基于BIM的医院智慧消防系统探究
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作者:黄实昀 何灵江 刘雪婷
摘 要：基于BIM的医院智慧消防系统探究，是基于现有医院等类似场所的消防设施，通过BIM技术建模，直观展示医院的整体平面布置情况，准确呈现现有消防设施布置及位置;通过基于SCRATCH软件的系统研究开发，在火灾发生时，能够及时地将火警信息及BIM系统图发送至中控及终端，引导消防车辆及时准确到达最佳消防设施位置;同时，实现将火警信息和BIM系统显示的最佳逃生路线及时发送到医务及就医人员终端手机，便于指导涉险人员自救。结果表明，准确地提供现场布置路线，指导消防车辆精确就位，能够提高消防救援效率。及时地发送报警信息和逃生路线，对涉险人员自救有积极作用。
关键词：BIM 智慧 消防系统 救援
1 医院消防系统现状及调研分析
1.1 医院消防系统现状
医院消防系统属于建筑消防系统，主要包含报警系统和执行系统两部分（见图1、图2）。报警系统主要通过安装消防火灾自动报警设备完成，如设置感烟、感温探测器，设置人工应急报警设施等。当火灾发生时，报警设施动作，给中央控制室传输报警信号，启动消防系统程序，联动119报警系统的同时，执行系统启动。消防应急执行系统包含室內外消火栓系统、水喷淋系统、消防泵系统、阀系统、通风系统、排风系统等。室内外消火栓系统主要为外来救援提供水源，消防泵系统与阀系统主要是根据系统执行动作指令，启动室内水喷淋系统，实现灭火自救过程。通风系统和排风系统是根据执行指令，及时关闭风门，开启排烟系统，降低火灾影响。
消防系统还包含其他辅助系统，如应急配电系统、逃生指示系统等。消防设备和消防主机通常采用电网供电和自备电源供电联合方式，常规供电由电网供电满足，当火灾情况下，系统为保证安全，将根据系统指令切断全体的电网供电电源，消防设备和主机将自动切换至自备电源供电模式，保证消防系统的供电正常。逃生指示系统包含安全出口标志灯指示，室内设置应急照明灯系统、消防疏散指示系统等，便于辅助消防涉险人员能够实现逃生自救。
当前的火灾报警系统，主要是通过消防探测系统的探测结果进行报警，消防探测系统与消防控制系统联动，实现消防灭火的相关措施进行动作，如消防泵启动、喷淋装置启动、通风启动、排烟启动等，实现系统自救灭火。辅助系统也仅能够给涉险人员提供自救指示、照明等辅助。在火灾初期，系统自救和辅助将起到关键的作用，但随着灾情的发展，精确指导外来救援才是降低火灾损失、保障生命财产安全的关键。因此，针对火灾情况下，通过准确发送最合适的消防进场线路，第一时间指导消防救援准确到达最佳位置，及时实施消防救援;通过给每一个涉险人员准确发送最佳逃生路线，有效指导医院内的相关人员实施逃生自救;实现这样的智慧消防系统，将为争分夺秒的救援工作赢得宝贵的时间。
1.2 智慧消防系统调研分析
问卷调研的目的是为了了解医务人员、安保人员、就医人员等各种岗位的工作人员，对现有的消防设施及应用的了解程度，同时收集对智慧消防系统应用可能存在的意义，保证研发工作的实际意义。问卷以问答形式制定了简单的问题，并以选择题方式做简洁的回答。问题一旨在了解相关人员的心态;问题二旨在了解相关人员对现有设施的掌握和了解的程度;问题三旨在了解相关人员对现有设施的应急应用能力;问题四旨在了解相关人员对开发的智慧管理系统所具备的消息报警功能存在的意义;问题五旨在了解相关人员对开发的智慧管理系统所具备的逃生路线报警功能存在的意义（见图3）。
问卷总计完成300份，通过问卷调研发现（见图4），大家对消防逃生都极为关心，但对现有消防设施及逃生路线都认识不足。在火灾发生时，除了常规的对外声光报警外，都希望能够给个人终端发送报警消息，能够更加直接地进行提醒。同时，如果能够给个人终端发送准确的逃生路线，将有利于涉险逃生自救。
2 智慧消防系统设计
智慧消防系统设计是在医院常规消防报警系统和消防应急执行系统的基础上，增加智慧辅助系统，指导外来救援，提高救援效率。系统旨在直观展示医院的平面布置，呈现现有消防设施布置及位置，准确选择消防车进场路线，引导消防车辆及时准确到达最佳消防设施位置。实现将火警信息和最佳逃生路线及时发送到医务及就医人员终端设备，能够有效指导涉险人员逃生自救。
2.1 智慧消防系统框架设计
智慧消防系统可以作为独立的消防系统，也可以在原有消防系统的基础上设计嵌入式智慧消防信息系统。该项目研究以嵌入式智慧消防信息系统模式，系统本身设计独立的信息系统界面，报警信息来源于原有的消防报警系统，通过对报警信息的来源点进行判断后，启动执行智慧信息选择和发送。同时，智慧消防信息系统共享原有消防系统和119火警系统的联动，通过系统的设计和信息的完善，实现在火警情况下，不但能够和119系统联动，还能够给消防单位发送图片信息，提供最佳的进场路线，明确现场消防设施布置位置等。
嵌入式智慧消防信息系统不但要跟原有的消防系统形成嵌入模式，还要跟医院的挂号系统实现信息共享。在挂号系统中，针对住院就医人员，要求在挂号时形成独立的手机信息数据库;该数据库中及时完善医务人员、消防安保人员等的手机数据信息，智慧消防信息系统将自动读取该数据库，作为火灾情况下信息发送对象，发送消防逃生路线，指导相关人员及时逃生自救。
2.2 智慧消防系统功能设计
智慧消防信息系统的核心功能是路线的智慧选择功能和信息的终端发送功能。路线的智慧选择功能包含了消防车进场路线的选择和涉险人员逃生路线的选择。因为嵌入式智慧消防信息系统是基于原有的消防系统，通常情况下，医院智能消防系统都对系统的报警设施进行定位和编号，因此该项目软件开发默认原有消防系统已实现该功能。
消防车进场路线的选择，根据消防系统对建筑物烟感报警器的定位和编号，程序形成对应的进场路线图库，进场路线图库与报警器形成变量对应关系（见图5）。假设设置1号和2号报警器分别对应两栋楼，当系统读取到1号报警，系统自动执行对应的第一套进场路线，程序调取对应的进场路线图片上带有进场路线指示，消防设施布置位置等，发送给中控室工作站，通过消防系统与119系统联动的功能，将进场路线发送给119系统，准备指导消防车以最快的速度进场，到达最佳位置;同理，当系统读取2号报警时，实现第二套路线选择和发送。
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