[發(fā)明專利]基于知識(shí)導(dǎo)航的人群疏散仿真方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710432140.X
• 申請(qǐng)日: 2017-06-09
• 公開（公告）號(hào): CN107256307B
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉弘;張桂娟;陸佃杰;劉寶璽;張浩;秦欣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東師范大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50;G06Q10/04;G06Q50/26;G06T17/00
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 黃海麗

本發(fā)明公開了基于知識(shí)導(dǎo)航的人群疏散仿真方法及系統(tǒng)。該方法在仿真服務(wù)器內(nèi)完成，包括構(gòu)建疏散場(chǎng)景三維模型并獲取疏散場(chǎng)景的所有障礙物及出口；將待疏散人群劃分成若干個(gè)群組，選出每個(gè)群組的引領(lǐng)者；構(gòu)建群組與導(dǎo)航agent單元的關(guān)聯(lián)關(guān)系，每群組的引領(lǐng)者與一個(gè)導(dǎo)航agent單元相對(duì)應(yīng)；引領(lǐng)者將其實(shí)時(shí)位置經(jīng)導(dǎo)航agent單元傳送至知識(shí)管理服務(wù)器，進(jìn)而為各群組動(dòng)態(tài)規(guī)劃出到達(dá)相應(yīng)出口的最佳路徑，并把引領(lǐng)者的下一位置通過導(dǎo)航agent單元傳遞給引領(lǐng)者；各群組將導(dǎo)航agent單元給出的下一位置作為目標(biāo)，把移動(dòng)后的引領(lǐng)者位置傳遞給知識(shí)管理服務(wù)器：若引領(lǐng)者到達(dá)相應(yīng)出口，則重新選擇各群組的引領(lǐng)者，返回上一步，直至各群組中無個(gè)體。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及人群疏散計(jì)算機(jī)仿真領(lǐng)域，尤其涉及一種基于知識(shí)導(dǎo)航的人群疏散仿真方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著人們生活水平的提高，人們出行的頻率逐漸增多，各類公共場(chǎng)所內(nèi)的行人規(guī)模也逐步增大。特別是在早晚高峰通勤、重大節(jié)日的大型集會(huì)、體育賽事或其他文化公共活動(dòng)時(shí)，設(shè)施內(nèi)的人群往往處于密集和擁擠的狀態(tài)。當(dāng)建筑物內(nèi)的人員密集程度較高時(shí)，行人流相互交織、相互擠壓，微小的擾動(dòng)可能致使人群進(jìn)入不穩(wěn)定的狀態(tài)。如果不能及時(shí)和有效的控制，很容易導(dǎo)致人群擁擠踐踏事故等事故的發(fā)生。

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)能夠安全有效的對(duì)復(fù)雜條件下的運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行可視化、重復(fù)性的模擬，因此該技術(shù)逐漸運(yùn)用到行人疏散理論的科學(xué)研究。突發(fā)事件下的人群疏散是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，在實(shí)際應(yīng)用中通常使用疏散實(shí)驗(yàn)的方式獲取合適的疏散預(yù)案。該方式具有針對(duì)性強(qiáng)、信息量豐富等特點(diǎn)。然而，由于存在人員安全無法保障、實(shí)驗(yàn)投入大等不可避免的問題，計(jì)算機(jī)仿真成為研究突發(fā)事件下人群疏散的最有效的方法。

當(dāng)突發(fā)事件發(fā)生時(shí)，人們由于對(duì)所處的環(huán)境不熟悉，加上心理緊張，不知所措，常常沒有目標(biāo)的盲目從眾跟隨，而由于這種行為，很容易造成疏散通道及出口擁堵，同時(shí)有的通道及出口空閑。

而且現(xiàn)有的人群疏散仿真方法中雖然提及了將待疏散人群分為群組，群組內(nèi)選出疏散引導(dǎo)者，引導(dǎo)者通過導(dǎo)航與知識(shí)庫(kù)交互，獲取快速到達(dá)出口的知識(shí)，但是均適用無障礙物的場(chǎng)景，針對(duì)有障礙的場(chǎng)景則不適用，并沒有解決在有障礙物的情況下，如何根據(jù)拓?fù)渲R(shí)及障礙物處的人流信息，動(dòng)態(tài)規(guī)劃路徑，繞行有擁堵的障礙物的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種基于知識(shí)導(dǎo)航的人群疏散仿真方法。該方法根據(jù)疏散人群所在的位置分組，各組根據(jù)位置及其對(duì)環(huán)境的熟悉程度，選出合適的引領(lǐng)者。引領(lǐng)者通過手持手機(jī)導(dǎo)航，把群組所在的位置實(shí)時(shí)傳送給對(duì)應(yīng)的導(dǎo)航agent單元,然后通過導(dǎo)航agent單元，把信息匯集到知識(shí)管理服務(wù)器。位于知識(shí)管理服務(wù)器的管理agent單元為各組動(dòng)態(tài)規(guī)劃路徑，并通過導(dǎo)航agent傳送給各組的引領(lǐng)者，使各組在引領(lǐng)者的引導(dǎo)下，繞行有擁堵的障礙物，有目標(biāo)的疏散。該方法能夠有效提高公共場(chǎng)所中通道的利用率以及突發(fā)事件情況下的人員安全性，有利于設(shè)計(jì)疏散預(yù)案，為真實(shí)的疏散演練提供幫助。

本發(fā)明的一種基于知識(shí)導(dǎo)航的人群疏散仿真方法，該方法在仿真服務(wù)器內(nèi)完成，具體包括：

步驟(1)：構(gòu)建疏散場(chǎng)景三維模型并獲取疏散場(chǎng)景的所有障礙物及疏散出口；

步驟(2)：將待疏散人群劃分成若干個(gè)群組，根據(jù)每個(gè)個(gè)體的位置及對(duì)環(huán)境的預(yù)設(shè)熟悉程度，選出每個(gè)群組的引領(lǐng)者；

步驟(3)：構(gòu)建群組與導(dǎo)航agent單元的關(guān)聯(lián)關(guān)系，每群組的引領(lǐng)者與一個(gè)導(dǎo)航agent單元相對(duì)應(yīng)；其中，導(dǎo)航agent單元與知識(shí)管理服務(wù)器相連；

步驟(4)：引領(lǐng)者將其實(shí)時(shí)位置經(jīng)導(dǎo)航agent單元傳送至知識(shí)管理服務(wù)器，知識(shí)管理服務(wù)器匯集各群組引領(lǐng)者的位置及擁堵的狀況，進(jìn)而為各群組動(dòng)態(tài)規(guī)劃出到達(dá)相應(yīng)出口的最佳路徑，并把引領(lǐng)者的下一位置通過導(dǎo)航agent單元傳遞給引領(lǐng)者；