CN111554409A - 一种建筑内病毒传播的监测、溯源与预警调控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种建筑内病毒传播的监测、溯源与预警调控系统及方法，能够实时的监测建筑室内外环境参数，实时获取人体生理指标判断人体健康状态以及获取各人员移动轨迹和飞沫传播轨迹，从而及时、准确的识别出疑似感染者及其密切接触者，同时对疑似感染者和密切接触者采取应对措施。另外，还能够对当前室内环境传播风险进行评估，根据传播风险评估结果对室内环境进行通风净化，对疑似感染者和密切接触者局部区域进行有效的通风净化，降低传播风险。将建筑室内环境参数、人体健康特征与病毒传播风险评估相结合，既能准确的判断建筑室内环境状态，也能实时识别疑似感染者及其密切接触者，实现对室内环境进行整体通风净化以及局部净化处理。

Description

一种建筑内病毒传播的监测、溯源与预警调控系统及方法

技术领域

本发明涉及病毒传播监测、溯源和预警调控领域，特别是涉及一种建筑内病毒传播的监测、溯源与预警调控系统及方法。

背景技术

目前，建筑控制多以用户设定的环境阈值为控制目标，且按照集总参数法考量整个房间，随着新冠肺炎疫情的出现，这种用户设定、忽略局部环境参数的控制方法难以满足防疫控制目标。总体看存在如下问题：

第一，用户设定控制目标的方法目标参数单一，优化目标不合理。温度、二氧化碳浓度等物理量常作为暖通空调设备的控制参数，这些参数尽管能够简单获得并被设备快速响应，但难以反映病毒传播环境下的暴露风险，而用户也难以选定最优化控制目标，从而使得室内环境控制难以满足防疫控制目标。

第二，室内环境监测手段单一。当前控制按照集总参数法考量整个房间，忽略了空间内的场分布和污染物传播途径，而病毒传播环境下，源和传播途径对于病毒的暴露风险具有重要影响，传统监测手段是在每个控制单元中，由一个测点测量室内环境参数，此监测手段难以判断源的移动轨迹和污染物传播途径，从而难以进行针对性控制。

第三，监测和控制忽略局部，可能低估暴露风险。使用集总参数法进行监测和控制的另一个缺点在于以测点位置参数作为整个控制单元的参数，这可能会低估包括源附近空间和通风净化难以企及空间的污染物浓度，从而低估暴露风险，难以进行针对性控制。

在目前新冠疫情形势下，建筑物是密闭空间，且人员密度高，所以建筑物内的新冠病毒传播与防控是未来的一个重要工作，类似的气溶胶传播的病毒有类似需求。因此，本发明主要研究气溶胶传播的病毒(以下统称病毒)，提出一种基于建筑物内环境监测和识别人体健康特性相结合的新技术，可以实现对建筑内病毒传播的监测、溯源和预警调控。

发明内容

本发明的目的是提供一种建筑内病毒传播的监测、溯源与预警调控系统及方法，克服现有技术中以用户设定的环境阈值为控制目标，按照集总参数法考量室内环境时，目标参数难以反映病毒的传播风险，对室内环境控制难以满足防疫控制目标；室内环境监测手段单一，难以判断病毒源的移动轨迹和污染物传播途径；使用集总参数法进行监测和控制得到的是整个控制单元的参数，忽略局部环境，从而低估病毒的暴露风险的缺陷，同时采用了建筑物内环境监测和识别人体健康特性相结合的新技术，实现对建筑内病毒传播的监测、溯源和预警调控。本发明主要针对的是建筑内气溶胶传播的病毒，对其传播进行监测、溯源和预警调控。

为实现上述目的，本发明提供了一种建筑内病毒传播的监测、溯源与预警调控系统，包括环境监测系统、病毒溯源系统、环境诊断预警系统和通风净化联动控制系统；所述环境监测系统包括环境静态监测系统和动态监测系统；

所述环境静态监测系统，用于对建筑室内外的环境参数进行监测；所述环境参数包括温湿度和污染物浓度；

所述动态监测系统，用于对人体生理指标、人员动态指标和室内物体表面温度场分布进行监测；所述人员动态指标包括飞沫传播轨迹和人员移动轨迹；

所述病毒溯源系统，用于根据获取的人体生理指标进行疑似感染者的识别判断，得到识别判断结果；当所述识别判断结果为所述疑似感染者时，对所述疑似感染者的所述飞沫传播轨迹和所述人员移动轨迹进行分析，得到分析结果，根据所述分析结果确定密切接触者，对所述密切接触者和所述疑似感染者采取应对措施；

所述环境诊断预警系统，用于建立当前室内环境场，根据所述建筑室内外的环境参数修正当前室内环境场，得到当前修正后室内环境场，结合历史修正后室内环境场和所述疑似感染者的所述飞沫传播轨迹和所述人员移动轨迹进行传播风险评估，得到传播风险评估结果，根据所述传播风险评估结果进行高风险预警；所述历史修正后室内环境场为在建立当前室内环境场之前，修正后的室内环境场；

所述通风净化联动控制系统，用于根据所述识别判断结果、所述分析结果和所述传播风险评估结果进行通风净化联动控制。

可选的，所述环境静态监测系统包括温度传感器、湿度传感器和污染物浓度测量传感器；所述动态监测系统包括红外摄像机。

可选的，所述环境诊断预警系统包括室内环境场建立模块、室内环境场修正模块和传播风险评估模块；

所述室内环境场建立模块，用于利用建筑环境模拟软件，对室内环境参数分布进行模拟，建立当前室内环境场；

所述室内环境场修正模块：以所述环境静态监测系统获得的所述室内环境参数为依据，结合所述物体表面温度场分布对建立的所述当前室内环境场进行修正，得到所述当前修正后室内环境场；

所述传播风险评估模块，用于根据所述当前修正后室内环境场、所述历史修正后室内环境场和所述疑似感染者的所述飞沫传播轨迹和所述人员移动轨迹计算室内发生病毒传播的感染概率，所述感染概率越大，传播风险越大，实现传播风险的评估。

可选的，室内环境场建立模块，用于利用建筑环境模拟软件，对室内环境参数分布进行模拟，建立当前室内环境场；具体包括：

建立建筑物理模型，结合建筑环境调控设备实时运行状态和人员实时定位信息，利用建筑环境模拟软件，对当前室内环境参数分布进行模拟，建立当前室内环境场；所述当前室内环境场包括温湿度场、污染物浓度场和气流组织。

可选的，所述通风净化联动控制系统包括整体控制系统和局部控制系统；

所述整体控制系统，用于以所述传播风险评估结果为依据进行整体优化控制，实现建筑整体通风净化；

所述局部控制系统，用于对所述当前修正后室内环境场中的所述污染物浓度高于设定阈值的区域进行局部通风净化；对所述疑似感染者所在区域和所述密切接触者所在区域进行局部净化、稀释通风，实现针对源头的局部净化处理。

可选的，所述一种建筑内病毒传播的监测、溯源与预警调控系统还包括通风净化效果评估系统，用于评估所述通风净化联动控制系统的通风净化效果；具体包括：

通过所述当前修正后室内环境场及所述历史修正后室内环境场，建立环境场-时间函数，计算污染物浓度的衰减速率，根据所述污染物浓度的衰减速率大小及当前污染物浓度大小评价通风净化效果。

本发明还提供了一种建筑内病毒传播的监测、溯源与预警调控方法，包括以下步骤：

步骤一：获取建筑室内外环境参数，所述环境参数包括温湿度和污染物浓度；

获取人体生理指标、人员动态指标和室内物体表面温度场分布；所述人员动态指标包括飞沫传播轨迹和人员移动轨迹；

步骤二：根据获取的人体生理指标进行疑似感染者的识别判断，得到识别判断结果；当所述识别判断结果为所述疑似感染者时，对所述疑似感染者的所述飞沫传播轨迹和所述人员移动轨迹进行分析，得到分析结果，根据所述分析结果确定密切接触者，对所述密切接触者和所述疑似感染者采取应对措施；

步骤三：建立当前室内环境场，根据所述建筑室内外的环境参数修正当前室内环境场，得到当前修正后室内环境场，结合历史修正后室内环境场和所述疑似感染者的所述飞沫传播轨迹和所述人员移动轨迹进行传播风险评估，得到传播风险评估结果，根据所述传播风险评估结果进行高风险预警；所述历史修正后室内环境场为在建立当前室内环境场之前，修正后的室内环境场；

步骤四：根据所述识别判断结果、所述分析结果和所述传播风险评估结果进行通风净化联动控制；

步骤五：对通风净化联动控制效果进行评估。

可选的，根据所述建筑室内外的环境参数修正当前室内环境场，结合历史修正后室内环境场和所述疑似感染者的所述飞沫传播轨迹和所述人员移动轨迹进行传播风险评估，得到传播风险评估结果，具体包括：

建立建筑物理模型，结合建筑环境调控设备实时运行状态和人员实时定位信息，利用建筑环境模拟软件，对当前室内环境参数分布进行模拟，建立当前室内环境场；所述当前室内环境场包括温湿度场、污染物浓度场和气流组织；

以获取的所述室内环境参数为依据，结合所述室内物体表面温度场分布对建立的所述当前室内环境场进行修正，得到所述当前修正后室内环境场；

根据所述当前修正后室内环境场、所述历史修正后室内环境场和所述疑似感染者的所述飞沫传播轨迹和所述人员移动轨迹计算室内发生病毒传播的感染概率，所述感染概率越大，传播风险越大，实现传播风险的评估。

可选的，根据所述识别判断结果、所述分析结果和所述传播风险评估结果进行通风净化联动控制，具体包括：

整体控制：以所述传播风险评估结果为依据进行整体优化控制，实现建筑整体通风净化；

局部控制：对所述当前修正后室内环境场中的所述污染物浓度高于设定阈值的区域进行局部通风净化；对所述疑似感染者所在区域和所述密切接触者所在区域进行局部净化、稀释通风，实现针对源头的局部净化处理。

可选的，所述对通风净化联动控制效果进行评估，具体包括：

通过所述当前修正后室内环境场及所述历史修正后室内环境场，建立环境场-时间函数，计算污染物浓度的衰减速率，根据所述污染物浓度的衰减速率大小及当前污染物浓度大小评价通风净化效果。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提供了一种建筑内病毒传播的监测、溯源与预警调控系统及方法，能够实时的监测建筑室内外环境参数，实时获取人体生理指标判断人体健康状态以及获取各人员移动轨迹和飞沫传播轨迹，及时、准确的识别出疑似感染者及其密切接触者，并及时对疑似感染者和密切接触者采取应对措施。另外，还能够对当前室内环境传播风险进行评估，根据传播风险评估结果对室内环境进行整体通风净化，对当前修正后室内环境场中的污染物浓度高于设定阈值的区域进行局部通风净化，对疑似感染者局部和密切接触者局部进行有效的通风净化，降低传播风险。除此之外，还能够对通风净化效果进行评估。综上，本发明将建筑室内环境参数、人体健康特征与病毒传播风险评估相结合，既能准确的判断建筑室内环境状态，也能实时、准确的识别疑似感染者及其密切接触者，基于室内环境健康效应和疑似感染者状态，进行室内整体通风净化以及局部净化处理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1提供的一种建筑内病毒传播的监测、溯源与预警调控系统的系统结构图；

图2为本发明实施例1提供的一种建筑内病毒传播的监测、溯源与预警调控系统的系统原理图；

图3为本发明实施例2提供的一种建筑内病毒传播的监测、溯源与预警调控方法的方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种建筑内病毒传播的监测、溯源与预警调控系统及方法，克服现有技术中以用户设定的环境阈值为控制目标，按照集总参数法考量室内环境时，目标参数难以反映病毒的传播风险，对室内环境控制难以满足防疫控制目标；室内环境监测手段单一，难以判断病毒源的移动轨迹和污染物传播途径；使用集总参数法进行监测和控制得到的是整个控制单元的参数，忽略局部环境，从而低估病毒的暴露风险的缺陷，同时采用了建筑物内环境监测和识别人体健康特性相结合的新技术，实现对建筑内病毒传播的监测、溯源和预警调控。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

如图1和2所示，一种建筑内病毒传播的监测、溯源与预警调控系统，包括环境监测系统、病毒溯源系统、环境诊断预警系统和通风净化联动控制系统；所述环境监测系统包括环境静态监测系统和动态监测系统；

其中，所述环境静态监测系统，用于对建筑室内外的环境参数进行监测；所述环境参数包括但不限于温湿度和污染物浓度；

环境静态监测系统包括但不限于温度传感器、湿度传感器和污染物浓度测量传感器；

污染物浓度测量传感器包括但不限于CO₂、PM2.5、甲醛和TVOC测量传感器，与此同时，污染物浓度具体包括但不限于CO₂浓度、PM2.5浓度、甲醛浓度和TVOC浓度；

另外，环境静态监测系统需要同时安装在建筑内部和外部，能够对室内外各项环境实时参数进行监测，使得监测的环境参数更加全面。

所述动态监测系统，用于对人体生理指标、人员动态指标和室内物体表面温度场分布进行监测；所述人员动态指标包括飞沫传播轨迹和人员移动轨迹；

对于人体生理指标的选取，可以是人体表面温度，也可以是任何人体生理特征，在此不做任何具体限定；而对于人员动态指标，同样也是包括但不限于飞沫传播轨迹和人员移动轨迹；

所述动态监测系统包括红外摄像机；而为了灵活的监测人体生理指标、人员动态指标和室内物体表面温度场分布，动态监测系统还可以采用其他高精度摄像机，只要能够满足监测需求，任何具有类似功能的设备均在本发明的保护范围内。

所述病毒溯源系统，用于根据获取的人体生理指标进行疑似感染者的识别判断，得到识别判断结果；当所述识别判断结果为所述疑似感染者时，对所述疑似感染者的所述飞沫传播轨迹和所述人员移动轨迹进行分析，得到分析结果，根据所述分析结果确定密切接触者，对所述密切接触者和所述疑似感染者采取应对措施；

本实施例中，以人体生理指标为人体基本温度、动态监测系统为红外摄像机为例进行说明，当红外摄像机识别出某个人的表面温度高于某一阈值(如37.3摄氏度)时，此时确定此人为疑似感染者，同时需要分析红外摄像机记录的此疑似感染者的移动轨迹，快速确定其具体所在位置，并进一步分析此疑似感染者的飞沫传播轨迹，可以将出现在上述飞沫传播轨迹和移动轨迹一定范围内的人员确定为密切接触者，此时，需要及时对疑似感染者和密切接触者采取应对措施，例如进行隔离观察或住院治疗等。利用动态监测系统实时监测人员的生理指标和移动轨迹及飞沫传播轨迹，能够及时、可靠、准确的识别出疑似感染者及其密切接触者，同时采取相应的措施，有效的避免了病毒继续在室内人群中传播。

需要说明的是，红外摄像机与红外成像仪不同，能够连续拍摄红外图像，通过计算机视觉技术能够确定相邻两帧之间的人员识别的相对位置关系及形体相似性等，对于人员位置重叠后分开的问题也已在技术上实现。因此，红外摄像机得到的视频能够判断不同人员的运动轨迹。同时，由于目标是疑似感染者，在不考虑其他人员轨迹的情况下，得到的运动轨迹识别结果的准确性还会进一步提高。

疑似感染者的识别与应对方面，包括了两部分，即因体温偏高而识别为疑似感染者和识别其在楼内的运动轨迹以便管理人员快速定位并对其采取应对措施，其中，运动轨迹识别结果不对感染者的识别判断产生直接影响，而是体现在对疑似感染者采取的应对措施方面上。

所述环境诊断预警系统，用于建立当前室内环境场，根据所述建筑室内外的环境参数修正所述当前室内环境场，得到当前修正后室内环境场，结合历史修正后室内环境场和所述疑似感染者的所述飞沫传播轨迹和所述人员移动轨迹进行传播风险评估，得到传播风险评估结果，根据所述传播风险评估结果进行高风险预警；所述历史修正后室内环境场为在建立所述当前室内环境场之前，修正后的室内环境场；

其中，所述环境诊断预警系统包括室内环境场建立模块、室内环境场修正模块和传播风险评估模块；

所述室内环境场建立模块，用于利用建筑环境模拟软件，对室内环境参数分布进行模拟，建立当前室内环境场；

具体包括：建立建筑物理模型，结合建筑环境调控设备实时运行状态和人员实时定位信息，利用建筑环境模拟软件，对当前室内环境参数分布进行模拟，建立当前室内环境场；所述当前室内环境场包括温湿度场、污染物浓度场和气流组织。

气流组织主要指房间内空气流场分布，其获得方式主要是靠云端模拟获得，即通过输入房间模型、出风状态参数、风速风量等信息依靠计算流体力学求解获得。其中，出风状态参数包括温度、相对湿度等，对于净化器出风参数还包括PM2.5浓度等参数；这些状态参数中，温度对于气流组织的影响较为显著。简单来说，气流组织的获得主要是以监测的温度和风量风速等作为边界条件，在房间模型框架下利用计算流体力学进行云端模拟。

所述室内环境场修正模块：以所述环境静态监测系统获得的所述室内环境参数为依据，结合所述物体表面温度场分布对建立的所述当前室内环境场进行修正，得到所述当前修正后室内环境场；

考虑到当前室内环境场是通过环境模拟软件获得，其数值相对关系具有一定可靠性，但绝对值与真实结果可能存在偏差，因此，需要对其进行修正，修正时除考虑上述给出的修正依据，还可考虑监测点位置。另外，虽然实际环境静态监测系统由于传感器数量限制，其往往在同一空间中只能布置一个或有限个设备，无法准确反映环境场情况，但因其测试结果准确可靠，故用于对环境场模拟结果的修正。

针对不同参数可采取不同修正过程，此处列举一个比较简单的方法，根据空间内数个传感器的测试结果，认为其为环境场对应点真值，对空间各点修正值按照距离比例加权修正得到。此方法为最简单的修正方法，仅是为了清楚的解释说明本发明中的修正过程，本发明中涉及的修正过程还可以是其他修正方法，上述修正方法对本发明不具有限定作用。

所述传播风险评估模块，用于根据所述当前修正后室内环境场、所述历史修正后室内环境场和所述疑似感染者的所述飞沫传播轨迹和所述人员移动轨迹计算室内发生病毒传播的感染概率，所述感染概率越大，传播风险越大，实现传播风险的评估。

在本实施例中，可通过包括但不限于Wells-Riley模型以及基于稀释倍率的污染物传播风险模型计算室内发生病毒传播的感染概率来进行风险评估，感染概率越大，则传播风险越大。

所述通风净化联动控制系统，用于根据所述识别判断结果、所述分析结果和所述传播风险评估结果进行通风净化联动控制；

所述通风净化联动控制系统包括整体控制系统和局部控制系统；

其中，所述整体控制系统，用于以所述传播风险评估结果为依据进行整体优化控制，实现建筑整体通风净化；

当传播风险整体较低时，采用低风险通风策略，对建筑进行整体通风净化。

所述局部控制系统，用于对所述当前修正后室内环境场中的所述污染物浓度高于设定阈值的区域进行局部通风净化；对所述疑似感染者所在区域和所述密切接触者所在区域进行局部净化、稀释通风，实现针对源头的局部净化处理；

由于当前修正后室内环境场中，局部区域的污染物浓度可能会高于设定阈值，从而使得局部区域处于高污染状态，所以需要进行高污染局部净化；另外，由于疑似感染者和密切接触者可能是病毒传播的源头，所以也需要对其所处位置进行针对源头局部净化以及采用快速稀释通风策略。

为了能够及时的了解室内通风净化后的效果，该系统还可设计通风净化效果评估系统，用于评估所述通风净化联动控制系统的通风净化效果；具体包括：

通过所述当前修正后室内环境场及所述历史修正后室内环境场，建立环境场-时间函数(如建立CO₂及PM2.5等参数的时间序列)，计算污染物浓度的衰减速率，根据所述污染物浓度的衰减速率的大小及当前污染物浓度大小评价通风净化效果。

针对衰减速率较低且当前污染物浓度较高的局部调整通风净化方案，实现快速、针对性通风净化；另外，还可以计算当前室内发生病毒传播的感染概率，感染概率大则说明通风净化效果不好，则需要进行高风险预警并重新调整通风净化措施，例如对室内整体进行通风净化，同时对高污染局部进行针对性快速通风净化。除此之外，还可以通过换气次数来评价通风净化效果。需要说明上述通风净化评价参数对本发明不具有限定作用。

另外需补充说明的是，还可以对当前修正后室内环境场进行异常状态检测，所以在环境诊断预警系统中还可包括异常状态检测模块，异常状态检测主要包括离群值检测和高浓度检测两个方面；其中，离群值检测主要针对因气流组织不合理或通风净化策略不合理导致的局部空间环境参数与其他空间差异过大的情况；高浓度检测针对局部空间或整体空间的部分参数偏离控制域的情况，会对人员舒适健康造成危害。

对于离群值检测的情况，如局部空间位于人员活动区且环境参数离群为不利于人员健康的情况，则报警并增加局部通风净化措施；如该局部空间不位于人员活动区且环境参数离群为不利于人员健康的情况，则仅报警由管理人员根据需要增加局部通风净化措施；如该局部空间位于人员舒适区且环境参数离群为有利于人员健康的情况，不做通风净化处理。

对于高浓度检测的情况，如整体空间参数存在偏离控制域的情况，增加整体通风净化风量或调整送风参数以保证整体空间健康舒适；如局部空间参数存在偏离控制域的情况，则调整局部通风净化风量或调整送风参数以保证局部空间健康舒适，对于不能针对性进行局部调节的空间则优先保障人员实时位置附近的健康舒适。

本实施例中，该系统既实时监测建筑室内环境参数，同时也实时识别判断人体健康特征，实时、准确的识别疑似感染者及其密切接触者，使得环境监测的手段更全面，对室内环境进行病毒传播风险的评估更准确。基于室内环境健康效应和疑似感染者状态，进行室内整体通风净化以及局部净化处理，有效的避免病毒在室内人群中快速传播，危害人们的健康。

实施例2

如图3所示，一种建筑内病毒传播的监测、溯源与预警调控方法，包括以下步骤：

步骤S1：获取建筑室内外环境参数，所述环境参数包括温湿度和污染物浓度；

获取人体生理指标、人员动态指标和室内物体表面温度场分布；所述人员动态指标包括飞沫传播轨迹和人员移动轨迹；

步骤S2：根据获取的人体生理指标进行疑似感染者的识别判断，得到识别判断结果；当所述识别判断结果为所述疑似感染者时，对所述疑似感染者的所述飞沫传播轨迹和所述人员移动轨迹进行分析，得到分析结果，根据所述分析结果确定密切接触者，对所述密切接触者和所述疑似感染者采取应对措施；

步骤S3：建立当前室内环境场，根据所述建筑室内外的环境参数修正所述当前室内环境场，得到当前修正后室内环境场，结合历史修正后室内环境场和所述疑似感染者的所述飞沫传播轨迹和所述人员移动轨迹进行传播风险评估，得到传播风险评估结果，根据所述传播风险评估结果进行高风险预警；所述历史修正后室内环境场为在建立所述当前室内环境场之前，修正后的室内环境场；

具体包括：

步骤S301：建立建筑物理模型，结合建筑环境调控设备实时运行状态和人员实时定位信息，利用建筑环境模拟软件，对当前室内环境参数分布进行模拟，建立当前室内环境场；所述当前室内环境场包括温湿度场、污染物浓度场和气流组织；

步骤S302：以获取的所述室内环境参数为依据，结合所述室内物体表面温度场分布对建立的所述当前室内环境场进行修正，得到所述当前修正后室内环境场；

步骤S303：根据所述当前修正后室内环境场、所述历史修正后室内环境场和所述疑似感染者的所述飞沫传播轨迹和所述人员移动轨迹计算室内发生病毒传播的感染概率，所述感染概率越大，传播风险越大，实现传播风险的评估。

步骤S4：根据所述识别判断结果、所述分析结果和所述传播风险评估结果进行通风净化联动控制；具体包括：

整体控制：以所述传播风险评估结果为依据进行整体优化控制，实现建筑整体通风净化；

局部控制：对所述当前修正后室内环境场中的所述污染物浓度高于设定阈值的区域进行局部通风净化；对所述疑似感染者所在区域和所述密切接触者所在区域进行局部净化、稀释通风，实现针对源头的局部净化处理。

步骤S5：对通风净化联动控制效果进行评估；具体包括：

通过所述当前修正后室内环境场及所述历史修正后室内环境场，建立环境场-时间函数，计算污染物浓度的衰减速率，根据所述污染物浓度的衰减速率的大小及当前污染物浓度大小评价通风净化效果。

本实施例中，该方法既能够实时的监测建筑室内外环境参数，还能实时获取人体生理指标判断人体健康状态以及获取各人员移动轨迹和飞沫传播轨迹，及时、准确的识别出疑似感染者及其密切接触者，并及时对疑似感染者和密切接触者采取应对措施。另外，还能够对当前室内环境传播风险进行评估，从而能够进一步对室内环境进行采取可靠的通风净化措施，最大程度的降低病毒传播的风险，保证人员的健康安全。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种建筑内病毒传播的监测、溯源与预警调控系统，其特征在于，包括环境监测系统、病毒溯源系统、环境诊断预警系统和通风净化联动控制系统；所述环境监测系统包括环境静态监测系统和动态监测系统；

所述环境静态监测系统，用于对建筑室内外的环境参数进行监测；所述环境参数包括温湿度和污染物浓度；

所述动态监测系统，用于对人体生理指标、人员动态指标和室内物体表面温度场分布进行监测；所述人员动态指标包括飞沫传播轨迹和人员移动轨迹；

所述病毒溯源系统，用于根据获取的人体生理指标进行疑似感染者的识别判断，得到识别判断结果；当所述识别判断结果为所述疑似感染者时，对所述疑似感染者的所述飞沫传播轨迹和所述人员移动轨迹进行分析，得到分析结果，根据所述分析结果确定密切接触者，对所述密切接触者和所述疑似感染者采取应对措施；

所述环境诊断预警系统，用于建立当前室内环境场，根据所述建筑室内外的环境参数修正所述当前室内环境场，得到当前修正后室内环境场，结合历史修正后室内环境场和所述疑似感染者的所述飞沫传播轨迹和所述人员移动轨迹进行传播风险评估，得到传播风险评估结果，根据所述传播风险评估结果进行高风险预警；所述历史修正后室内环境场为在建立所述当前室内环境场之前，修正后的室内环境场；

所述通风净化联动控制系统，用于根据所述识别判断结果、所述分析结果和所述传播风险评估结果进行通风净化联动控制。

2.根据权利要求1所述的一种建筑内病毒传播的监测、溯源与预警调控系统，其特征在于，所述环境静态监测系统包括温度传感器、湿度传感器和污染物浓度测量传感器；所述动态监测系统包括红外摄像机。

3.根据权利要求1所述的一种建筑内病毒传播的监测、溯源与预警调控系统，其特征在于，所述环境诊断预警系统包括室内环境场建立模块、室内环境场修正模块和传播风险评估模块；

所述室内环境场建立模块，用于利用建筑环境模拟软件，对室内环境参数分布进行模拟，建立当前室内环境场；

所述室内环境场修正模块：以所述环境静态监测系统获得的所述室内环境参数为依据，结合所述物体表面温度场分布对建立的所述当前室内环境场进行修正，得到所述当前修正后室内环境场；

所述传播风险评估模块，用于根据所述当前修正后室内环境场、所述历史修正后室内环境场和所述疑似感染者的所述飞沫传播轨迹和所述人员移动轨迹计算室内发生病毒传播的感染概率，所述感染概率越大，传播风险越大，实现传播风险的评估。

4.根据权利要求3所述的一种建筑内病毒传播的监测、溯源与预警调控系统，其特征在于，室内环境场建立模块，用于利用建筑环境模拟软件，对室内环境参数分布进行模拟，建立当前室内环境场；具体包括：

建立建筑物理模型，结合建筑环境调控设备实时运行状态和人员实时定位信息，利用建筑环境模拟软件，对当前室内环境参数分布进行模拟，建立当前室内环境场；所述当前室内环境场包括温湿度场、污染物浓度场和气流组织。

5.根据权利要求1所述的一种建筑内病毒传播的监测、溯源与预警调控系统，其特征在于，所述通风净化联动控制系统包括整体控制系统和局部控制系统；

所述整体控制系统，用于以所述传播风险评估结果为依据进行整体优化控制，实现建筑整体通风净化；

所述局部控制系统，用于对所述当前修正后室内环境场中的所述污染物浓度高于设定阈值的区域进行局部通风净化；对所述疑似感染者所在区域和所述密切接触者所在区域进行局部净化、稀释通风，实现针对源头的局部净化处理。

6.根据权利要求1所述的一种建筑内病毒传播的监测、溯源与预警调控系统，其特征在于，还包括通风净化效果评估系统，用于评估所述通风净化联动控制系统的通风净化效果；具体包括：

通过所述当前修正后室内环境场及所述历史修正后室内环境场，建立环境场-时间函数，计算污染物浓度的衰减速率，根据所述污染物浓度的衰减速率的大小及当前污染物浓度大小评价通风净化效果。

7.一种建筑内病毒传播的监测、溯源与预警调控方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：获取建筑室内外环境参数，所述环境参数包括温湿度和污染物浓度；

获取人体生理指标、人员动态指标和室内物体表面温度场分布；所述人员动态指标包括飞沫传播轨迹和人员移动轨迹；

步骤二：根据获取的人体生理指标进行疑似感染者的识别判断，得到识别判断结果；当所述识别判断结果为所述疑似感染者时，对所述疑似感染者的所述飞沫传播轨迹和所述人员移动轨迹进行分析，得到分析结果，根据所述分析结果确定密切接触者，对所述密切接触者和所述疑似感染者采取应对措施；

步骤三：建立当前室内环境场，根据所述建筑室内外的环境参数修正所述当前室内环境场，得到当前修正后室内环境场，结合历史修正后室内环境场和所述疑似感染者的所述飞沫传播轨迹和所述人员移动轨迹进行传播风险评估，得到传播风险评估结果，根据所述传播风险评估结果进行高风险预警；所述历史修正后室内环境场为在建立所述当前室内环境场之前，修正后的室内环境场；

步骤四：根据所述识别判断结果、所述分析结果和所述传播风险评估结果进行通风净化联动控制；

步骤五：对通风净化联动控制效果进行评估。

8.根据权利要求7所述的一种建筑内病毒传播的监测、溯源与预警调控方法，其特征在于，根据所述建筑室内外的环境参数修正当前室内环境场，结合历史修正后室内环境场和所述疑似感染者的所述飞沫传播轨迹和所述人员移动轨迹进行传播风险评估，得到传播风险评估结果，具体包括：

建立建筑物理模型，结合建筑环境调控设备实时运行状态和人员实时定位信息，利用建筑环境模拟软件，对当前室内环境参数分布进行模拟，建立当前室内环境场；所述当前室内环境场包括温湿度场、污染物浓度场和气流组织；

以获取的所述室内环境参数为依据，结合所述室内物体表面温度场分布对建立的所述当前室内环境场进行修正，得到所述当前修正后室内环境场；

根据所述当前修正后室内环境场、所述历史修正后室内环境场和所述疑似感染者的所述飞沫传播轨迹和所述人员移动轨迹计算室内发生病毒传播的感染概率，所述感染概率越大，传播风险越大，实现传播风险的评估。

9.根据权利要求7所述的一种建筑内病毒传播的监测、溯源与预警调控方法，其特征在于，根据所述识别判断结果、所述分析结果和所述传播风险评估结果进行通风净化联动控制，具体包括：

整体控制：以所述传播风险评估结果为依据进行整体优化控制，实现建筑整体通风净化；

局部控制：对所述当前修正后室内环境场中的所述污染物浓度高于设定阈值的区域进行局部通风净化；对所述疑似感染者所在区域和所述密切接触者所在区域进行局部净化、稀释通风，实现针对源头的局部净化处理。

10.根据权利要求7所述的一种建筑内病毒传播的监测、溯源与预警调控方法，其特征在于，所述对通风净化联动控制效果进行评估，具体包括：

通过所述当前修正后室内环境场及所述历史修正后室内环境场，建立环境场-时间函数，计算污染物浓度的衰减速率，根据所述污染物浓度的衰减速率的大小及当前污染物浓度大小评价通风净化效果。

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