[發(fā)明專利]一種膨脹煙絲工段的逃生路徑指導(dǎo)系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811285948.0
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109299831B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林森;嚴(yán)建波;王暉;陳行杰;吳俊雄;石釘科;趙易;丁男哲;徐棟炯
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江中煙工業(yè)有限責(zé)任公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06F17/18;G08B17/00;G08B17/10
• 代理公司: 杭州天勤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 曹兆霞

1.一種膨脹煙絲工段的逃生路徑指導(dǎo)系統(tǒng)，包括：

設(shè)置在膨脹煙絲工段的至少一個二氧化碳傳感器、氧氣傳感器、毒氣傳感器、熱量傳感器、煙霧傳感器、指示燈和報警器；

與上述所有傳感器、指示燈和報警器通信連接的計算機處理器和存儲器，存儲器中存儲有可在計算機處理器上執(zhí)行的計算機程序和根據(jù)膨脹煙絲工段的三維場景圖構(gòu)建的逃生路徑集合G(N,A)；

所述計算機處理器執(zhí)行所述計算機程序時，執(zhí)行以下步驟：

接收二氧化碳傳感器、氧氣傳感器、毒氣傳感器、熱量傳感器、煙霧傳感器上傳的二氧化碳濃度數(shù)據(jù)、氧氣濃度數(shù)據(jù)、毒氣濃度數(shù)據(jù)、持續(xù)熱輻射熱量數(shù)據(jù)和持續(xù)累積熱量數(shù)據(jù)、以及煙霧濃度數(shù)據(jù)；

根據(jù)二氧化碳濃度數(shù)據(jù)、氧氣濃度數(shù)據(jù)、毒氣濃度數(shù)據(jù)、持續(xù)熱輻射熱量數(shù)據(jù)、持續(xù)累積熱量數(shù)據(jù)實時更新每條逃生路徑的信息素濃度；

根據(jù)煙霧濃度數(shù)據(jù)更新每條逃生路徑的能見度和移動速度；

按照以下公式(1)計算每條路徑的轉(zhuǎn)移概率：

其中，η_ij(t)＝1/L_i-j為能見度，是節(jié)點i和節(jié)點j之間距離L_i-j的倒數(shù)，τ_ij(t)為t時刻節(jié)點i到節(jié)點j之間的信息素濃度，allowed為允許訪問的節(jié)點集合，α和β分別為信息素和能見度的加權(quán)值；

以逃生路徑對應(yīng)的轉(zhuǎn)移概率小于轉(zhuǎn)移概率閾值和信息素濃度大于0為約束條件，利用(1)在公式(2)～(5)表示的最優(yōu)逃生路徑的尋優(yōu)模型中尋找最短逃生路徑，該最短逃生路徑即為最優(yōu)逃生路徑；

最優(yōu)逃生路徑的尋優(yōu)模型為：

其中，從節(jié)點i到節(jié)點j的逃生路徑x_ij消耗的逃生時間為t_ij，F(xiàn)S(i)為從節(jié)點i出發(fā)的所有逃生路徑的集合，若(i,j)∈A，則x_ij＝1，否則x_ij＝0，F(xiàn)S(1)表示始發(fā)節(jié)點的第一條路徑，x_hi表示從節(jié)點h到節(jié)點i的逃生路徑，n表示節(jié)點集合N中所有節(jié)點的個數(shù)；

計算機處理器根據(jù)最優(yōu)逃生路徑發(fā)送控制指令到路徑上的指示燈和報警器，控制指示燈和報警器工作，以指導(dǎo)逃生者逃生；

每條逃生路徑的信息素濃度的更新公式為：

其中，τ_ij(t+1)為t+1時刻節(jié)點i到節(jié)點j之間的信息素濃度，ρ為信息素濃度的衰減因子，L_k為逃生者k在當(dāng)次循環(huán)過程中走過的路徑總長度，Q_i,j為逃生者k經(jīng)過逃生路徑x_ij剩余體力值，受二氧化碳濃度數(shù)據(jù)、氧氣濃度數(shù)據(jù)、毒氣濃度數(shù)據(jù)、持續(xù)熱輻射熱量數(shù)據(jù)、持續(xù)累積熱量數(shù)據(jù)影響，初始體力值為Q，為常數(shù)；

其中，逃生者在高溫作用下，人體的忍受能力為：

其中，變化區(qū)間為[0，1]，當(dāng)為1時表示人體的忍受程度達(dá)到最大值，L_i-j為節(jié)點i到節(jié)點j的路徑長度，v_i-j為路徑L_i-j內(nèi)逃生者移動速度，t_Irad為熱輻射作用下逃生者忍受時間，q為持續(xù)熱輻射熱量數(shù)據(jù)，t_Iconv為熱對流作用下逃生者忍受時間，T為持續(xù)累積熱量數(shù)據(jù)；

根據(jù)人體的忍受能力更新逃生者的剩余體力值為：

其中，Q_h,i進入逃生路徑x_ij之前的剩余體力值，h表示逃生者經(jīng)過的上一個逃生節(jié)點；

其中，逃生者在毒氣、高濃度二氧化碳以低濃度氧氣作用下，人體的忍受能力為：

其中，變化區(qū)間為[0，1]，當(dāng)為1時表示人體的忍受程度達(dá)到最大值，L_i-j為節(jié)點i到節(jié)點j的路徑長度，v_i-j為路徑L_i-j內(nèi)逃生者移動速度，為逃生路徑x_ij上第s種毒氣的濃度數(shù)據(jù)，s∈m，m為毒氣的總類別，為為逃生者能夠承受第s種毒氣的劑量最大值，CO₂％為二氧化碳濃度數(shù)據(jù)，O₂％為氧氣濃度數(shù)據(jù)，η表示時間點；

根據(jù)人體的忍受能力更新逃生者的剩余體力值為：

其中，Q_h,i進入逃生路徑x_ij之前的剩余體力值，h表示逃生者經(jīng)過的上一個逃生節(jié)點；

其中，根據(jù)人體的忍受能力和更新逃生者的剩余體力值為：

其中，Q_h,i進入逃生路徑x_ij之前的剩余體力值，h表示逃生者經(jīng)過的上一個逃生節(jié)點；

其中，定義P_ij認(rèn)為是逃生者在逃生路徑(i,j)上安全通過的概率，為了優(yōu)先保證逃生人員的安全，增加以下約束條件：

其中，τ為轉(zhuǎn)移概率閾值，表示逃生者能夠安全逃生的最小概率；

其中，采用公式(16)～(18)更新能見度η_ij(t)和移動速度v_i-j：

η_ij(t)＝μ/L_i-j (16)

v_i-j＝μv (17)

其中，v為普通人在正常環(huán)境下的移動速度，μ為濃煙影響下，逃生者移動速度的下降程度，k_c為煙氣減光系數(shù)；

其中，所述逃生路徑集合G(N,A)通過以下方法構(gòu)建：

根據(jù)膨脹煙絲工段實際場景建立三維場景圖；

以三維場景圖中的門、樓梯口、走廊拐彎、岔口作為節(jié)點，生成多個逃生路徑，組成逃生路徑集合G(N,A)，其中，N為節(jié)點集合，A為路徑集合。