[發(fā)明專利]一種室內(nèi)人群疏散方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910193386.5
• 申請(qǐng)日: 2019-03-14
• 公開（公告）號(hào): CN109948229B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐小龍;劉欣欣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06Q10/04
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 王恒靜

本發(fā)明公開了一種室內(nèi)人群疏散方法，該方法包括場(chǎng)景模型初始化：根據(jù)行人所在的建筑場(chǎng)館的平面圖，將平面圖按網(wǎng)格規(guī)則進(jìn)行劃分生成元胞空間，并對(duì)元胞空間進(jìn)行初始化；行人疏散步驟：在確定了元胞狀態(tài)更新規(guī)則的基礎(chǔ)上，讓每個(gè)行人占據(jù)的元胞在離散的時(shí)間步內(nèi)根據(jù)規(guī)則進(jìn)行狀態(tài)更新，并記錄每個(gè)時(shí)間步內(nèi)的行人的位置直到所有行人逃離出場(chǎng)館；路徑規(guī)劃：根據(jù)模型的運(yùn)行結(jié)果以及行人的身份，對(duì)每個(gè)行人提供路徑規(guī)劃信息，指引其逃離場(chǎng)館；本發(fā)明考慮了多種影響因素，從而在災(zāi)難發(fā)生時(shí)，通過該方法可以提高人群疏散的效率，避免人群擁擠，同時(shí)，利用該方法可以為每個(gè)人提供一個(gè)路徑規(guī)劃，引導(dǎo)每個(gè)人離開建筑或場(chǎng)館，并避免與他人產(chǎn)生碰撞。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及人群疏散仿真的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種室內(nèi)人群疏散方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代社會(huì)的飛速進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市化的現(xiàn)象越來越嚴(yán)重，大型建筑物，如電影院、大型購(gòu)物商場(chǎng)等越來越密集。這種密集化的大型建筑物在給人們帶來了很多生活便利的同時(shí)，也給人們帶來了很多安全隱患。

現(xiàn)在人們80-90％的時(shí)間都在室內(nèi)活動(dòng)，而近年來，各種室內(nèi)公共安全問題和突發(fā)事件如火災(zāi)、地震等層出不窮，就2018年來說，全球共發(fā)生6.0級(jí)以上地震119次，而在火災(zāi)方面，全國(guó)消防部門接報(bào)火災(zāi)數(shù)十萬起，這些災(zāi)難的突發(fā)性經(jīng)常導(dǎo)致行人無法即時(shí)的疏散，從而造成數(shù)不勝數(shù)的傷亡人員，因此，如何在大型場(chǎng)館內(nèi)發(fā)生災(zāi)難時(shí)，對(duì)人群進(jìn)行及時(shí)地疏散并為每個(gè)受災(zāi)群眾提供疏散路線，盡最大可能挽救人民生命成為了一個(gè)值得研究并解決的問題。

針對(duì)室內(nèi)人群疏散問題，傳統(tǒng)的解決方法是請(qǐng)專家根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和建筑的布局等為建筑量身定做疏散方案，或者定期地在建筑或場(chǎng)館內(nèi)組織人員進(jìn)行演習(xí)，但是隨著建筑結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，請(qǐng)專家定制已經(jīng)不足以應(yīng)對(duì)突發(fā)事件發(fā)生時(shí)人群疏散的復(fù)雜度，而定期演習(xí)的方法不僅耗時(shí)耗力，而且易造成人群擁堵，因此這兩種方法變得越來越不可行。

因此，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，大家開始利用計(jì)算機(jī)對(duì)人群疏散和路徑規(guī)劃進(jìn)行研究，并建立了各種仿真模型，從微觀和宏觀等各個(gè)層面進(jìn)行建模模擬，從而為大型建筑和場(chǎng)館中的人群疏散和人員路線規(guī)劃提供了一種有效的途徑，但是目前大多疏散模型都沒有考慮到多個(gè)影響因素對(duì)于人群疏散的影響，疏散效率低。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種室內(nèi)人群疏散方法，該方法可以解決人群疏散效率低，時(shí)間長(zhǎng)，疏散過程中出現(xiàn)擁擠的問題，本發(fā)明還提供一種室內(nèi)人群疏散系統(tǒng)。

技術(shù)方案：本發(fā)明所述的室內(nèi)人群疏散方法，該方法包括：

場(chǎng)景模型初始化：首先構(gòu)建由若干網(wǎng)格組成的元胞空間；然后，建立坐標(biāo)系，元胞空間中的每個(gè)元胞可確定坐標(biāo)位置，確定每個(gè)元胞的狀態(tài)集，從而初始化出口元胞、障礙物元胞的狀態(tài)；

行人疏散：首先，元胞的狀態(tài)更新規(guī)則為：每個(gè)行人占據(jù)一個(gè)元胞，元胞狀態(tài)的改變類比行人的移動(dòng)，行人在走動(dòng)的過程中的每一步代表了元胞狀態(tài)更新的一個(gè)時(shí)間步；

其次，行人疏散的步驟包括：

S1、計(jì)算元胞空間中每個(gè)元胞的靜態(tài)收益；

S2、判斷是否所有行人均到達(dá)出口元胞的位置，若存在行人沒有到達(dá)出口元胞的位置，則基于元胞和行人間的影響因素得到當(dāng)前行人本身的元胞以及所在元胞的元胞鄰域?qū)Ξ?dāng)前行人的轉(zhuǎn)移收益，選擇所述轉(zhuǎn)移收益最大的元胞作為當(dāng)前行人下一個(gè)可能轉(zhuǎn)移的元胞，并確認(rèn)是否存在多個(gè)行人選擇同一個(gè)元胞的沖突，若存在沖突，則選擇累積競(jìng)爭(zhēng)力最大的行人占據(jù)所述轉(zhuǎn)移收益最大的元胞，并更新行人的累積競(jìng)爭(zhēng)力和元胞的狀態(tài)，否則，直接更新各個(gè)元胞的狀態(tài)；

S3、循環(huán)步驟S2，直到所有行人均占據(jù)過出口元胞的位置，結(jié)束行人疏散；

所述步驟S2中的影響因素包括所述靜態(tài)收益、元胞空間中每個(gè)元胞的行人間的排斥力、行人與障礙物間的排斥力、行人間的摩擦力、行人與障礙物間的摩擦力、行人間的從眾行為和行人一步損耗；