[發(fā)明專利]一種改進(jìn)元胞自動機(jī)的人員疏散模型方法

在審

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• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN109948167A
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊川
• 申請（專利權(quán)）人: 楊川
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06Q50/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種改進(jìn)元胞自動機(jī)的人員疏散模型方法。包括如下步驟：步驟1，在t時刻隨機(jī)生成初始速度；步驟2，選擇出口，計(jì)算行人社會力合力；步驟3，計(jì)算行人速度，并根據(jù)移動規(guī)則確定行人移動目標(biāo)位置；步驟4，行人進(jìn)行1個時間步；步驟5，確定目標(biāo)位置是否到達(dá)出口，并計(jì)算疏散時間。本發(fā)明可以更好地描述行為人員疏散中典型現(xiàn)象，如行人間摩擦碰撞、行為動態(tài)選擇出口、行人在出口附近聚集形成結(jié)構(gòu)以及行人不同的移動方式等。該模型方法運(yùn)行速度快且更接近真實(shí)疏散情景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種一種改進(jìn)元胞自動機(jī)的人員疏散模型方法。

背景技術(shù)

近年來，公共區(qū)域突發(fā)事件不斷發(fā)生，如“上海外灘踩踏事件”、“巴黎爆炸事件”等，公共區(qū)域人員疏散問題已經(jīng)引起社會廣泛關(guān)注。人員疏散模型是研究人員疏散的重要手段，如何更加準(zhǔn)確模擬疏散過程是當(dāng)前研究的關(guān)鍵。

目前常用的模型有連續(xù)模型和離散模型。連續(xù)模型主要考慮行人微觀特性，注重具有自治行為方式的虛擬，強(qiáng)調(diào)心理因素和外界環(huán)境對運(yùn)行行為的影響，進(jìn)而模擬疏散人員的個人行為，但連續(xù)模型通常較復(fù)雜，運(yùn)算量較大，尤其在復(fù)雜環(huán)境下計(jì)算效率較低。離散模型是通過一定規(guī)則來模擬人員疏散情況，計(jì)算簡單且運(yùn)行速度較快，但難以捕捉個體行為。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明旨在提供一種改進(jìn)元胞自動機(jī)的人員疏散模型方法。

步驟1：將公共區(qū)域劃分為更小的網(wǎng)格，即每個格點(diǎn)均小于行人所占據(jù)的實(shí)際空間。規(guī)定每個行人占據(jù)2╳2個格點(diǎn)，格點(diǎn)邊長與行人半徑相等，行人中心為4個格點(diǎn)中心，具體方式如下：從疏散開始到結(jié)束，行人a在單位時間t從m（m>1）出口中選擇出口i的概率p_i為：

（1）

（2）

式中，f_p表示慣性系數(shù)，d_i表示行人a到i出口的距離；N_i表示出口i正前方8╳8格點(diǎn)內(nèi)行人個數(shù)。

步驟2：根據(jù)社會力模型計(jì)算出加整度并且選擇合適的出口，按照基于速度的移動規(guī)則依次確定目標(biāo)位置，具體方式如下：

定義t時刻行人a的位置為該行人所占據(jù)4個單元格的中心位置，記為(x,y)，若（x,y）處有行人，則定義F(x,y,t)=1，否則F(x,y,t)=0；若F(x-1,y,t)=0，F(x,y-1,t)=0，F(x+1,y,t)=0，F(x,y+1,t)=0，則定義G(x,y,t)=0，則G(x,y,t)=1。

步驟3：確定行人移動順序：對于每個出口，計(jì)算該出口與所有選擇該出口行人的距離，具體方式如下：設(shè)出口i的位置為(xi,yi)，則行人a距離出口i的距離為

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