提供的一种电子设备20的结构示意图。该电子设备20，具体可以包括：至少一个处理器21、至少一个存储器22、电源23、通信接口24、输入输出接口25和通信总线26。其中，所述存储器22用于存储计算机程序，所述计算机程序由所述处理器21加载并执行，以实现前述任一实施例公开的火场蔓延区域确定方法中的相关步骤。
[0075]
本实施例中，电源23用于为电子设备20上的各硬件设备提供工作电压；通信接口24能够为电子设备20创建与外界设备之间的数据传输通道，其所遵循的通信协议是能够适用于本技术技术方案的任意通信协议，在此不对其进行具体限定；输入输出接口25，用于获取外界输入数据或向外界输出数据，其具体的接口类型可以根据具体应用需要进行选取，在此不进行具体限定。
[0076]
另外，存储器22作为资源存储的载体，可以是只读存储器、随机存储器、磁盘或者光盘等，其上所存储的资源可以包括操作系统221、计算机程序222及数据223等，存储方式可以是短暂存储或者永久存储。
[0077]
其中，操作系统221用于管理与控制电子设备20上的各硬件设备以及计算机程序222，以实现处理器21对存储器22中海量数据223的运算与处理，其可以是windows server、netware、unix、linux等。计算机程序222除了包括能够用于完成前述任一实施例公开的由电子设备20执行的火场蔓延区域确定方法的计算机程序之外，还可以进一步包括能够用于完成其他特定工作的计算机程序。数据223可以包括电子设备20收集到的初始覆盖区域坐标。
[0078]
进一步的，本技术实施例还公开了一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器加载并执行时，实现前述任一实施例公开的火场蔓延区域确定方法步骤。
[0079]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
[0080]
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
…”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0081]
以上对本发明所提供的火场蔓延区域仿真系统、火场蔓延区域确定方法及设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

技术特征：
1.一种火场蔓延区域仿真系统，其特征在于，包括：输入接口，用于将当前火场的初始覆盖区域输入至火场蔓延区域仿真系统；其中，所述初始覆盖区域为由不同点火源构成的凸多边形区域；仿真器，用于利用预先构建的椭圆模型确定与所述初始覆盖区域对应的所述凸多边形区域每个顶点的所述点火源的第一蔓延区域，并对每两个相邻顶点的所述点火源组成的线火源的第二蔓延区域进行仿真计算，以基于所述第一蔓延区域及所述第二蔓延区域确定出当前火场在预设时间后的最终覆盖区域；其中，所述椭圆模型将火场中每个所述点火源的所述第一蔓延区域映射为椭圆形；输出接口，用于将所述最终覆盖区域输出至所述火场蔓延区域仿真系统的人工交互界面进行显示。2.根据权利要求1所述的火场蔓延区域仿真系统，其特征在于，所述输入接口包括第一输入接口，用于将当前火场与所述初始覆盖区域对应的所述凸多边形区域每个顶点的所述点火源在墨卡托坐标系下的坐标输入至所述火场蔓延区域仿真系统；其中，所述火场蔓延区域仿真系统还包括第二输入接口，用于将所述椭圆模型中表征当前火场的环境因素的模型参数输入至所述火场蔓延区域仿真系统，以便利用输入的所述模型参数构建所述椭圆模型。3.根据权利要求2所述的火场蔓延区域仿真系统，其特征在于，所述模型参数包括椭圆长轴、椭圆短轴及椭圆长轴与水平方向的方向角；相应的，所述利用输入的所述模型参数构建所述椭圆模型，包括：从所述初始覆盖区域中任意选取一个顶点作为基准点，并将所述墨卡托坐标系旋转所述方向角角度后进行平移使得所述基准点与基准坐标系下标准椭圆的左焦点重合，以构建与所述墨卡托坐标系对应的所述基准坐标系；将通过所述第一输入接口输入的所述墨卡托坐标系下的坐标转换为所述基准坐标系下的坐标，以得到所述椭圆模型。4.根据权利要求3所述的火场蔓延区域仿真系统，其特征在于，所述确定与所述初始覆盖区域对应的所述凸多边形区域每个顶点的所述点火源的第一蔓延区域，包括：在所述基准坐标系下构建与每个顶点的所述点火源对应的具有所述椭圆长轴、所述椭圆短轴且以该所述点火源为左焦点的所述第一蔓延区域。5.根据权利要求4所述的火场蔓延区域仿真系统，其特征在于，所述对每两个相邻顶点的所述点火源组成的线火源的第二蔓延区域进行仿真计算，包括：在所述基准坐标系下确定每两个相邻顶点的所述点火源组成的所述线火源的直线段及与所述直线段平行且与两个所述点火源的所述第一蔓延区域均相切的切线段，以仿真计算得到每条所述直线段与对应的所述切线段之间的所述第二蔓延区域。6.根据权利要求5所述的火场蔓延区域仿真系统，其特征在于，所述基于所述第一蔓延区域及所述第二蔓延区域确定出当前火场在预设时间后的最终覆盖区域，包括：将所述第一蔓延区域的椭圆弧边界及所述第二蔓延区域的线段边界组成的封闭区域确定为当前火场在预设时间后的所述最终覆盖区域。7.根据权利要求6所述的火场蔓延区域仿真系统，其特征在于，还包括：线段逼近模块，用于通过线段逼近的方法分别确定出与所述最终覆盖区域中每个所述
椭圆弧边界对应的逼近线段集合，并将所述逼近线段集合中的线段及所述第二蔓延区域的线段边界组成的封闭区域确定为改进后的所述最终覆盖区域。8.根据权利要求3至7任一项所述的火场蔓延区域仿真系统，其特征在于，还包括：坐标还原模块，用于将所述基准坐标系平移后旋转所述方向角角度使所述基准坐标系转换为所述墨卡托坐标系，以将所述基准坐标系下的坐标转换为所述墨卡托坐标系下的坐标；相应的，所述输出接口，还用于将坐标转换后的所述最终覆盖区域输出至所述火场蔓延区域仿真系统的人工交互界面进行显示。9.一种火场蔓延区域确定方法，其特征在于，应用于权利要求1-8任一项所述的火场蔓延区域仿真系统，包括：将当前火场的初始覆盖区域输入至火场蔓延区域仿真系统；其中，所述初始覆盖区域为由不同点火源构成的凸多边形区域；利用所述火场蔓延区域仿真系统中预先构建的椭圆模型确定与所述初始覆盖区域对应的所述凸多边形区域每个顶点的所述点火源的第一蔓延区域，并对每两个相邻顶点的所述点火源组成的线火源的第二蔓延区域进行仿真计算，以基于所述第一蔓延区域及所述第二蔓延区域确定出当前火场在预设时间后的最终覆盖区域；其中，所述椭圆模型将火场中每个所述点火源的所述第一蔓延区域映射为椭圆形；将所述最终覆盖区域输出至所述火场蔓延区域仿真系统的人工交互界面进行显示。10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括处理器和存储器；其中所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序由所述处理器加载并执行以实现如权利要求9所述的火场蔓延区域确定方法。

技术总结
本申请公开了一种火场蔓延区域仿真系统、火场蔓延区域确定方法及设备，包括：输入接口，用于将当前火场的初始覆盖区域输入至火场蔓延区域仿真系统；初始覆盖区域为由不同点火源构成的凸多边形区域；仿真器，用于利用预先构建的椭圆模型确定与初始覆盖区域对应的凸多边形区域每个顶点的点火源的第一蔓延区域，并对每两个相邻顶点的点火源组成的线火源的第二蔓延区域进行仿真计算，以基于第一蔓延区域及第二蔓延区域确定出当前火场在预设时间后的最终覆盖区域；椭圆模型将火场中每个点火源的第一蔓延区域映射为椭圆形；输出接口，用于将最终覆盖区域输出至火场蔓延区域仿真系统的人工交互界面进行显示。能够高效、准确对火场蔓延区域进行模拟仿真。场蔓延区域进行模拟仿真。场蔓延区域进行模拟仿真。


技术研发人员：朱超 陈俊杰 敬鸿飞 邹健飞 张鹏 安一纯 孟超 康驰 苏永生
受保护的技术使用者：中电科特种飞机系统工程有限公司
技术研发日：2022.03.04
技术公布日：2023/9/12