[發明專利]一種基于時空交互過程的突發事件人群應急疏散模擬方法

有效

• 申請號: 202110292821.7
• 申請日: 2021-03-18
• 公開（公告）號: CN112989614B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 高飛;文思楊;趙雨慧;朱欣焰
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/26
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 嚴彥

1.一種基于時空交互過程的突發事件人群應急疏散模擬方法，其特征在于：包括以下步驟，

步驟1，基于統一的時空框架，構建突發事件與個體及個體之間的時空交互機制；實現方式包括初始化人群疏散地理場景，構建原生事件態勢感知有效時空域，進行突發事件驅動下的移動人群態勢感知分析；所述突發事件驅動下的移動人群態勢感知分析，包括基于原生事件態勢感知有效時空域，利用時空切片提取逐一時刻的原生事件態勢感知有效空間域，并根據當前時刻個體的空間位置判斷個體與原生事件態勢及人群疏散態勢的感知關系，更新個體狀態；

步驟2，基于步驟1的時空交互機制分析，構建個體時空動態疏散行為，利用socialforce model模擬突發事件驅動下的人群疏散過程，并進行疏散評價指標分析；實現方式包括以下處理，

移動個體時空疏散行為分析，包括構建態勢感知行為、構建出口選擇行為和構建路徑規劃行為；所述構建態勢感知行為，包括根據移動個體的狀態分析，判斷該個體是否感知態勢，處于自由移動狀態或態勢感知反應狀態的個體將保持原有運動狀態；處于態勢感知狀態的個體構建出口選擇行為和路徑規劃行為；

人群移動過程分析，包括根據原生事件態勢感知有效時空域和突發事件驅動下的移動人群態勢感知分析，利用social force model計算個體受到的作用力的合力，然后計算個體的加速度，并更新個體下一時刻的空間位置，實現人群移動過程；

排隊疏散分析，包括計算各個時刻各個出口的排隊序列，根據出口通行效率更新個體的排隊狀態，通過出口離開的個體將從疏散場景中刪除；

疏散評價指標分析，包括根據個體疏散過程中每一時刻的位置坐標，計算疏散評價指標。

2.根據權利要求1所述基于時空交互過程的突發事件人群應急疏散模擬方法，其特征在于：步驟1包括以下子步驟，

步驟1.1，初始化人群疏散地理場景，包括按照預設的空間分辨率對地理場景進行空間剖分，構建柵格化地理場景，初始化人群個體的空間位置；

步驟1.2，構建原生事件態勢感知有效時空域，實現如下，

根據突發事件類型和空間位置構建原生事件態勢傳播至地理場景各柵格位置的最早時間，得到原生事件態勢最早感知曲面h(t)，其中，t表示某一時刻，p表示某一空間位置，p₀表示事件發生的空間位置，t₀表示事件發生時刻，v(t)表示原生事件態勢傳播速度，λ表示原生事件態勢傳播速度各向異性參數，Dis()表示空間距離函數；

對原生事件態勢最早感知曲面h(t)進行鄰域分析，求解每個柵格在其鄰域范圍內態勢感知最早時間的最大值，代表在每個柵格位置處個體進行態勢感知的最晚時間，由此得到的曲面稱為原生事件態勢最晚感知曲面g(t)，g(t)＝{p|t_p＝max(Neighbor(p,O))|p∈h(t)}，其中，t_p表示在某位置p處的原生事件態勢最晚感知時間，Neighbor(p,O)表示對某柵格位置p進行階數為O的鄰域分析，O＝ceil(V_max/R)，V_max表示個體運動最大速度，R表示地理場景的柵格分辨率，ceil()表示向上取整函數；

由此得到該地理場景進行態勢感知的有效時空范圍，表示原生事件態勢最晚感知曲面和原生事件態勢最早感知曲面所包圍的時空域，稱為原生事件態勢感知有效時空域δ(t)，δ(t)＝{p|h^-1(p)≤t_p≤g^-1(p)}，其中t_p表示在某柵格位置p處的原生事件態勢感知有效時間，h^-1(p)表示在某柵格位置p處的原生事件態勢最早態勢感知時間，g^-1(p)表示在某柵格位置p處的原生事件態勢最晚態勢感知時間；

步驟1.3，突發事件驅動下的移動人群態勢感知分析，包括基于步驟1.2中的原生事件態勢感知有效時空域δ(t)，利用時空切片提取逐一時刻的原生事件態勢感知有效空間域δ'(t)，δ'(t)＝{p|t＝t'}，并根據當前時刻個體的空間位置判斷個體與原生事件態勢及人群疏散態勢的感知關系，更新個體狀態，其中，t'表示某一時空切片的對應時刻。