一种基于数字孪生技术的火灾现场坍塌风险预警方法与流程

1.本发明属于火灾现场坍塌风险预警技术领域，具体涉及一种基于数字孪生技术的火灾现场坍塌风险预警方法。


背景技术：

2.火灾下建筑物的倒塌严重威胁到消防队员的人身安全，但现有的预警理论和监测手段仍然无法对建筑的火灾下倒塌做出科学、合理的预测；现有技术公开了一种单层厂房火灾倒塌安全预警系统及方法，申请号：202210593932.6，具体方法为：获取单层厂房每一榀结构的屋脊和檐口处的三维位移，构建位移-时间曲线，包括屋脊的竖向位移-时间曲线、着火侧檐口的竖向位移-时间曲线和着火侧檐口的水平位移-时间曲线；对应每条位移-时间曲线，确定预警触发条件和倒塌时间计算参数，实时检测各条位移-时间曲线是否满足预警触发条件，在位移-时间曲线满足预警触发条件时，输出该预警触发条件对应的倒塌预警等级，使用该预警触发条件对应的倒塌时间计算参数计算得到剩余倒塌时间并输出。从而达到对火灾下单层厂房的倒塌时间进行预警，有较大的公共安全价值，通过厂房屋脊和檐口处的位移-时间曲线规律确定倒塌预警等级，进而计算剩余倒塌时间，预测时间的精确度更高，有效保障救援效率与消防人员生命安全。此方法仅仅公开了火灾中建筑物的剩余倒塌时间和倒塌预警等级，而没有对建筑在火灾中的倒塌范围进行公开，由于没有对倒塌范围的公开导致在非倒塌范围内的人员和财产因风险不明难以得到及时救援。
3.目前火灾中的起火建筑物倒塌由以下因素导致：起火建筑物火灾温度、建筑物楼板的不同材质、建筑物楼板因高温降低承重能力，当楼板因高温降低的承重能力低于其载重时，起火建筑物会发生坍塌。


技术实现要素：

4.本发明为了解决上述技术问题，进而提出了一种基于数字孪生技术的火灾现场坍塌风险预警方法。
5.本发明具体技术方案如下：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、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。
6.进一步，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。
7.进一步，获取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。
8.进一步，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。
9.进一步，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m；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m(kg);根据公式：s/h(+m/s*m)=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。
10.进一步，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。
11.进一步，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的方法为：根据起火建筑物的数字孪生模型中消防人员位置和预测坍塌轮廓信息以及坍塌风险等级信息指挥中心通过通讯设备将预测坍塌轮廓信息以及坍塌风险等级信息发送至
火灾现场建筑物内的消防人员。
12.进一步，温度阈值为火灾现场建筑物建筑楼板承重性能降低20%时的温度值。
13.进一步，所述根据起火建筑楼板建筑材质信息、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m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m。
14.本发明的优点在于：本发明通过获取楼板温度分布图像信息，火灾现场建筑物建筑楼板材质信息、火灾现场建筑物建筑楼板材质信息设定温度阈值；判断为坍塌初始轮廓；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，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；更加精准的判断的坍塌区域，通过数字孪生模型将附加坍塌轮廓进行标定，同时通过消防人员佩戴的定位装置，确定消防人员是否处于坍塌区域，对处于坍塌区域的消防人员进行预警，有效避免了因火灾中建筑物坍塌造成的人员伤亡。
附图说明
15.图1为本发明提供的一种基于数字孪生技术的火灾现场坍塌风险预警方法的流程图。
具体实施方式
16.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作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。
17.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“中”、“外”、“内”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
18.请参照图1，一种基于数字孪生技术的火灾现场坍塌风险预警方法，包括：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、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；其中，火灾现场建筑物环境信息包括：起火建筑物所处地址位置信息、起火建筑物建筑工程图信息、起火建筑物建筑施工图信息、起火建筑物建筑用途信息、起火建筑物建筑面积信息、起火建筑物建筑结构形式信息；燃烧区域楼板厚度信息是指：燃烧区域楼板上表面与下表面之间的长度；楼板温度分布信息是指：因发生火灾导致楼板温度上升，以起火点为中心向四周呈辐射状的温度分布情况；燃烧区域楼板上物品重量信息是指：燃烧区域与楼板实际接触的物品的自重；燃烧区域楼板上物品位置信息是指：燃烧区域所处位置上所有物品的分布位置；燃烧区域楼板上物品与楼板接触轮廓信息是指：燃烧区域内的物品与楼板接触的面积；例如：当燃烧区域内物品设置有支脚的物品，其接触面积为多个之间进行连线，连线后的图形为燃烧区域内的物品与楼板接触的面积，当燃烧区域内物品设置有支撑底板的物品，其物品的支撑底板面积为燃烧区域内的物品与楼板接触的面积，其他情况以物品实际楼板接触面积为燃烧区域内的物品与楼板接触的面积，根据以上接触面积的轮廓确定燃烧区域楼板上物品与楼板接触轮廓；坍塌初始轮廓是指：根据燃烧区域楼板温度分布信息，当温度超过燃烧区域楼板耐火极限温度时，燃烧区域楼板因高温失去承重能力，当燃烧区域建筑楼板失去承重能力时即会产生坍塌的区域轮廓；通过得出坍塌初始轮廓，进而可以首先对坍塌区域进行定位，并以坍塌初始轮廓为基础，将其他坍塌因素与坍塌初始轮廓结合最终确定预测坍塌轮廓。
19.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是指：建筑物楼板厚度不同，其承重能力也不同，建筑物楼板上放置物品的重量不同施加给建筑物楼板的压力也不同，当燃烧区域楼板温度上升，即使没有达到其耐火极限，也会因为楼板上放置物品给予楼板的压力超出燃烧区域楼板的承重能力而导致楼板放置物品位置楼板附加坍塌，因此将燃烧区域楼板的坍塌风险等级与燃烧区域建筑物楼板厚度和燃烧区域楼板上的物品重量相关。
20.附加坍塌轮廓与坍塌初始轮廓确定预测坍塌轮廓是指：首先确定了坍塌初始轮廓，对比坍塌初始轮廓与燃烧区域楼板上物品与楼板接触轮廓信息，当有发生重叠时，将非重合区域部分补充至坍塌区域中，进而确定预测坍塌轮廓，进而实现了综合比对，更加精准的对燃烧区域楼板坍塌轮廓的判断。
21.消防人员位置与预测坍塌轮廓重合是指：通过消防人员配备的个人定位装置，可以获得消防人员位置，通过消防人员位置可以标定以定位点为圆心，0.5米为半径画圆，画圆即可视为消防人员轮廓，进而当消防人员轮廓与预测坍塌轮廓发生重叠时，消防人员处于坍塌区域，应对其进行预警。
22.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；
建立建筑物数字孪生模型数据库是指：在数据库系统中，通过获取建筑的相关信息建立，依据获取的信息建立数字孪生模型，进而实现实时数据的更新，并使用模拟和推理来帮助火灾指挥进行判断和决策。
23.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；温度分布图像信息获取方式包括例如：消防人员头戴式红外热像仪，远距离红外热像仪和放置于燃烧区域下层的红外热像仪来获取楼板温度分布图像，进而获取燃烧区域位置信息，获取燃烧区域位置的获取和形成楼板温度分布图像信息；根据燃烧区域位置信息获取燃烧区域楼板厚度信息；根据燃烧区域位置信息获取燃烧区域楼板厚度信息是指：将楼板温度分布图像信息输入数字孪生模型中，调出燃烧区域楼板厚度；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；摄像头获取燃烧区域物品图像信息是指：摄像头通过软件建立坐标系，将采集的物品图像结合坐标系，进而确认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；获取燃烧区域物品重量信息是指：通过调取燃烧区域的物品图像信息，调取燃烧区域的固定资产系统中的数据，两者进行交叉比对，比对结果可以确认燃烧区域物品编号，进而通过物品标号检索出物品重量信息。
24.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；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是指：将起火现场获取的温度分布图像，通过摄像头调取的固定资产系统中物品重量信息和楼板接触轮廓信息等参数输入至数字孪生模型中，进而可以在火灾指挥中心建立火灾现场的数字孪生模型，使火灾救援指挥中心获得精准可视化操作的模型，实现对火灾现场情况的掌握与判断使其更精准的对火灾现场救援进行指挥。
25.获取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；温度阈值是指：不同建筑材质当超出温度阈值其承重能力下降的温度值；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；通过设置温度阈值结合阈值温度区域边线，进而确定坍塌初始轮廓，此区域内楼板因高温完全失去或因自重失去承重能力，处于坍塌的临界值，此时坍塌初始轮廓内情况，可能已经坍塌，代表此通路无法通行，如尚未坍塌，坍塌初始轮廓也处于坍塌的临界值，可能会因为震动，燃烧热风等因素突破临界值，如消防人员处于此区域立刻撤出。
26.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：
判断燃烧区域物品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，燃烧区域物品接触轮廓与坍塌初始轮廓是否发生重叠是指：燃烧区域物品接触轮廓与坍塌初始轮廓是否发生交集，例如：当坍塌初始轮廓与燃烧区域物品接触轮廓完全没有交集，此时燃烧区无附加坍塌轮廓；当坍塌初始轮廓包含燃烧区域物品接触轮廓，此时燃烧区无附加坍塌轮廓；当坍塌初始轮廓与燃烧区域物品接触轮廓部分相交，非相交部分为附加坍塌轮廓；附加坍塌轮廓结合坍塌初始轮廓确定预测坍塌轮廓，进而实现更加精准的判断的坍塌区域。
27.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；通过收集在多次实验当建筑楼板材质不同、楼板厚度不同、燃烧温度不同的情况下，楼板单位面积承重量，进而建立建筑耐火承重数据库，将建筑物楼板材质信息、燃烧区域楼板温度信息、燃烧区域楼板厚度信息输入数据库中得出燃烧区域楼板单位面积承重量为m
0；
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(kg);物品重量的总和为m1(kg）是指：预测坍塌轮廓内所有与建筑楼板接触的物品的总质量；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，例如：当预测坍塌轮廓面积20
㎡
，楼板厚度为0.12m，钢筋混凝土结构单位面积承重为0.4吨/
㎡
,建筑物楼板上无物品时，α=166；当预测坍塌轮廓面积20
㎡
，楼板厚度为0.12m，钢筋混凝土结构单位面积承重为0.4吨/
㎡
,建筑物楼板上物品重量的总和为5t时，α=194.22；当预测坍塌轮廓面积20
㎡
，楼板厚度为0.05m，钢筋混凝土结构单位面积承重为0.4吨/
㎡
,建筑物楼板上物品重量的总和为5t时，α=468；通过以上公式可以得出：风险系数α与建筑楼板厚度h、单位面积承重量为m
0；
成反比，风险系数α与建筑物楼板上总重物品重量的总和m1成正比；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；在起火建筑物的数字孪生模型中标定的消防人员位置是指：将消防人员位置输入至数字孪生模型中，进而可以实现对消防人员所处位置的实时监控，方便指挥中心进行判
断；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的方法为：根据起火建筑物的数字孪生模型中消防人员位置和预测坍塌轮廓信息以及坍塌风险等级信息指挥中心通过通讯设备将预测坍塌轮廓信息以及坍塌风险等级信息发送至火灾现场建筑物内的消防人员；信息指挥中心通过通讯设备将预测坍塌轮廓信息以及坍塌风险等级信息发送至火灾现场建筑物内的消防人员是指：火灾现场的消防人员除佩戴定位系统与移动通讯终端，移动通信终端可以与指挥中心通信设备进行实时通信，当所处火场位置通信信号不良时，可以使无人机靠近火场外安全范围进行中继通信任务。
28.温度阈值为火灾现场建筑物建筑楼板承重性能降低20%时的温度值，温度阈值是指：通过建筑耐火承重数据库，调用建筑楼板承重性能信息，当建筑楼板承重性能在特定温度下时，建筑楼板承重性能降低20%的情况下，楼板即会因承重性能力降低，无法承受自身重量，发生坍塌情况，此时所述特定温度为温度阈值，通过获取温度阈值，进而可以精确定位坍塌初始轮廓；楼板承重性能是指：楼板单位面积承重量；所述根据起火建筑楼板建筑材质信息、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；进而实现对以上公式所需信息的获取。
29.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
30.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

技术特征：
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。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，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。3.根据权利要求2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，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。4.根据权利要求3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，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。5.根据权利要求4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，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。6.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。7.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，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的方法为：根据起火建筑物的数字孪生模型中消防人员位置和预测坍塌轮廓信息以及坍塌风险等级信息，指挥中心通过通讯设备将预测坍塌轮廓信息以及坍塌风险等级信息发送至火灾现场建筑物内的消防人员。8.根据权利要求3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，温度阈值为火灾现场建筑物建筑楼板承重性能降低20%时的温度值。9.根据权利要求5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，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。

技术总结
本发明涉及一种基于数字孪生技术的火灾现场坍塌风险预警方法，属于火灾现场坍塌风险预警技术领域，主要方案为：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，燃烧区域楼板温度分布信息确定坍塌初始轮廓；确定附加坍塌轮廓；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；根据附加坍塌轮廓与坍塌初始轮廓确定预测坍塌轮廓；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，对处于坍塌区域的消防人员进行预警，有效避免了因火灾中建筑物坍塌造成的人员伤亡。避免了因火灾中建筑物坍塌造成的人员伤亡。避免了因火灾中建筑物坍塌造成的人员伤亡。


技术研发人员：赵尚谦 庄广壬 邓永俊 许超 邹晟
受保护的技术使用者：广东广宇科技发展有限公司
技术研发日：2023.05.30
技术公布日：2023/6/28