[發(fā)明專利]基于多智能體的城市應(yīng)急疏散仿真系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910061536.3
• 申請日: 2009-04-07
• 公開（公告）號: CN101515309A
• 公開（公告）日: 2009-08-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王乘;郭丹;伍永剛;任波
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06F17/30;G06N5/00
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心
• 代理人: 方 放

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于計算機(jī)仿真技術(shù)領(lǐng)域的復(fù)雜系統(tǒng)仿真，具體涉及一種基于多智能體的城市應(yīng)急疏散仿真系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著當(dāng)前信息化建設(shè)步伐的日益推進(jìn)，城市應(yīng)急體系已經(jīng)變成與人們?nèi)粘Ｉ钕⑾⑾嚓P(guān)的重要組成部分，甚至成為城市管理水平的標(biāo)志。現(xiàn)代城市公共場所通常人口高度密集、財產(chǎn)集中、環(huán)境特殊、功能立體化、事故隱患多且難以預(yù)防，這些特征使城市面對災(zāi)害時愈加脆弱，增加了災(zāi)害的易損性。一旦發(fā)生事故后果嚴(yán)重，救助不及時，將帶來巨大的人員傷亡和財產(chǎn)損失。近幾年來，在全球范圍內(nèi)爆發(fā)了一系列重大突發(fā)事故，禽流感、印度洋海嘯、汶川大地震等重大危機(jī)在造成大量人民生命財產(chǎn)損失的同時，也為世界各國的城市應(yīng)急系統(tǒng)敲響了警鐘。無論是在通信基站、信息中心等信息系統(tǒng)，還是醫(yī)療、衛(wèi)生、交通的資源調(diào)度信息化體系等方面，都在經(jīng)受著嚴(yán)格的考驗。隨著計算機(jī)仿真的發(fā)展，群體仿真技術(shù)得到越來越多的關(guān)注。群體仿真研究在城市的虛擬現(xiàn)實仿真特別是輔助城市規(guī)劃，建筑設(shè)計以及安全評估等應(yīng)用的重要補(bǔ)充工具。開展城市內(nèi)大規(guī)模人員應(yīng)急疏散的研究，利用現(xiàn)代信息技術(shù)進(jìn)行模擬仿真，將仿真結(jié)果用于制定合理的、科學(xué)的、高效的應(yīng)急疏散方案，提高城市對突發(fā)事件的應(yīng)變能力，具有十分重要的研究意義。

目前比較流行的是使用計算機(jī)仿真技術(shù)，結(jié)合心理學(xué)，社會學(xué)領(lǐng)域知識，研究緊急情況下人群失控行為與其所處環(huán)境的關(guān)系以及相應(yīng)的疏散仿真。現(xiàn)有大多數(shù)疏散仿真軟件均是從微觀的角度針對建筑物環(huán)境內(nèi)人員的緊急徒步疏散，例如由英國格林威治大學(xué)的EXODUS的開發(fā)團(tuán)隊開發(fā)的Building-EXODU軟件、由國際防火協(xié)會的Rita?F.Fahy開的EXIT89軟件、由英國蘇格蘭集成環(huán)境解決有限公司(Integrated?EnvironmentalSolutions?Ltd)Peter?Thompson博士開發(fā)的SIMULEX軟件、由英國莫特·麥克唐納公司(Mott?Macdonald)設(shè)計的STEPS三維散軟件。

對于區(qū)域性、較大范圍內(nèi)的城市緊急疏散研究，大部分理論研究是從管理和指揮等宏觀角度出發(fā)，有關(guān)疏散的仿真也集中于研究最佳疏散路徑等宏觀交通疏散仿真模型，例如，盧兆明、林鵬等，“基于GIS的都市應(yīng)急疏散系統(tǒng)”，《中國公共安全》，2005.(02)：35-40；由于數(shù)學(xué)模型的局限性，無法完整地模擬在宏觀條件下微觀逃生者個體的行為，導(dǎo)致模型和實際情況存在偏差。即便是使用微觀層面的人員個體行為模型，當(dāng)前研究人員也大多采用數(shù)學(xué)模型、概念模型等建模方法，取得的模型多是對人員緊急疏散系統(tǒng)某一方面或某一要素的反映，例如，李引擎，肖澤南等人開發(fā)的密集場所人員疏散動態(tài)模擬與分析模型及軟件，采用網(wǎng)格離散化的建筑平面圖作為疏散模擬平臺，以時間段為單位計算人員的行動位置、速度和方向變化，人員按照距離最近原則，正方向朝著有效疏散距離最短的出口或連接行進(jìn)，行進(jìn)速度由每一時間段內(nèi)人員移動距離決定(李引擎，肖澤南，張向陽，唐海，劉文利，仝玉，李磊，孫旋.火災(zāi)中人員安全疏散的計算機(jī)模型[J].建筑科學(xué)，2006，22(1)：1-5)。此類模型遵從預(yù)先設(shè)定人群行為規(guī)律，對于構(gòu)成實際社會系統(tǒng)中的個體行為智能性研究較少，并沒有利用到多智能體技術(shù)(Multi-Agents)在復(fù)雜系統(tǒng)建模研究方面的優(yōu)勢：通過個體智能行為的自治、推理、通訊和協(xié)作機(jī)制，從個體之間或個體與環(huán)境之間的交互而隱現(xiàn)出個體層面上不可預(yù)見的宏觀行為。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種基于多智能體的城市應(yīng)急疏散仿真系統(tǒng)，解決當(dāng)前各類專業(yè)應(yīng)急仿真系統(tǒng)功能單一、系統(tǒng)中應(yīng)急實體行為規(guī)則缺乏智能性的問題，以彌補(bǔ)對于區(qū)域性、較大范圍內(nèi)的城市應(yīng)急緊急疏散仿真研究的缺乏和不足。

本發(fā)明將城市應(yīng)急疏散仿真系統(tǒng)中各類實體例如：災(zāi)難源、疏散人員、醫(yī)療設(shè)施，救療媒介(如車輛)等，定義為各類智能體(Agent)。

本發(fā)明的一種基于多智能體的城市應(yīng)急疏散仿真系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)庫模塊、通信模塊、參數(shù)配置界面模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、智能體產(chǎn)生模塊、計劃執(zhí)行模塊、仿真模塊和評估模塊，其特征在于：

所述數(shù)據(jù)庫模塊包括綜合數(shù)據(jù)庫、知識庫以及模型庫，用于為城市應(yīng)急疏散仿真系統(tǒng)其他模塊提供數(shù)據(jù)支持，其中綜合數(shù)據(jù)庫又包括危險源子庫、資源子庫、基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)子庫，危險源子庫存儲城市危險源信息，包括城市危險源種類、數(shù)量、分布位置、處理險情種類；資源子庫存儲城市應(yīng)急隊伍以及物質(zhì)資源，包括城市應(yīng)急隊伍以及物資種類、數(shù)量、分布位置、隸屬單位、處理險情種類、專業(yè)領(lǐng)域描述、聯(lián)系方式；基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)子庫存儲城市基礎(chǔ)地理框架數(shù)據(jù)；