[發(fā)明專利]一種火災(zāi)逃生路線指引方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011421024.6
• 申請(qǐng)日: 2020-12-08
• 公開（公告）號(hào): CN112488401B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董志勇;毛歡歡;趙鵬;張?jiān)瀑F;紀(jì)揚(yáng);程格爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢理工光科股份有限公司
• 主分類號(hào): G06Q10/04
• 分類號(hào): G06Q10/04;G06N3/00
• 代理公司: 武漢紅觀專利代理事務(wù)所(普通合伙) 42247
• 代理人: 李季

1.一種火災(zāi)逃生路線指引方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取火災(zāi)發(fā)生時(shí)影響逃生時(shí)間的影響因子，根據(jù)所述影響因子建立層次結(jié)構(gòu)模型；

根據(jù)同一層次的各個(gè)影響因子的不同取值范圍對(duì)上一層次的重要程度構(gòu)造多個(gè)判斷矩陣，分別對(duì)判斷矩陣進(jìn)行一致性校驗(yàn)，基于改進(jìn)的麻雀搜索算法對(duì)不滿足一致性校驗(yàn)的判斷矩陣進(jìn)行校正；所述基于改進(jìn)的麻雀搜索算法對(duì)不滿足一致性校驗(yàn)的判斷矩陣進(jìn)行校正具體包括：

設(shè)置種群數(shù)量N、解空間維度D、最大迭代次數(shù)T，初始化捕食者和加入者比列，初始化種群位置；解空間維度D根據(jù)需要校正的參數(shù)個(gè)數(shù)設(shè)定；

設(shè)定適應(yīng)度函數(shù)，計(jì)算各個(gè)個(gè)體的適應(yīng)度值，并將適應(yīng)度值按照升序排列；

根據(jù)排序結(jié)果，選取前n₁個(gè)個(gè)體作為發(fā)現(xiàn)者，進(jìn)行發(fā)現(xiàn)者位置更新；

從所有種群中隨機(jī)選取n₂個(gè)個(gè)體作為警戒者，引入螺旋搜索，進(jìn)行警戒者位置更新：

i＝1,2,…,N,j＝1,2,…,D,t＝1,2,…,T，分別為第t次、第t+1次迭代時(shí)第i個(gè)個(gè)體在第j維的位置；分別為當(dāng)前最優(yōu)位置和最差位置，β為隨機(jī)數(shù)，β～N(0,1)，f_i、f_g分別為個(gè)體i的適應(yīng)度和當(dāng)前最好適應(yīng)度，b對(duì)數(shù)螺旋形狀常數(shù)，路徑系數(shù)a為[-1,1]中的隨機(jī)數(shù)；

重新計(jì)算適應(yīng)度值并排序，更新發(fā)現(xiàn)者、跟隨者、警戒者位置，迭代運(yùn)算直到達(dá)到結(jié)束條件，輸出適應(yīng)度值最好的位置作為判斷矩陣的修正值；

基于各個(gè)判斷矩陣計(jì)算各個(gè)影響因子在不同取值范圍時(shí)的權(quán)重；

通過(guò)建筑內(nèi)部的火災(zāi)探測(cè)設(shè)備和攝像頭獲取火災(zāi)所在建筑內(nèi)的實(shí)時(shí)狀況，結(jié)合建筑圖確定當(dāng)前安全區(qū)域內(nèi)關(guān)鍵路線節(jié)點(diǎn)，根據(jù)所述關(guān)鍵路線節(jié)點(diǎn)規(guī)劃多條逃生路線；

基于火災(zāi)所在建筑內(nèi)的實(shí)時(shí)狀況確定各個(gè)影響因子的屬性值，根據(jù)實(shí)時(shí)屬性值所在取值范圍確定對(duì)應(yīng)的權(quán)重，基于各個(gè)影響因子的屬性值和對(duì)應(yīng)的權(quán)重計(jì)算各個(gè)逃生路線的影響值；

基于各個(gè)逃生路線的影響值進(jìn)行實(shí)時(shí)最優(yōu)逃生路徑指引。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述火災(zāi)逃生路線指引方法，其特征在于，所述影響因子包括一級(jí)影響因子和二級(jí)影響因子，所述一級(jí)影響因子包括路線因素、環(huán)境因素、人員因素；所述路線因素對(duì)應(yīng)的二級(jí)影響因子包括路線長(zhǎng)度、安全出口個(gè)數(shù)、安全疏散標(biāo)志個(gè)數(shù)、是否有障礙物、最大人流量；所述環(huán)境因素對(duì)應(yīng)的二級(jí)影響因子包括煙氣蔓延速度、室內(nèi)溫度；所述人員因素包括逃生人員位置到起火點(diǎn)之間的距離、人員密度、人員疏散速度。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述火災(zāi)逃生路線指引方法，其特征在于，所述各個(gè)影響因素的不同取值范圍為當(dāng)影響因子的取值不同時(shí)對(duì)上一層次的重要程度不同時(shí)劃定的取值范圍，不同的取值范圍對(duì)應(yīng)不同的判斷矩陣以及權(quán)重；含有不同取值范圍的影響因素包括安全疏散標(biāo)志個(gè)數(shù)、煙氣蔓延速度、人員密度、人員疏散速度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述火災(zāi)逃生路線指引方法，其特征在于，所述適應(yīng)度函數(shù)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為判斷矩陣的一致性檢驗(yàn)系數(shù)CR最小，即：

其中n為判斷矩陣階數(shù)，λ_max為判斷矩陣最大特征值，RI為一致性指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述火災(zāi)逃生路線指引方法，其特征在于，所述基于各個(gè)逃生路線的影響值的進(jìn)行實(shí)時(shí)最優(yōu)逃生路徑指引具體包括：

將各個(gè)逃生路線的影響值按照升序排列，將影響值最小的路線作為最優(yōu)路線；

實(shí)時(shí)獲取建筑內(nèi)人員位置信息，按照就近分配原則、以影響值從小到大順序進(jìn)行逃生路線分配和路線疏導(dǎo)指引，每條逃生路線的人數(shù)不超過(guò)設(shè)定上限；

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各個(gè)逃生路線人流量，當(dāng)某條逃生路線人流量超過(guò)最大人流量時(shí)，選取剩余逃生路線中影響值最小且人流量小于設(shè)定閾值的逃生路線進(jìn)行路線規(guī)劃和人員分流。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述火災(zāi)逃生路線指引方法，其特征在于，所述路線疏導(dǎo)指引的方式包括語(yǔ)音播報(bào)、屏幕三維顯示、基于人員位置信息向建筑內(nèi)人員隨身攜帶的移動(dòng)終端發(fā)送對(duì)應(yīng)的實(shí)時(shí)路線圖、安全疏散標(biāo)志方向指引、安保人員帶領(lǐng)疏散。

7.一種火災(zāi)逃生路線指引系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：

模型建立模塊：獲取火災(zāi)發(fā)生時(shí)影響逃生時(shí)間的影響因子，根據(jù)所述影響因子建立層次結(jié)構(gòu)模型；

矩陣校正模塊：根據(jù)同一層次的各個(gè)影響因子的不同取值范圍對(duì)上一層次的重要程度構(gòu)造多個(gè)判斷矩陣，分別對(duì)判斷矩陣進(jìn)行一致性校驗(yàn)，基于改進(jìn)的麻雀搜索算法對(duì)不滿足一致性校驗(yàn)的判斷矩陣進(jìn)行校正；所述基于改進(jìn)的麻雀搜索算法對(duì)不滿足一致性校驗(yàn)的判斷矩陣進(jìn)行校正具體包括：

設(shè)置種群數(shù)量N、解空間維度D、最大迭代次數(shù)T，初始化捕食者和加入者比列，初始化種群位置；解空間維度D根據(jù)需要校正的參數(shù)個(gè)數(shù)設(shè)定；

設(shè)定適應(yīng)度函數(shù)，計(jì)算各個(gè)個(gè)體的適應(yīng)度值，并將適應(yīng)度值按照升序排列；

根據(jù)排序結(jié)果，選取前n₁個(gè)個(gè)體作為發(fā)現(xiàn)者，進(jìn)行發(fā)現(xiàn)者位置更新；

從所有種群中隨機(jī)選取n₂個(gè)個(gè)體作為警戒者，引入螺旋搜索，進(jìn)行警戒者位置更新：

i＝1,2,…,N,j＝1,2,…,D,t＝1,2,…,T，分別為第t次、第t+1次迭代時(shí)第i個(gè)個(gè)體在第j維的位置；分別為當(dāng)前最優(yōu)位置和最差位置，β為隨機(jī)數(shù)，β～N(0,1)，f_i、f_g分別為個(gè)體i的適應(yīng)度和當(dāng)前最好適應(yīng)度，b對(duì)數(shù)螺旋形狀常數(shù)，路徑系數(shù)a為[-1,1]中的隨機(jī)數(shù)；

重新計(jì)算適應(yīng)度值并排序，更新發(fā)現(xiàn)者、跟隨者、警戒者位置，迭代運(yùn)算直到達(dá)到結(jié)束條件，輸出適應(yīng)度值最好的位置作為判斷矩陣的修正值；

權(quán)重計(jì)算模塊：基于各個(gè)判斷矩陣計(jì)算各個(gè)影響因子在不同取值范圍時(shí)的權(quán)重；

路線規(guī)劃模塊：通過(guò)建筑內(nèi)部的火災(zāi)探測(cè)設(shè)備和攝像頭獲取火災(zāi)所在建筑內(nèi)的實(shí)時(shí)狀況，結(jié)合建筑圖確定當(dāng)前安全區(qū)域內(nèi)關(guān)鍵路線節(jié)點(diǎn)，根據(jù)所述關(guān)鍵路線節(jié)點(diǎn)規(guī)劃多條逃生路線，

路線指引模塊：基于火災(zāi)所在建筑內(nèi)的實(shí)時(shí)狀況確定各個(gè)影響因子的屬性值，根據(jù)實(shí)時(shí)屬性值所在取值范圍確定對(duì)應(yīng)的權(quán)重，基于各個(gè)影響因子的屬性值和對(duì)應(yīng)的權(quán)重計(jì)算各個(gè)逃生路線的影響值；基于各個(gè)逃生路線的影響值進(jìn)行實(shí)時(shí)最優(yōu)逃生路徑指引。