本发明涉及室内导航，具体地说，涉及一种消防应急用室内导航系统及方法。
背景技术：
1、商场、医院、办公楼等建筑规模越来越大，楼层也越来越高。为了避免发生意外或者火灾，一般都会在以上建筑的指定位置处放置消防通道，便于在意外发生时能够指引室内的人员进行安全分散，但是以上室内的人员对所在建筑的结构并不是很了解，且非常多的情况下人员都是通过电梯进行升降，很少有人会去主动了解楼梯间的所在位置，因此也就导致了在意外发生时人员需要通过消防通道很快的了解疏散通道，但是结合当时的情况，室内是混乱的甚至是有火焰、烟气阻碍人员去寻找疏散通道，且当时的情况下，人员也是焦虑的，也很难确保能够准确获取并理性分析疏散通道，且人们在逃生过程中，并不能以全局观的视角对逃生路线进行制定，可能因逃生不及时，造成人身伤害。
2、因此，提出一种消防应急用室内导航系统及方法。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种消防应急用室内导航系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为实现上述技术问题的解决，本发明的目的之一在于，提供消防应急用室内导航系统，包括监控模块、定位报警模块、分析预测模块、路径调节模块和共享模块；
3、所述监控模块用于获取建筑主体内部三维模型，并生成三维地图数据集合，对建筑主体内部全方位、无死角实时监控；
4、所述定位报警模块用于设定烟雾阈值，当建筑主体内部烟雾浓度超过设定阈值时，触发消防警报，并定位失火警报楼层；
5、所述分析预测模块用于获取建筑主体环境中风向，以火灾起点为中心，分析预测火情蔓延趋势，同时结合烟雾飘向方向，制定逃生路径并发送至建筑内人员手持终端；
6、所述路径调节模块实时获取逃生路径各区域的人群密度，当逃生路径人员趋于饱和时，根据人员实时的位置，灵活调整推荐的逃生路径，减少踩踏事件发生；
7、所述共享模块用于连通消防救援部门并共享位置信息，当消防报警被触发时，救援部门通过连接手持终端对人员进行救援指挥。
8、作为本技术方案的进一步改进，所述三维地图数据集合包括当前时间点t、楼层fn、当前时间每个楼层的安全通道etm；其中，n为楼层的数量，m为每层楼层中的安全通道的数量。
9、作为本技术方案的进一步改进，建筑内楼层之间均设有多组高清摄像头和烟雾报警器，对建筑主体内部全方位、无死角实时监控。
10、作为本技术方案的进一步改进，所述定位报警模块包括有阈值设定单元和差值对比单元；
11、所述阈值设定单元根据建筑的用途、面积、人员密度以及相关消防标准和经验数据，确定合理的烟雾浓度阈值，该阈值应既能及时发现火灾隐患，又能避免误报；
12、所述差值对比单元通过烟雾传感器持续监测周围环境中的烟雾浓度，并将实时数据传输至中央控制系统并与设定的阈值进行对比，若烟雾浓度超过设定阈值，中央控制系统立即触发消防警报。
13、作为本技术方案的进一步改进，所述分析预测模块包括有构建模型单元、模拟单元和路径制定单元；
14、所述构建模型单元基于燃烧学、热传递学和流体力学原理，构建模拟火灾蔓延趋势的数学模型；
15、所述模拟单元将火灾起点的相关数据，如燃烧物质的特性、初始火源的大小和风向，输入到数学模型中，运用计算机软件进行数值模拟，计算火灾蔓延速度；
16、所述路径制定单元根据火灾燃烧趋势对建筑通道进行实时评估，制定规划逃生路径并发送至建筑内手持终端，其中，逃生路径分为最佳逃生路径和备用逃生路径，优先发送最佳逃生路径至手持终端。
17、作为本技术方案的进一步改进，所述模拟单元中计算火灾蔓延速度，具体算法公式如下：
18、
19、其中，vf是火焰蔓延速度，k是与燃料相关的常数，δt是温度梯度，d是距离，f是燃料特性因子，vw是风速。
20、作为本技术方案的进一步改进，所述分析预测模块还包括有个性化路径单元，所述个性化路径单元用于对行动不便人员提供个性化逃生路径。
21、作为本技术方案的进一步改进，所述路径调节模块包括有密度识别单元和定位单元；
22、所述密度识别单元设定最佳逃生路径的人群密度饱和阈值，通过传感器实时采集最佳逃生路径上的人员分布，根据人员分布进行密度计算，当人员密度超过饱和阈值时，发送调节信号；
23、所述定位单元接收调节信号，利用定位技术获取未到达逃生路径的人员的实时位置，根据人员的实时位置并发送备用逃生路径。
24、本发明的目的之二在于，提供了一种消防应急用室内导航方法，包括上述中任意一项所述的消防应急用室内导航系统，包括以下步骤：
25、s1、获取建筑主体内部三维模型，并生成三维地图数据集合，对建筑主体内部全方位、无死角实时监控；
26、s2、设定烟雾阈值，当建筑主体内部烟雾浓度超过设定阈值时，触发消防警报，并定位失火警报楼层；
27、s3、获取建筑主体环境中风向，以火灾起点为中心，构建模拟火灾蔓延趋势的数学模型，输入火灾起点的相关数据并分析预测火情蔓延趋势，同时结合烟雾飘向方向，制定逃生路径并发送至建筑内人员手持终端。
28、与现有技术相比，本发明的有益效果：
29、该消防应急用室内导航系统，通过分析预测模块获取建筑主体环境中风向，以火灾起点为中心，参考风向和火势的实时变化分析预测火情蔓延趋势，将规划好的逃生路径以图形、文字或语音提示发送至建筑内人员的手持终端，从而为人员提供了明确且最优化的逃生路线，避免了盲目逃生导致的混乱和时间浪费，同时，动态调整逃生路径，确保路径始终是相对安全的，适应火灾发展的不确定性。
30、该消防应急用室内导航系统，通过路径调节模块采集分析预测模块中制定的最佳逃生路径中的人员密度，当最佳逃生路径人员达到饱和阈值时，通过避开最佳逃生路径饱和区域，使人员分布逃生，能够更快速地疏散，缩短整体疏散时间，增加在火灾等紧急情况下的生存机会，同时，避免最佳逃生路径人员过度集中在某些区域，降低了因拥挤导致的踩踏风险，避免了人员在逃生过程中造成二次伤害。
1.一种消防应急用室内导航系统，其特征在于：包括监控模块(100)、定位报警模块(200)、分析预测模块(300)、路径调节模块(400)和共享模块(500)；
2.根据权利要求1所述的消防应急用室内导航系统，其特征在于：所述三维地图数据集合包括当前时间点t、楼层fn、当前时间每个楼层的安全通道etm；其中，n为楼层的数量，m为每层楼层中的安全通道的数量。
3.根据权利要求2所述的消防应急用室内导航系统，其特征在于：建筑内楼层之间均设有多组高清摄像头和烟雾报警器，对建筑主体内部全方位、无死角实时监控。
4.根据权利要求1所述的消防应急用室内导航系统，其特征在于：所述定位报警模块(200)包括有阈值设定单元和差值对比单元；
5.根据权利要求1所述的消防应急用室内导航系统，其特征在于：所述分析预测模块(300)包括有构建模型单元、模拟单元和路径制定单元；
6.根据权利要求5所述的消防应急用室内导航系统，其特征在于：所述模拟单元(320)中计算火灾蔓延速度，具体算法公式如下：
7.根据权利要求5所述的消防应急用室内导航系统，其特征在于：所述分析预测模块(300)还包括有个性化路径单元，所述个性化路径单元用于对行动不便人员提供个性化逃生路径。
8.根据权利要求1所述的消防应急用室内导航系统，其特征在于：所述路径调节模块(400)包括有密度识别单元和定位单元；
9.用于实现一种消防应急用室内导航方法，包括权利要求1-8中任意一项所述的消防应急用室内导航系统，其特征在于：包括以下步骤：
