[發明專利]基于毒氣擴散影響的疏散路徑導航系統

有效

• 申請號: 201810860425.8
• 申請日: 2018-08-01
• 公開（公告）號: CN109141423B
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 孫旋;陳一洲;尹浩東;吳建軍;詹子娜;王大鵬;袁沙沙;晏風;周欣鑫;王志偉
• 申請（專利權）人: 中國建筑科學研究院有限公司;北京交通大學
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20
• 代理公司: 北京格旭知識產權代理事務所(普通合伙) 11443
• 代理人: 雒純丹;冉晶

本發明涉及一種基于毒氣擴散影響的疏散路徑導航系統，其包括毒氣泄漏數據采集終端、毒氣擴散模擬計算模塊、疏散路徑解算模塊、路徑導航終端和信息傳輸模塊。毒氣泄漏數據采集終端將采集到的有毒氣體相關數據傳輸到毒氣擴散模擬計算模塊進行解算，確定從集合點到安置點的最優疏散路徑，并發送到路徑導航顯示終端，從而輔助人群安全高效疏散。本發明的疏散路徑導航系統考慮了路徑的受災風險及其變化，能夠為受災人群轉移提供動態的轉移路徑決策支持，減少人員受災風險與傷亡，避免盲目轉移與無序疏散。

技術領域

本發明涉及一種災害條件下的應急疏散路徑導航系統，尤其涉及一種針對有毒氣體實時擴散影響下的疏散路徑導航系統。

背景技術

隨著各種自然災害以及人為災害對人類社會造成的損失不斷加重，如何開展科學高效的應急管理是一項具有挑戰性的重大課題。面對洪水、颶風等自然災害以及建筑物火災、毒氣泄漏等突發事故，都需要將處于危險地帶的人群快速疏散至安全地帶。而此時，如何快速模擬災害的實時擴散影響，從而評估災害對疏散轉移交通網絡的耦合影響，進而制定安全快捷的疏散轉移路徑對于減輕災害或事故損失，保證人民生命財產安全具有重要意義。

專利文獻CN108171373A公開了一種化工園區毒氣泄露逃生路徑規劃方法。其采用GIS技術將整個化工園區抽象為節點網絡圖，通過改進的高斯煙羽擴散模型計算園區內各個點的毒氣濃度。使用改進后的分段計算方式計算毒負荷量，即每條道路上毒氣對人體傷害的量化。利用相關安全規定為化工園區疏散人員選取合適的安全避難所，采用Dijkstra算法，將Dijkstra算法中的長度權重轉化為毒負荷量，就可以計算出通向目標點的最優路徑。但是該文獻中的方法僅僅是根據當前的毒氣濃度來規劃逃生路徑，沒有考慮未來毒氣濃度的變化與擴散，用于毒氣逃生情景，可能會陷入以下困境：雖然路徑解算時顯示該標記點毒氣濃度很低很安全，但是等到人員依照到達該標記點時毒氣濃度已經升高導致人員陷入更危險的境地；即使人員頻繁變更路徑以適應濃度變化，必然也會造成疏散效率的下降，進而造成人員傷害風險的升高。

專利文獻CN106875615A公開了一種火災預警與主動疏導物聯網及預警、疏導方法，其通過檢測監測空氣當中的溫度、濕度、CO濃度、CO2濃度和煙霧濃度來確定標記點，并進一步通過排除標記點、應用Dijkstra算法來確定逃生路徑。跟上一個專利文獻類似，該文獻中的方法僅僅是根據當前的毒氣濃度來規劃逃生路徑，沒有考慮未來煙霧濃度的變化與擴散，用于毒氣逃生情景，可能會陷入以下困境：雖然路徑解算時顯示該標記點煙霧濃度很低很安全，但是等到人員依照到達該標記點時毒氣濃度已經升高導致人員陷入更危險的境地；即使人員頻繁變更路徑以適應濃度變化，必然也會造成疏散效率的下降，進而造成人員傷害風險的升高。而且該發明中的方法僅限于建筑物室內火災的人員逃生。

專利文獻CN104331750A公開了一種基于Dijkstra算法的最優逃生路徑獲取方法，用于非居建筑內的火災逃生，包括以下步驟：1)獲取非居建筑的易發生火災的位置和逃生出口位置；2)根據易發生火災的位置和逃生出口位置獲得可能的逃生路徑上的節點集合；3)根據可能的逃生路徑上的節點集合，通過Dijkstra算法獲取各個出口的優化逃生路徑；4)根據非居建筑內傳感器獲取的數據信息，在各個出口的優化逃生路徑中選擇最優逃生路徑。該方法主要用于解決建筑物內發生火災時出口選擇和路徑優化的問題，沒有考慮災害的影響，也不適用于室外毒氣泄漏條件下人群的轉移安置場景，因為室外不存在出口選擇問題。

在毒氣擴散模擬方面，現有方法包括高斯煙云模型、隨機游走模型等。在逃生路徑導航方面，現有研究或技術絕大多數是在疏散網絡中各弧段上的通行速度恒定或分時段恒定的假設下進行的，很少考慮災害擴散對疏散網絡中各弧段通行狀況的實時影響，然而許多災害的擴散是隨時間逐漸進行的，并且不同的地理位置受到災害的影響程度也不同。而且目前的導航系統，只是一般情況下路徑導航系統，危化品或有毒氣體泄漏情況下，如何提供考慮毒氣實時擴散影響下的疏散路徑導航服務，業內目前仍是一項空白。

發明內容