[發明專利]室外應急導向路徑指示方法

有效

• 申請號: 202010049190.1
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN111062545B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 劉井泉;張繼亮;姚輝芳
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G06Q10/047
• 分類號: G06Q10/047;G06F30/20
• 代理公司: 杭州昱呈專利代理事務所(普通合伙) 33303
• 代理人: 雷仕榮

1.一種室外應急導向路徑指示方法，其特征在于，包括以下步驟：

S10，對群體疏散時間影響較大的因素包括人員特征和路徑特征，對各特征因素在合理范圍內隨機取值，利用室外群體疏散行為模型進行模擬得到疏散時間；

S20，將得到的數據進行分組，針對每組數據，通過sklearn庫的split函數，將每組數據劃分為訓練數據75％和測試數據25％；

S30，通過數據特征與預測結果的關系初步判斷，選擇線性回歸預測方法建立預測模型，采用最小二乘法構建損失函數，利用python的scikit-learn構建模型，優化過程中采用最小梯度法，以相對誤差構建評價函數，并利用測試數據計算得出結論，得到各自適應的相對誤差衡量值，得到預測時間參數矩陣，建立時間預測模型；

S40，基于室外應急疏散時間預測模型，對路徑的選擇規劃進行分析：

t_s＝t(l_s,w_s,n,p)

其中：

t_s--僅以最短路徑進行疏散的預計疏散時間，s；

l_s，w_s-最短疏散路徑長度、寬度，m；

t_d--以兩條路徑進行疏散的預計疏散時間，s；

l_c，w_c-備選疏散路徑長度、寬度，m；

N——疏散路徑規劃數量；

n——路口前10米內疏散人員數量；

p——體能較差人員所占比例，％。

2.如權利要求1所述的室外應急導向路徑指示方法，其特征在于，所述室外群體疏散行為模型以作用力為基礎，假定人在疏散過程中，x方向受到自身向前疏散力的作用F，同時受到空氣、道路對其向后的綜合阻力f以及其前方人員對其施加的向后的作用力fp；y方向受到路邊或左右側人的作用，為模型簡化需要，該作用以瞬時力的形式存在，即僅影響人在y的疏散方向，不影響其y方向的疏散速度大小，

沿x方向第i個人當前時刻的疏散加速度為：

其中：

a_i——第i個人前進方向的加速度，m/s²；

P——疏散人員集合；

w——疏散人員肩寬，取0.5m；

v_i、v_j——第i、j個人前進方向的速度，m/s；

x_i、x_j——第i、j個人前進方向的位置坐標，m；

y_i、y_k——第i、k個人垂直前進方向的位置坐標，m；

v_mi——第i個人前進方向的最大速度，m/s；

t_mi——第i個人由靜止加速至1m/s所用時間，取0.2～1.2s；

利用python的tkinter編程將該模型進行界面化實現。

3.如權利要求1所述的室外應急導向路徑指示方法，其特征在于，按照疏散路徑長度將得到的數據進行分組。

4.如權利要求1所述的室外應急導向路徑指示方法，其特征在于，相對誤差計算如下：

其中：

δ_i——第i個預測的相對誤差；

y_reali——第i個疏散時間仿真值；

y_predi——第i個疏散時間預測值；

Δ——相對誤差衡量值；

n₂——驗證數據集的數據量；

N_i——離散化函數；

S——求平均值函數。

5.如權利要求1所述的室外應急導向路徑指示方法，其特征在于，預測時間參數矩陣為：

其中W為權重向量，b為截距。

6.如權利要求5所述的室外應急導向路徑指示方法，其特征在于，根據預測時間參數矩陣得到的時間預測模型為：

其中：

t--預計疏散時間，s；

l--疏散路徑長度，m；

w₂--疏散路徑寬度，m；

n–-路口前10米內疏散人員數量；

p--體能較差人員所占比例，％。