[發明專利]基于博弈論的大規模人群疏散最優逃生路線生成方法

有效

• 申請號: 201310008210.0
• 申請日: 2013-01-10
• 公開（公告）號: CN103279800A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 李文輝;朱金龍;李慧盈;傅博;王守佳;封金煜;徐京;楊超;劉大衛;李禹霖
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06M11/00
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• 代理人: 暫無信息

1.基于博弈論的大規模人群疏散最優逃生路線生成系統，應用采用傳統的Agent運動模型，結合蒙特卡洛模型評測風險、應用博弈論解決各Agent擁堵沖突與路徑選擇問題，通過對逃生疏散過程的模擬與分析，產生全局的最優逃生方案。?

所需設備：本發明采用55個陣列式監控攝像頭-SLP-ZS39160D、VGA6464電腦VGA矩陣切換器、PC機、海康硬盤錄像機DS-8016HS-S一臺，以及用于連接PC和嵌入式設備的線路。攝像頭布局：攝像頭工作范圍為長30米寬6米長區域，如圖2所示；攝像頭布置原則以覆蓋全部走廊區域，從正門開始布設，如圖3所示布置示意圖，圖3為建筑的第一層樓布置，其他樓層按這種原則布置，一層共11個攝像頭，5層樓共需55個攝像頭。?

本發明方法步驟如下：?

(010)部分，視頻監測具體步驟如下：?

步驟C011：根據攝像頭拍攝的視頻提取背景，獲取圖像掩模；?

步驟C012：設定時間閾值x，根據閾值法判定背景是否發生突變；若背景發生突變則設置該幀圖像為背景，利用背景模型的自適應性將運動目標在背景初始化時造成的影響消除，然后利用自適應背景更新算法，跟蹤背景細節；?

步驟C013：行人目標檢測采用幀差法(Frame?difference)確定行人目標；?

步驟C014：采用最大類間方差法形成行人的整體輪廓；?

步驟C015：采用數學形態學處理圖像應用開運算，其效果是消除細小物體、在較為纖細的連接點分離物體、平滑較大物體的邊界，同時保持物體的面積不改變；?

步驟C016：采用多人坐標映射分割法分割相連的行人，經過坐標映射分割，圖像中的行人區域被分割出來，以最小外接矩形框包圍，形成矩形目標塊。在這些塊中，有包含單個行人的，也有包含多個互相接觸的行人的。多個行人相接觸，形成了圖像中的合并(merge)問題，利用塊中目標像素點個數來估計其中所包含的人數，在判別出多人塊之后，就要根據其面積和寬度，來決定分割的子塊個數；?

步驟C017：合并、分離處理，合并、分離問題是采用攝像機垂直拍攝方式進行視頻人數統計中的一個關鍵問題。能否較好的處理合并、分離問題，是準確統計人數的關鍵，首先，在合并、分離情況出現時，依靠多人塊分割，將含有多人的目標塊分割成只含有一個行人的子塊，且子塊之間不存在重疊；然后，在跟蹤過程中，根據子塊重疊系數作為匹配特征，區分出合并在一起的子塊；?

步驟C018：行人計數方法，本方法分為兩個統計方式：一個是統計當前場景中的行人總數，另一個是統計通過計數線的人數。兩個統計內容，都要首先依賴于統計區域的劃分，采用雙計數線劃分統計區域，在雙線三區的基礎上，設立了釋放區域；?

(020)部分，初始化逃生配置，具體步驟如下：?

步驟C021：開始，加載三維場景，并根據攝像頭檢測的人數自動初始化等數量Agent；?

步驟C022：設置災難類型、災害發生位置；?

(030)部分，模擬處理過程，具體步驟如下：?

步驟C031：計算各個路徑的人群密度態勢，即人群疏散的過程中每個單位區域上流經的人數；?

步驟C032：采用Dijkstra算法計算出各個房間相距最近的安全出口的最短距離；?

步驟C033：計算各個房間人群經過C032計算的最短路徑所需的時間，速度為房間內人員的平均速度；?

步驟C034：應用蒙特卡洛模型評估各安全出口的風險等級，評估因素包括：隨時間變化人數的變化率p_c、安全措施(消火栓和滅火器)級別m_s＝為路徑長度/安全措施個數；安全通道間隔級別d_s＝安全通道相距距離/安全通道個數；相距災害距離d_f；Q_R＝m_s*d_s/d_r*p_c；步驟C035：應用博弈論決定逃生路徑，其收益函數參考因素包括：各房間最短路徑，各安全出口的風險等級，逃生路徑災害風險等級，人群密度態勢分布，根據收益函數值，取貝葉斯納什均衡點，決定各個Agent的逃生路線；?

步驟C036：當安全出口出現擁擠現象時，用博弈論計算部分擁擠人群通過其他安全出口疏散或在擁擠出口等待的收益函數，以此來決定選擇哪種策略逃生，即原地等待或選擇其他路徑疏散；?

步驟C037：疏散逃生模擬結束，獲取過程數據；?

(040)部分，分析處理過程，具體步驟如下：?

步驟C041：根據疏散過程數據，計算各個逃生出口人群疏散態勢，即疏散人數；?

步驟C042：根據疏散過程數據，計算逃生失敗Agent逃生路線；?

步驟C043：根據疏散過程數據，分析逃生失敗Agent可成功逃路線；?

步驟C044：輸出分析結果。?