专利名称：利用建筑物信息模型及毗邻信息的最优高效的警卫巡视配置方法
技术领域：
本申请涉及用于建筑物的安全系统，尤其涉及在这样的建筑物内由安保人员进行的巡逻。
背景技术：
安全系统众所周知。典型的这类系统基于某些种类的物理屏障来抵御入侵者进入受保护区域。在开放区域内，物理屏障可以由障碍物定义。在建筑物的情况下，建筑物的墙壁及门窗上的锁定义了进入的物理屏障。尽管物理屏障很有效，却不能总是依赖这样的屏障确保安全。例如在正常的工作时间内，员工为了进行受保护区域的所有者的业务会出现在受保护区域内，员工及车辆需要进出受保护区域。为了适应这种情况下的安全需求，为阻止入侵者提供一个或更多个安保人员或许是必要的。在覆盖大区域进行安全保护的情况下，安保人员对受保护区域进行巡逻以发现及阻止入侵者通常是必要以及适当的。作为保证安保人员确实已视察到易受攻击区域的方式，在必须由安保人员激活的情况下，可在整个区域按规定间隔设置监视站。尽管这样的监视站会被随机地视察到，但不可避免地，一些监视站会更频繁地被视察到，而一些则压根不会被视察到，尤其是在新设施的情况下。因此，为了提高安全保护及最大化生产力，就需要更好的方法来设置安保人员在监视站之间行进的路径。
图1是根据示例性实施例总体示出的安全系统的框图。
具体实施例方式图1是根据示例性实施例总体示出的安全系统10保护下的受保护区域12的框图。包括在安全系统10内的可以是控制面板14。提供一个或更多个侵入探测器16、18用来检测受保护区域12内的入侵者。侵入探测器16、18也可以是边界开关、PIR或运动探测器。受保护区域12也包含一个或更多个摄像机20、22。摄像机20、22分布在整个受保护区域12内。受保护区域12内还包含一个或更多个监视站(检查点)24、26。通过将特定的钥匙或卡片插在监视站的读卡器里，监视站24、26会在通过受保护区域12巡逻(巡视)期间被安保人员定期激活。侵入探测器16、18，摄像机20、22及监视站24、26通过一个或更多个导线被连接到控制面板14。可选的，侵入探测器16、18，摄像机20、22及监视站24、26通过位于设备16、
18、20、22、24、26中的每一个及控制面板14中的无线收发器与控制面板14无线连接。
受保护区域12可包含一个或更多个建筑物28。建筑物28内的区域通过一个或更多个墙壁30被划分为许多更小的区域。通常来说，每个建筑物28的特征可以由一组标准化参数(几何信息)所定义，所述参数存在于建筑物模型的一个或更多个数据字段中。在一个实施例中，建筑物模型由一组CAD图表定义，所述CAD图表被处理以提取标准化参数。在更为优选的实施例中，标准化参数由模型(例如建筑物信息模型(BIM))格式定义。每个建筑物28的建筑物模型参数被保存在驻留在非暂时计算机可读介质(存储器)32中的文件34内。位于控制面板14中的可以是一个或更多个被编程的处理器36、38。处理器36、38被从存储器32加载的一个或更多个软件程序40、42编程。一旦启动系统10，包括一个或更多个被编程的处理器36、38的路线规划系统会定义受保护区域12中安保人员的一个或更多个巡逻路线。就这一点而言，第一处理器36、38 (例如制图(mapping)处理器)会从建筑物模型文件34提取关于建筑物28的几何信息。从文件34所提取的信息可包括关于墙壁、门、窗及建筑物28其他方面的几何信息。所提取信息可以包括坐标系统、坐标系统中每个墙壁的位置、长度和方位以及在那些墙壁中门窗的位置。根据关于墙壁的所提取信息，制图处理器36、38可以确定由墙壁所定义的每个区域的维度和尺寸。制图处理器36、38也会根据所提取信息并根据被墙壁所分开的区域产生区域紙邻图(area adjacency map)。在这种情况下,通过寻找公共边界(由建筑物模型数据中区域间的墙壁表示)识别毗邻关系。该数据库34会使用图形数据结构来表示该信息。除此之外，建筑物模型文件34中同样可以结合有资产信息。在这种情况下，资产信息可以用来提供包含资产的每一个区域的安全等级。根据毗邻图及该区域尺寸，第一或第二被编程的处理器(例如三角形划分处理器)36,38会产生三角形划分毗邻图。在这种情况下，处理器会迭代通过该组在第一步中产生毗邻图期间由第一处理器36、38识别并收集的区域(例如46、48)并将每个区域转换为该区域的封闭的多边形表示。这些多边形随后被划分或分割为覆盖每个区域的三角形的最小集合(例如50、52)。三角形划分使用许多不同的三角形划分算法(例如耳状剪切、单调多边形分解等)中的任一个来完成。每个得到的三角形50、52被存储在存储器32中的列表里。三角形划分处理器36、38也会基于以上讨论的毗邻图及三角形的分割线为每个三角形产生毗邻信息。三角形50、52的列表及三角形50、52的毗邻信息定义三角形毗邻图。三角形毗邻图也包括基于在相应三角形内的(一个或多个)资产的每个三角形的安全级别。根据三角形毗邻图，第一或第二(或第三)被编程的处理器(例如路线或路线选择处理器)36、38会产生通过建筑物28的一个或更多个路线。作为这个过程的部分，路线选择处理器36、38会通过用户界面54提示用户起始或第一位置以及终止或第二位置(例如主要的入口及出口 )。路线选择处理器36、38也会提示用户与每个路线相关的可选限制。示例包括完成路线的最大时间周期、每条路线的最大检查点(监视站24、26)等。一旦提供了该信息，路线选择处理器36、38可以开始产生通过建筑物28的路线
56。作为第一步，路线选择处理器36、38(通过参考建筑物模型和三角形毗邻图)可以识别第一起始三角形50、52 (最接近第一位置)和第二终止三角形50、52 (最接近第二位置)。使用三角形毗邻信息，路线选择处理器36、38然后会挑选连接起始及终止三角形的三角形50,52的最小集合。路线选择处理器36、38会基于从起始至终止点的方向矢量使用某种反复试验技术或某种最小化算法进行该处理。被选中的三角形最小集合的中心54定义了从起始点至终止点的路线。在安保人员的情况下，监视站24、26可以位于三角形最小集合的每个三角形的中心54，从而定义巡逻路线。如此，安保人员会在起始位置开始他的巡逻，前进到位于起始三角形中心的监视站24,26并登记他的到场。这个过程在三角形的最小集合的每个连续的三角形的中心位置的监视站重复，直到并通过终止三角形到终止或第二位置。定义路线的该过程会根据用户输入的限制，比如每趟巡视的最大时间或者监视站24,26的最大数目，进行修改。就这一点而言，路线选择处理器36、38会计算出在起始位置及终止位置之间的每个路线的距离。如果距离太远以至于不能以正常行走速度走完，那么输入的每趟巡视的最大时间可以被用来把定义的路线分割为两个路线由两个不同的安保人员走完或者由同一个安保人员在不同的时间走完。一旦路线选择处理器36、38决定路线必须被分割，那么过程会被重复。在这种情况下，三角形的最小集合的选择也可以包括要求通过一定平均最小距离将两个路线分开的横向限制。这可以使警卫同时巡视设施从而减少警卫巡视的时间。使用许多不同的处理中的任何一个可以优化路线选择处理器36、38进行的路线识别及定义。例如，最短路径算法可以被用来减少对于给定巡视在最终三角形的最小集合中三角形的数目。这可以通过在毗邻三角形的中心之间绘制矢量来完成。每个矢量的长度随后被用来计算警卫为了在可能的最短时间内走完最大数目区域横越的最短路径。 可选地，一个或更多个拓扑发现算法也可被用来计算完全走完设施需要的路线的最小集合。在使用这些算法时由用户定义的巡视限制也可以被考虑。路线规划系统可以与面板14的安全系统集成，以使警卫巡视子系统自动操作。就这一点而言，定义的路线包括每个路线的距离及监视站24、28的位置，并且可以作为输入被提供给调度处理器36、38。调度处理器36、38可以使用这样的信息自动产生巡视时间表及警卫日程安排，它们被添加进在安全系统中已经存在的日程安排中。路线及建筑物模型信息也可以被并入到包括一个或更多个处理器36、38的建筑物可视化处理器中。在这种情况下，被保护区域12的地图就会生成在用产界面54的显示屏上。可视化处理器36、28随后会在该地图上叠加一个或更多个路线56。其他信息也可以在该地图上被显示。例如，可视化处理器36、38也可以在该地图上显示巡视时间表。在巡视由安保人员承担时，在可视化处理器中的巡视时间处理器36、38可以使每个路线56在显示屏上被高亮显示。或者，可以高亮显示巡视期间正在被视察的区域。在巡视正在进行的同时，可视化处理器36、38可以在安保人员查看每个监视站24、26时示出监视站24、26并高亮显示监视站24、26。可视化处理器36、38也可以激活察看警卫正在巡视的区域的一个或更多个安保摄像机20、22来在巡视期间观察安保人员。警卫巡视的主要目的是为了确保持续维持区域12的安全。这有时要求额外的过程，比如添加冗余警卫巡视(即，需要不止一个警卫核实特定区域的安全)。响应这一需求，用户界面可以包括通过用于启动间歇巡视的调度处理器36、38提供的调度特性(处理及屏幕)。在这种情况下，用户可以输入警卫和路线56的识别符及巡视的起始时间。或者，调度处理器36、38可以随机生成起始时间。可视化处理器36，38可以将该一次巡视张贴在显示屏上并通过显示屏或短消息服务通知警卫。警卫可适当响应。可视化及路线选择处理器36、38也可用于其他目的。在发生火灾或其他紧急情况时，第一应答者和其他工作人员不得不被安排在可能的最短的时间内抵达某一特定位置或多个位置的路线。在这种情况下，用户可以是接近主要入口的安保人员。此种情况下，用户可以通过本地用户界面54进入起始和终止位置。作为响应，路线选择处理器36、38可以马上生成抵达预期位置的一个或更多个路线。同样地，路线选择处理器36、38也可以用来为深陷同一紧急情况的人员生成救生路线。可视化及路线选择处理器也可以应用于参观者的情况。例如，区域12具有根据安全等级改变的区。例如，某些区可以容纳从事于关键任务或防御工程的人员，而其他区可以给容纳从事于消费级产品的人员。在这种情况下，对消费级产品感兴趣的参观者必须被安排路线通过避免接触高等级受保护区域的路径。在此种情况下，安保人员或者巡视领导者可以使用用户界面54输入起始及终止位置以及安全等级限制。在这种情况下，路线选择处理器36、38可以生成及打印不接触安全等级在安全等级限制外的区域(三角形)的路线图。路线处理系统也可以被用于标准合规。在这种情况下，路线处理系统可以在安全合规是强制的及在巡视活动的实际历史报告必须被附加到整体报告的设施的情况下、在提交合规评估请求时生成警卫巡视报告。例如，需要NERC合规的设施被要求识别及列出他们包含的资产以及相应地执行安全评估。对于这样的要求，包含资产的细节的报告以及它们每个都在的区域连同涉及这些区域的警卫巡视报告使用路线选择及可视化处理器36、38自动生成。虽然在以上详细叙述中只是描述了几个实施例，但是其他改变也是可行的。比如，在图中描述的逻辑流程不要求所示出的特定次序，或顺序，以获得预期结果。可以在所述流程中提供其他步骤，或者删除步骤。以及可以在所述系统中增加或移除其他组件。其他实施例可以包含在下面权利要求的范围内。
权利要求
1.一种装置，包括 制图处理器，其从建筑物的建筑物模型提取关于该建筑物的几何信息并通过定位由墙壁所分开的毗邻区域的公共边界，根据所提取的信息生成毗邻区域的毗邻图，其中所述几何信息包括该建筑物的至少墙壁和门的位置； 三角形划分处理器，其将毗邻图的每个毗邻区域转换为封闭的多边形表示，并且将该封闭的多边形表示分割或者否则划分为覆盖该区域的三角形的最小群组，其中三角形的最小群组的每个三角形包括从毗邻图获得的毗邻信息； 用户界面，其从用户接收在建筑物中的第一和第二位置；以及 路线处理器，其通过至少基于三角形毗邻信息从毗邻区域的三角形识别三角形最小集合，从而定义在第一和第二位置之间的路线，所述毗邻区域的三角形共同形成第一和第二位置之间的连续路径。
2.如权利要求1所述的装置，其中所定义路线还包括识别的三角形的最小集合的每个三角形的中心点。
3.如权利要求2所述的装置，其中建筑物还包括受保护的区域，所定义路线识别分配的安保人员通过建筑物的巡视路径。
4.如权利要求3所述的装置，其中三角形的最小集合的中心点识别巡视路径的检查点。
5.如权利要求4所述的装置，还包括用户界面接收通过用户界面从用户接收到的多对出口和入口的位置，其中路线选择处理器定义多对出口和入口的每对出口和入口之间的路线。
6.如权利要求1所述的装置，其中建筑物模型还包括多个楼层，其中多对出口和入口中的至少一个与多个楼层中的每个相关联。
7.如权利要求1所述的装置，还包括第一位置定义消防部门人员进入建筑物的入口处，第二位置定义火灾位置。
8.如权利要求1所述的装置，还包括分配给三角形的最小群组中的至少一些三角形的安全等级。
9.如权利要求8所述的装置，还包括路线处理器被编程以定义第一和第二位置之间具有预定安全等级的路线，其不与所述至少一些三角形中任意一个交叉。
10.一种装置，包括 第一被编程的处理器，其根据建筑物的建筑物模型生成建筑物内的毗邻区域的毗邻图；第二被编程的处理器，其将毗邻图转换成覆盖建筑物每个区域的三角形的相应最小群组，其中三角形的最小群组中的每个三角形包括识别从毗邻图获得的毗邻三角形的信息；用户界面，其从用户接收建筑物内安保人员巡逻的起始位置和终止位置；以及第三被编程的处理器，其通过至少基于三角形毗邻信息从建筑物的三角形识别三角形最小集合，从而定义在起始位置和终止位置之间的巡逻路线，所述建筑物的三角形共同形成起始位置和终止位置之间的连续路径。
11.如权利要求10的装置，还包括第一被编程的处理器被编程以从建筑物的建筑物模型中提取关于建筑物的几何信息并通过定位由墙壁分开的毗邻区域的公共边界根据提取的信息生成毗邻区域的毗邻图，所述几何信息包括建筑物的至少墙壁和门的位置。
12.如权利要求10的装置，还包括用户界面接收通过用户界面从用户接收到的多对起始位置和终止位置的位置，其中路线选择处理器定义安保人员在多对起始和终止位置的每对起始和终止位置之间的巡逻路线。
13.如权利要求12的装置，还包括用户界面接收允许安保人员在每个定义路线位置和起始位置之间行进的最大时间周期。
14.如权利要求13的装置，还包括用户界面接收安保人员在每个定义路线的起始位置和终止位置之间必须视察的用户定义的最大数目的检查点。
15.如权利要求14的装置，还包括调度处理器，其在每个定义的路线的相应起始位置和终止位置之间为每个安保人员建立日程安排。
16.如权利要求15的装置，还包括产生建筑物地图的位置处理器，所述建筑物地图实时示出所述定义路线和地图上每个安保人员的位置指示。
17.如权利要求17的装置，还包括摄像机处理器，其激活摄像机以察看安保人员的调度位置。
18.一种装置，包括 制图处理器，其从建筑物的建筑物模型提取关于建筑物的几何信息并通过定位由墙壁分开的毗邻区域的公共边界根据提取的信息产生毗邻区域的毗邻图，该几何信息包括建筑物的至少墙壁和门的位置； 三角形划分处理器，其将毗邻图的每个毗邻区域转换成封闭的多边形表示，并将该封闭的多边形表示分割成覆盖该区域的三角形的最小群组，其中三角形的最小群组的每个三角形包括从毗邻图获得的毗邻信息； 用户界面，其从用户接收在建筑物内安保人员巡逻的起始位置和终止位置； 路线处理器，其通过至少基于三角形毗邻信息从毗邻区域中的三角形识别三角形最小集合，从而定义在起始位置和终止位置之间巡逻的路线和日程安排，所述毗邻区域中的三角形共同形成起始位置和终止位置之间的连续路径；和 视频处理器，其沿定义的路线激活一个或个多个安保摄像机以当安保人员沿定义的路线移动时察看安保人员。
19.如权利要求19的装置，还包括用户界面被编程以从用户接收相应安保人员在建筑物内巡逻的多对起始位置和终止位置。
全文摘要
提供一种路线规划系统。该系统包括制图处理器，从建筑物的建筑物模型提取关于建筑物的几何信息并通过定位由墙壁分开的毗邻区域的公共边界，根据所提取的信息生成毗邻区域的毗邻图，几何信息包括建筑物的至少墙壁和门的位置；三角形划分处理器，将毗邻图的每个毗邻区域转换为封闭的多边形表示，并将封闭的多边形表示分割为覆盖该区域的三角形的最小群组，其每个三角形包括从毗邻图获得的毗邻信息；用户界面，从用户接收在建筑物中的第一和第二位置；路线处理器，通过至少基于三角形毗邻信息从毗邻区域内的三角形识别三角形最小集合，从而定义在第一和第二位置之间的路线，毗邻区域内的三角形共同形成第一和第二位置之间的连续路径。
文档编号G06Q10/04GK103065196SQ20121043865
公开日2013年4月24日 申请日期2012年9月23日 优先权日2011年9月23日
发明者V·文卡特什, V·维斯瓦纳桑 申请人:霍尼韦尔国际公司