基于BIM数字孪生的医院安消一体化管理系统的制作方法

本发明涉及数字孪生消防，具体为基于bim数字孪生的医院安消一体化管理系统。

背景技术：

1、智慧消防与建筑数字孪生技术广泛用于大型医院的火灾监测、路径引导和应急处置，适用于门诊楼、住院楼、急诊、手术部及地下机房等连续空间。现有方案已由传统应急照明和疏散指示，发展为融合传感器、移动终端、位置识别、云端路径规划及数字孪生展示的智慧疏散系统。

2、中国专利文献cn111815922a公开了一种智慧消防疏散方法及系统，通过环境监控设备采集现场数据，在确认火灾后获取移动终端位置，规划安全出口路线，删除经过火灾位置的路线，并从剩余路线中选取较短路线。韩国专利文献kr102518678b1公开了一种数字孪生疏散平台，结合建筑传感器、个人位置感知设备和云端服务器，向个人终端提供三维避难路线信息。

3、上述技术可在火灾位置、人员位置及通信状态持续可用时组织疏散，但通常依赖数据连续采集、网络稳定连接及数字地图与现场同步。大型医院火灾中，可能出现烟感失效、数据缺失、门禁变化、坠落物堵塞及终端失联，导致云端掌握的灾情、人员位置和可通路线与现场不一致。若仍按删除火灾位置并选取较短路线的方式规划，在局部坍塌、传感致盲或网络熔断后，原路线可能继续指向受阻区域，失联终端也难以形成有效重构依据。

4、因此，需要解决医院复杂灾变条件下疏散控制链连续性与可靠性不足的问题。。

技术实现思路

1、（一）解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了基于bim数字孪生的医院安消一体化管理系统，结合执行轨迹、惯性传感信息及环境探针状态生成绝对物理坍塌确信指令；在内存态建立局部图边阻断映射、挂起旧工单并重算换道，且在无可达替代路径或心跳熔断时输出拓扑绝境残骸数据；依据断网终端近场协同试探形成的拓扑补丁包新增应急摆渡边。该方法可降低并发重绘和误封路风险，维持换道能力，并在云端无解时实现脱困重构；解决了背景技术中记载的技术问题。

3、（二）技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

5、基于bim数字孪生的医院安消一体化管理系统，由云端路由中枢执行，包括：接收由边缘接入网关对异构灾变报文执行时空聚类后生成的时空灾变张量，并将时空灾变张量转写为数字孪生三维导航图的局部图边代价，以生成目标终端的协同避险调度工单；

6、接收目标终端的执行轨迹、惯性传感信息和邻域环境探针状态，并依据执行轨迹与协同避险调度工单对应图边序列的偏离结果及惯性传感信息、邻域环境探针状态的交叉一致性，生成局部坍塌确认结果；

7、在与持久化导航图分离的内存态副本中生成局部图边阻断映射，并依据局部坍塌确认结果将命中图边的当前轮次代价改写为阻断极值，同时挂起命中图边的未闭环工单并执行替代路径重算；

8、若存在可达替代路径且对应目标终端心跳正常，则输出新生换道避险工单；若不存在可达替代路径，则输出包括残骸标识、绝对中心坐标和封死图边标识的拓扑绝境残骸数据；若对应目标终端心跳熔断，则输出包括残骸标识、绝对中心坐标和封死图边标识的拓扑绝境残骸数据；

9、接收由断网终端基于拓扑绝境残骸数据执行近场协同试探后生成、且包含残骸标识和脱困轨迹向量的拓扑补丁包，并依据拓扑补丁包在被阻断局部图边上新增应急摆渡边，且输出与应急摆渡边对应的新生换道避险工单。

10、进一步的，时空灾变张量至少包括聚类标识字段、质心坐标字段、边界向量字段和威胁层级字段；云端路由中枢根据质心坐标字段建立局部搜索域，并仅对落入边界向量字段包入域的候选图边写入局部图边代价；对未落入包入域的候选图边保持原图边代价。

11、进一步的，云端路由中枢在写入局部图边代价时，将威胁层级字段转写为威胁强度，并将至少一个危险实体投影到数字孪生三维导航图，危险实体选自液氧站、放射防护区、危化药品暂存间；再依据候选图边与危险实体之间的净距和朝向叠加危险实体邻近代价。

12、（三）有益效果

13、本发明提供了基于bim数字孪生的医院安消一体化管理系统，具备以下有益效果：

14、通过将烟感、门禁断电和喷淋动作压缩为时空灾变张量，使异构灾变报文先在边缘侧完成坐标固结和时空聚合，避免原始信令直接直接对数字孪生三维导航有向连通图发起冲击，减少并发重绘和无序调度的概率。将时空灾变张量、危险实体投影和路径代价联合写入数字孪生三维导航有向连通图，使协同避险调度工单不仅反映火灾位置，还能规避液氧站、放射防护区等高危地段，使疏散路径与医院实际危险分布保持一致。

15、通过交叉闭锁执行轨迹、惯性传感和邻域环境探针状态，把主观停步和客观堵死区分开来，减少误判带来的改路和封路，保证绝对物理坍塌确信指令更加具有工程可信性。通过覆写与持久化导航图分离的阴影阻力蒙版映射层，在不直接覆写底图的前提下完成局部图边阻断映射、工单挂起、替代路径重算，有利于在局部坍塌不断演化时维持云端路由中枢稳定运行。

1.一种基于bim数字孪生的医院安消一体化管理系统，其特征在于，包括边缘接入网关、云端路由中枢和目标终端；边缘接入网关对异构灾变报文进行时空聚类，生成时空灾变张量；云端路由中枢将所述时空灾变张量转写为数字孪生三维导航图的局部图边代价，生成协同避险调度工单，并根据目标终端的执行轨迹、惯性传感信息及邻域环境探针状态生成局部坍塌确认结果；在与持久化导航图分离的内存态副本中建立局部图边阻断映射，对命中图边写入阻断极值、挂起对应未闭环工单并重算替代路径，存在可达替代路径且目标终端心跳正常时输出新生换道避险工单，否则输出拓扑绝境残骸数据；根据断网目标终端近场协同试探形成的拓扑补丁包，在被阻断局部图边上新增应急摆渡边并输出新生换道避险工单。

2.根据权利要求1所述的医院安消一体化管理系统，其特征在于，所述时空灾变张量至少包括聚类标识字段、质心坐标字段、边界向量字段和威胁层级字段；所述云端路由中枢根据质心坐标字段建立局部搜索域，仅对落入边界向量字段所限定包入域的候选图边写入局部图边代价，并保持其余候选图边的原图边代价。

3.根据权利要求2所述的医院安消一体化管理系统，其特征在于，所述云端路由中枢将威胁层级字段转写为威胁强度，将液氧站、放射防护区和危化药品暂存间中的至少一种危险实体投影至数字孪生三维导航图，并依据候选图边与危险实体之间的净距和朝向叠加危险实体邻近代价。

4.根据权利要求1所述的医院安消一体化管理系统，其特征在于，所述局部坍塌确认结果在以下条件同时成立时生成：执行轨迹相对协同避险调度工单对应图边序列持续推进不足、折返累积且停留拉长，惯性传感信息在试探频带内出现主峰，邻域环境探针在同一观察窗内群体失联；任一条件不成立时，将对应事件写入待确认队列并保持当前图边代价不变。

5.根据权利要求1所述的医院安消一体化管理系统，其特征在于，所述局部图边阻断映射通过与持久化导航图同索引的阴影阻力蒙版映射层实现；所述云端路由中枢将命中图边的当前轮次代价改写为阻断极值，保持未命中图边的局部图边代价，并在同一事件周期内维持持久化导航图不被覆写。

6.根据权利要求1所述的医院安消一体化管理系统，其特征在于，所述局部图边阻断映射通过高危死边黑名单字典表实现；所述云端路由中枢在替代路径重算前查询待遍历图边，跳过命中所述高危死边黑名单字典表的图边，并使未命中的图边继续参与替代路径重算。

7.根据权利要求1所述的医院安消一体化管理系统，其特征在于，所述拓扑绝境残骸数据包括残骸标识、绝对中心坐标、起始图边标识和封死图边标识集合；所述云端路由中枢仅在拓扑补丁包包含相同残骸标识且脱困轨迹向量穿出封死图边标识集合时新增应急摆渡边，否则保持被阻断局部图边不变。

8.根据权利要求7所述的医院安消一体化管理系统，其特征在于，所述拓扑补丁包还包括复联时刻字段、轨迹连续性字段、离线日志序列字段和断点续传标识字段；当轨迹连续、复联时刻晚于拓扑绝境残骸数据的确认时刻且断点续传标识表明存在近场失联阶段时，将离线日志序列字段写入脱困轨迹向量；否则拒绝新增应急摆渡边并将拓扑补丁包写入延后校验队列。

9.根据权利要求1所述的医院安消一体化管理系统，其特征在于，所述新生换道避险工单至少包括目标终端字段、路径序号字段、图边序列字段、路由版本字段和工单状态字段；所述云端路由中枢生成所述新生换道避险工单后，将前序工单的工单状态字段切换为挂起，并将当前工单的工单状态字段切换为已下发。

10.根据权利要求5所述的医院安消一体化管理系统，其特征在于，所述云端路由中枢在数字孪生界面中以不同显示状态呈现命中阴影阻力蒙版映射层的图边和应急摆渡边，并将命中图边的未闭环工单标记为挂起；当局部图边阻断映射命中死胡同前沿图边时，经中继板控制器向对应门控执行器输出断电闭锁信号，否则保持门控执行器的当前状态。