[發(fā)明專利]一種基于時空交互過程的突發(fā)事件人群應急疏散模擬方法

有效

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• 申請日: 2021-03-18
• 公開（公告）號: CN112989614B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發(fā)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(fā)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(tǒng)一的時空框架，構建突發(fā)事件與個體及個體之間的時空交互機制；實現(xiàn)方式包括初始化人群疏散地理場景，構建原生事件態(tài)勢感知有效時空域，進行突發(fā)事件驅動下的移動人群態(tài)勢感知分析；所述突發(fā)事件驅動下的移動人群態(tài)勢感知分析，包括基于原生事件態(tài)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(tài)勢感知有效空間域，并根據(jù)當前時刻個體的空間位置判斷個體與原生事件態(tài)勢及人群疏散態(tài)勢的感知關系，更新個體狀態(tài)；

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(tài)疏散行為，利用socialforce model模擬突發(fā)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(xiàn)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(tài)勢感知行為、構建出口選擇行為和構建路徑規(guī)劃行為；所述構建態(tài)勢感知行為，包括根據(jù)移動個體的狀態(tài)分析，判斷該個體是否感知態(tài)勢，處于自由移動狀態(tài)或態(tài)勢感知反應狀態(tài)的個體將保持原有運動狀態(tài)；處于態(tài)勢感知狀態(tài)的個體構建出口選擇行為和路徑規(guī)劃行為；

人群移動過程分析，包括根據(jù)原生事件態(tài)勢感知有效時空域和突發(fā)事件驅動下的移動人群態(tài)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(xiàn)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(jù)出口通行效率更新個體的排隊狀態(tài)，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(jù)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(jù)權利要求1所述基于時空交互過程的突發(fā)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(tài)勢感知有效時空域，實現(xiàn)如下，

根據(jù)突發(fā)事件類型和空間位置構建原生事件態(tài)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(tài)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(fā)生的空間位置，t₀表示事件發(fā)生時刻，v(t)表示原生事件態(tài)勢傳播速度，λ表示原生事件態(tài)勢傳播速度各向異性參數(shù)，Dis()表示空間距離函數(shù)；

對原生事件態(tài)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(tài)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(tài)勢感知的最晚時間，由此得到的曲面稱為原生事件態(tài)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(tài)勢最晚感知時間，Neighbor(p,O)表示對某柵格位置p進行階數(shù)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(shù)；

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

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