通過定位和預測建筑物內的緊急事件而經由智能/可穿戴設備的個人撤離計劃的生成和通知的制作方法

本申請涉及安全系統并且尤其涉及用于從安全區域撤離人員的系統。

背景技術：

已知用于保護安全區域內的人員和財產的系統。這種系統通常是基于用于檢測安全區域內的威脅的一個或多個無線傳感器的使用。

對人員和財產的威脅可以源自任意數量的不同來源。例如，火災可能使在家中已陷入火災的居住者遇難或受傷。類似地，來自火災的一氧化碳可能使人員在他們睡覺時遇難。

作為選擇，諸如竊賊之類的未授權入侵者可能對區域內的財產呈現出威脅。入侵者也被認為會傷害或殺害住在該區域內的人員。

在入侵者的情況下，可以基于不同區域的相應用途把傳感器放置在那些區域中。例如，如果在正常白天的一部分期間存在人員而在其它時間不存在人員，那么可以把傳感器放置在空間外圍以便在該空間被占據時提供保護，同時可以把附加傳感器放置在該空間內部并且在該空間未被占據時使用。

在大多數情況下，威脅檢測器被連接到本地控制面板。在經由傳感器中的一個檢測到威脅的事件中，控制面板可以發出本地音響警報。控制面板還可以向中央監視站發送信號。

雖然常規的安全系統很好地工作，但有時它難以響應于檢測到的威脅而保護居住者。據此，存在對用于為居住者指定到出口路線的更好方法和設備的需要。

附圖說明

圖1圖示了依照本發明的安全系統的框圖；以及

圖2是示出圖1的系統的進一步細節的框圖。

圖3描述了可以與圖1的系統一起使用的便攜式設備。

具體實施方式

雖然公開的實施例可以采取許多不同的形式，但這里在附圖中示出了并且將詳細描述本發明的具體實施例，應理解本公開被認為是本發明原理的例證以及實施本發明的最佳模式，而并不意在將應用或權利要求限制為所圖示的具體實施例。

圖1描述了總體上依照圖示實施例示出的安全系統10。在系統內包括檢測安全地理區域(例如，建筑物)16內的威脅的多個傳感器12、14。傳感器可以以多種不同形式中的任何一種來體現。例如，至少一些傳感器可以是入侵傳感器。在這種情況下，傳感器可以提供為放置在安全區域周圍的窗戶和/或門40上的開關。其它傳感器可以體現為具有運動檢測能力的被動紅外(PIR)檢測器或相機。

其它傳感器可以是環境傳感器。例如，一些傳感器可以是火災或有毒氣體檢測器。其它傳感器可以是檢測地震的地震檢測器。

威脅傳感器可以經由控制面板18來監視。控制面板可以位于安全區域內(如圖1所示)或位于遠程。當由控制面板檢測到威脅時，警報消息可以由控制面板發送到中央監視站20。中央監視站可以通過發送適當的幫助(例如，警察，消防局等)作出響應。

在控制面板內可以包括多個子系統，其包括威脅檢測系統22、訪問控制系統24、居住者定位器和通知器26以及安全路徑計算器28。這些子系統協作以便加快安全區域的安全撤離。

子系統均可以包括一個或多個處理器設備(處理器)30、32，其均執行從非瞬時計算機可讀介質(存儲器)38加載的一個或多個計算機程序34、36。如這里所用，對由計算機程序執行的步驟的參考也是對執行該步驟的處理器的參考。例如，威脅檢測系統的一個或多個威脅處理器可以監視傳感器。當檢測傳感器中的一個的激活時，處理器可以編寫被發送到中央監視站的警報消息。消息可以包括安全系統的標識符(例如，地址、帳號等)、激活傳感器的標識符、傳感器類型的指示符(例如，火災、氣體等)、安全區域中傳感器的位置(例如，一樓、二樓、樓梯井等)和時間。

類似地，訪問控制系統可以包括位于提供進出安全區域的門上的一個或多個身份卡或生物計量讀取器42。訪問處理器可以針對從授權用戶的訪問卡讀取的身份標記來監視讀取器(例如，讀卡器)。訪問處理器可以把從讀卡器接收的標識信息與從在存儲器中保存的各組文件46獲取的授權人的相應標記進行比較。

當把從用戶攜帶的訪問卡讀取的標識符與從存儲器獲取的相應標識符進行匹配時，訪問處理器可以激活打開允許進入安全區域的門的電動鎖44。訪問處理器還可以在文件48中保存用戶進入安全區域的地理位置。在進入之后，在假設用戶會進入最接近他/她工作地點的安全區域并且因此與任何其它進入點相比將仍然更接近于該進入點的情況下，進入的地理位置是用戶的地理位置的指示符。

居住者定位器和通知器還可以包括多個相應的子系統。例如，定位器處理器可以監視來自由安全區域的授權居住者攜帶的無線便攜式設備52的射頻(RF)消息的頻譜。RF消息可以被在IEEE802.11格式下操作的多個接入點(WiFi路由器)54檢測到。就這一點而言，對于接收的信號強度指示符(RSSI)值來說，定位器處理器可以測量由每個接入點檢測的消息的信號強度。然后可以通過使用三角測量的三角測量處理器確定用戶在安全區域內的具體位置。

定位器和通知子系統的另一子系統是通知系統。在這方面，通知處理器可以向安全區域的每個授權人類居住者發送撤離地圖50。撤離地圖可以是基于用戶所表明的或具體位置。

安全路徑計算器包括路線選擇處理器，其首先確定用戶的當前位置以及然后確定距安全區域的最近出口的地理目的地位置(根據從BIM獲取的信息確定)。首先根據用戶的具體位置(如果可用的話)，以及如果不可用的話，那么根據用戶表明的位置來確定用戶的位置。

根據來自BIM的信息進一步修改由路線選擇處理器確定的撤離路線。在這方面，路線選擇處理器確定物理障礙(例如，墻壁、鎖閉的或高安全區域等)的位置并且相應地調整撤離路線。

依據威脅檢測系統檢測的威脅的位置和范圍進一步修改由路線選擇處理器選擇的具體路線。在入侵者的情況下，威脅的位置限于入侵者的物理位置(即，點位置)。在環境威脅的情況下，威脅(和威脅的位置)被擴大為覆蓋基于威脅傳播的地理區域。例如，火災傳播處理器可以基于來自威脅傳感器的數據識別火災外圍的地理坐標并且基于沿著火災區外圍識別的材料擴大威脅區域。例如，傳播處理器可以經由從BIM獲取的信息識別沿著火災外圍的易燃材料以便使用威脅傳播模型創建并擴展威脅區域。類似地，可以基于(再次從BIM中獲取的)安全區域內的空氣流動來擴展氣體泄漏的威脅區域。

路線選擇處理器可以基于各個威脅傳播模型調整撤離路線以得出最終的撤離路線。在這方面，如果初始撤離路線穿過威脅傳播模型覆蓋的區域，那么路線選擇處理器確定到最近出口的(相對最短的)另一路線，其避免了該傳播模型建議的預期威脅。

當得出撤離路線時，路線選擇處理器為了每個授權用戶的利益在安全區域的地圖上疊加撤離路線。即，路線選擇處理器基于用戶的當前位置為每個授權用戶確定相應的獨立的撤離路線。一旦確定，基于傳播模型遇到的本地條件來動態地改變撤離路線。

一旦確定相應的路線，通知處理器就向相應用戶的便攜式設備發送相應的撤離路線。連同用于識別威脅的警告和用戶立即行進到出口以保證自身安全的建議一起在便攜式設備的顯示器上立即示出撤離地圖。

通常，圖1的系統與現有系統相比提供了多個優點。例如，在緊急情況(諸如爆發火災)期間，常規的緊急撤離計劃缺乏適應于所述情況的能力。例如，在人質情況期間，行政人員不能使用公共廣播系統來引導人員到安全地帶。在火災期間，當人員試圖通過最近出口撤離時，存在安全出口可能被火擋住的可能性。救援隊可能不知道在建筑物中有多少人員受困。救援隊還可能未精確地知道居住者位于建筑物內的哪里。建筑物布局可能隨時間推移發展而變得更加復雜。然而可能使用舊的資料來設計傳統(legacy)的撤離計劃。傳統的撤離計劃，像樓層計劃常常是難以理解的。并非所有人員都能看見真實建筑物的樓層平面圖。

在某些緊急情況中，一個建筑物中的人員應當撤離，但是另一建筑物中的人員應當留在內部。當前的公共廣播系統不足夠復雜來提供獨立的/動態的警告。

在武裝分子威脅區域中的人員的情況下，設施管理器應當引導其它區域中的居住者遠離所述武裝分子存在的地區并且把救援隊引向受影響的區域。利用當前的公共廣播系統，不可能在不告訴入侵者的情況下個別地聯系每個居住者。

在緊急情況中，居住者可能廣泛地分布遍及于非常大的房屋內。基于居住者的當前位置，可以有多種方式離開房屋，離開房屋只有一種方式是最迅速和最安全的。利用現有系統，居住者現在可能知道離開房屋沿著特定路線的危險并且可能會意外地碰到燃燒/受影響的區域。

這些不足被圖1的系統解決。如圖2所示，該系統具有五個主要處理模塊，包括：1)識別和定位問題模塊(以上被稱為威脅檢測系統)；2)BIM；3)訪問控制系統；4)居住者定位器和通知器模塊；以及5)安全路徑計算器。識別和定位問題模塊與多個系統集成以便識別和定位各個問題。識別和定位問題模塊接收來自提供關于環境風險(諸如暴風雨、洪水或地震)的信息的火災傳感器、地震傳感器、相機的以及外部新聞饋送的輸入并利用這些輸入來操作。

識別和定位問題模塊可以包括多個子模塊。這些子模塊可以包括但不限于：1)入侵者/恐怖分子定位器模塊；2)氣體泄漏/污染定位器；3)建筑物損壞定位器；和4)具有火災傳播模擬引擎的火災定位器。在識別和定位問題之后，系統向安全路徑計算器模塊通知關于問題的位置和類型。它還提供了在幾分鐘內該問題將位于(傳播到)哪的預測。

BIM模塊包括內部布局、用于進入特定區域的門、在結構上使用的材料、管件、電和HVAC細節等。此模塊與各個建筑物管理系統集成以便連同這種系統的操作細節一起提供建筑物的結構。此模塊向安全路徑計算器模塊提供信息以便基于建筑結構計算最安全的導航路徑。它還向“識別和定位問題”模塊中的各個模擬子模塊提供信息以便預測所檢測問題的擴散。

上面較詳細地討論了訪問控制模塊。基于建筑物區域的居住者的訪問卡刷卡數據可以確定他們目前位于哪個區域。

上面還討論了居住者定位器和通知器。此模塊根據WiFi路由器、iBeacon等使用三角測量來經由他們的手機/可穿戴設備(智能手表、健身手環)/筆記本電腦等發射的信號以定位人員。此系統還與訪問控制系統數據一起工作。此模塊依賴來自居住者使用的各個設備的信息，所述設備像智能電話、可穿戴設備和其它個人設備。它向“安全路徑計算器”模塊報告用戶在建筑物內的位置。它還從“安全路徑計算器”模塊接收通知以在緊急事件期間引導用戶。

安全路徑計算器模塊從其它模塊得到數據并且產生個人導航路徑并且通過“居住者定位器和通知器”模塊向每個居住者發送所述路徑。它還向緊急事件救援隊提供統計信息并且建議高效的撤離計劃。

所述系統與現有技術相比利用并提供了多個優點。例如，智能電話和可穿戴設備的使用在建筑物居住者的日常使用中越來越流行。此解決方案依賴于此趨勢來提供增加的安全。通過迅速地響應并分別監視/引導居住者，它增加了緊急事件救援操作的效率的價值。

圖1的系統具有多種使用實例。例如，在入侵者試圖通過降低含氧量、引入麻醉劑、催淚瓦斯等來污染建筑物、癱瘓醫療中心、研發實驗室、軍事設施的情況下，該系統可以具有很大價值。當武裝分子威脅房屋的居住者時系統可以警告所述居住者。在氣體泄漏或污染的情況下，將就該情況向用戶通知，使得他們可以遠離氣體或污染物的擴散。在地震或附近建筑物倒塌(物理建筑物損壞)的情況下，可以使用系統的信息能力來警告居住者。

假定其中只存在被火災阻擋的一個出口的情況。這里，系統建議救援隊/居住者打碎(根據BIM得出的)附近最安全的易碎窗戶以從火災中逃脫。

考慮火災緊急事件場景。在火災緊急事件的情況下，圖1的系統獲取來自火災傳感器的輸入并且定位建筑物內的火災。系統基于來自BIM的建筑物材料信息來預測一組火災擴散向量。系統分析這些輸入并且為每個居住者產生安全路徑，并且通過他們的智能電話/可穿戴設備向用戶建議路線，如圖3所示。在此場景中，系統利用火災擴散模擬模型、BIM信息和(根據iBeacons/WiFi三角測量技術從智能電話/可穿戴設備獲得的)居住者在建筑物內的坐標以沿著遠離火災擴散向量的安全路徑來引導居住者。

系統向緊急事件救援隊成員提供了信息(即，每個人在哪，怎樣安全地到達他們等)以便幫助居住者。建筑物的布局根據BIM獲取并且火災擴散向量按照模擬模型計算并且可以連同訪問控制配置信息一起用來基于居住者在建筑物內的當前位置計算所述居住者到出口的安全路徑。

在涉及活躍槍手的場景的情況下，系統為行政人員提供了用于宣布建筑物的一部分受所述槍手的影響并在其控制之下的接口。行政人員可以使用現有的攝影機來識別槍手的位置。一旦建筑物的一部分被宣布受到影響，系統就收集居住者的各個位置并且判定誰在入侵者的直接視野內以及誰是隱蔽的；然后它向未在入侵者視野中的那些居住者發送逃跑計劃。系統還警告當局并且發送可被救援隊接近的人員的位置。

在工業氣體泄漏場景中，一旦系統檢測到泄漏，所述系統就根據風向、建筑物的化學成分和溫度來計算污染會怎樣擴散以及周圍環境可能怎樣影響擴散。可以向居住者通知他們應當移動的方向以避開氣體泄漏擴散區。

在建筑物倒塌場景的情況下，在建筑物內的居住者由于與自然災害相關聯的混亂或由于其它原因而可能不知道附近建筑物倒塌。他們可能不知道受影響區域的位置、方向和其它細節。一旦通過地震及其它預測子系統向系統提供此信息，所述系統就向居住者發布通知使得他們可以離開該區域。

可以在多種不同的環境中使用該系統。可以在大型機場、工業場所和商業建筑物中使用該系統。系統支持救援隊以便高效且熟練地執行他們的任務。此解決方案在大型工業區、多層商業/居民建筑物和大型購物中心中是最有用和最高效的，這些地方可能基于建筑物的不同區域要求不同的撤離計劃。

在設計建筑物時，系統可以通過模擬來源于各個點的火災并且分析居住者可能的逃生路線來建議更佳位置的安全出口。系統還可以用來在颶風的情況下指示人員躲避。

通常，系統可以包括：具有多個威脅傳感器的威脅檢測系統，所述威脅檢測系統檢測威脅和威脅在安全地理區域內的位置；體現在存儲器中的安全區域的建筑物信息模型(BIM)；在一個或多個處理器上執行的檢測人類居住者進入到安全區域并且提供每個人類居住者的位置的整體指示的訪問控制系統；在一個或多個處理器上執行的經由每個人類居住者攜帶的無線設備發射的無線電波檢測安全區域內的人類居住者的具體位置的居住者定位和通知器；以及在一個或多個處理器上執行的基于BIM、威脅、威脅的位置和人類居住者的具體或整體表明的位置為每個人類居住者計算到安全出口的相應路線的安全路徑計算器，其中所述居住者定位器和通知器向人類居住者的無線設備無線發送相應的計算的路線。

可替代地，所述系統可以包括：保護建筑物的安全地理區域的安全系統，所述安全系統包括檢測威脅和威脅在安全區域內的位置的一個或多個處理器；在存儲器中體現的安全區域的建筑物信息模型(BIM)；具有檢測人類居住者到安全區域中的訪問位置的一個或多個處理器的訪問控制系統；在一個或多個處理器上執行的、用于經由每個人類居住者攜帶的無線設備發射的無線電波檢測安全區域內的人類居住者的具體位置的居住者定位器；在一個或多個處理器上執行的、基于BIM、威脅、威脅的位置和人類居住者的具體或進入位置為每個人類居住者計算到安全出口的相應路線的安全路徑計算器；以及在一個或多個處理器上執行的、向相應人類居住者的無線設備無線發送相應計算的路線的通知器。

可替代地，所述系統可以包括：保護建筑物的安全地理區域的安全系統，所述安全系統包括一個或多個處理器和多個威脅傳感器，其檢測威脅和威脅在安全區域內的位置；在存儲器中體現的安全區域的建筑物信息模型(BIM)；具有一個或多個處理器、檢測人類居住者到安全區域的進入位置的訪問控制系統；在一個或多個處理器上執行的、基于每個人類居住者攜帶的無線設備發射的無線電波使用無線電定向來檢測安全區域內的人類居住者的具體位置的居住者定位器；在一個或多個處理器上執行的、基于BIM、檢測的威脅、檢測的威脅的位置和人類居住者的具體或進入位置為每個人類居住者計算到安全出口的相應路線的安全路徑計算器；以及在一個或多個處理器上執行的、向相應人類居住者的無線設備無線發送相應計算的路線的通知器。

根據上述內容，將觀察到在不脫離其精神和范圍的情況下可以實現許多變化和修改。要理解的是，并不意在或者不應推斷出關于這里說明的具體設備的限制。當然，本發明意在由所附權利要求覆蓋落入權利要求范圍內的所有這種修改。此外，在圖中描繪的邏輯流并不要求示出的特定次序或者順序次序，以實現想要的結果。可以提供其它步驟，或者可以從描述的流程中消除步驟，并且可以從描述的實施例添加或移除其它組件。