[發明專利]一種城市社區應急疏散空間智能規劃方法

有效

• 申請號: 202210578696.0
• 申請日: 2022-05-25
• 公開（公告）號: CN114936697B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 趙煒;熊峰;張莉;王超深;吳瀟
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/0635;G06Q10/0639;G06Q50/26;G06F30/20
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務所(普通合伙) 11870
• 代理人: 呂春艷

1.一種城市社區應急疏散空間智能規劃方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、獲取社區應急疏散規劃區域的地理信息、社區居民行為特征信息、社區空間信息和災害信息，并構建規劃區域的社區基底模型；

所述步驟S1包括如下步驟：

S11、利用GIS與傾斜攝影獲取社區應急疏散規劃區域的地理信息，并結合社區規劃建設數據構建社區基底模型；

S12、利用社區數據調研采集平臺采集社區數據，并利用視頻分析一體機分析社區出入口老、幼、成年人和殘疾人通過的視頻影像數據，得到社區居民行為特征信息和社區空間信息；

S13、利用災害統計數據以及社區應急疏散規劃區域災害記錄獲取社區應急疏散規劃區域的災害種類、持續時間、影響范圍和損失程度，得到災害信息；

S2、基于地理信息、社區居民行為特征信息、社區空間信息和社區基底模型構建社區防災空間仿真模型；

所述步驟S2包括如下步驟：

S21、基于社區居民行為特征信息和社區空間信息獲取社區中建筑、道路、景觀、居民行為和居民數量的屬性表格；

S22、將屬性表格以多字段屬性的形式輸入社區基底模型，并鏈接對應屬性表格的空間模塊模型，得到初始社區防災空間仿真模型；

S23、基于地理信息調整初始社區防災空間仿真模型的空間邊界，得到社區空間仿真模型；

S3、基于社區居民行為特征信息、災害信息和社區防災空間仿真模型模擬居民自由疏散場景，并得到疏散模擬結果；

所述步驟S3包括如下步驟：

S31、基于社區居民行為特征信息和牛頓力學模擬社區居民行為，構建若干具有社區人群行為特征的智能體；

S32、將災害信息和各智能體導入社區防災空間仿真模型，通過切換災害種類、持續時間和影響范圍，并利用控制變量法對社區出入口數量、景觀要素、道路可達性、建筑密度、人口構成、疏散時長和疏散人數進行應急疏散效率影響因素分析，得到疏散模擬結果；

S4、根據疏散模擬結果調整社區防災空間仿真模型，并重新規劃疏散方案，得到最優疏散方案；

所述步驟S4包括如下步驟：

S41、利用社區防災空間仿真模型對社區空間分塊編號，并根據各塊區域的擁堵程度進行編號排序；

S42、根據編號排序結果，調整社區中建筑和道路的通達率重新規劃疏散方案，得到關于社區景觀、道路、建筑、出入口位置和數量的若干種疏散規劃方案；

S43、利用調整后的社區防災空間仿真模型依次對各種疏散規劃方案進行模擬，并將疏散安全時間內疏散人員數量與總人數的比值作為疏散效率，得到最優疏散方案；

S5、構建社區安全韌性評價體系；

所述步驟S5包括如下步驟：

S51、定義社區安全韌性評價維度為空間環境維度W1、疏散效率維度W2和社會能力維度W3；

S52、定義空間環境維度的指標包括建筑密度X1、綠化率X2、景觀舒適度X3、人均道路占比X4、人均公園面積X5和老舊建筑占比X6；

S53、定義疏散效率維度的指標包括5分鐘內疏散率X7、疏散通道人均占比X8、避難場所人均占比X9、人口密度X10、最大擁堵面積X11和疏散口的數量X12；

S54、定義社會能力維度的指標包括社會保障和社會組織人員占比X13、醫療保險覆蓋率X14、弱勢群體比例X15、衛生和社會工作人員占比X16、每萬人擁有病床數X17、互聯網用戶數X18、應急疏散計劃X19和15分鐘生活圈內學校個數X20，完成社區安全韌性評價體系的構建；

S6、利用社區安全韌性評價體系評價最優疏散方案，得到最優方案的評價結果；

所述步驟S6包括如下步驟：

S61、獲取最優疏散方案中對應社區安全韌性評價體系中各指標的社區安全韌性數據；

S62、基于社區安全韌性數據計算得到最優方案的評價結果；

所述步驟S62包括如下步驟

S621、計算社區安全韌性數據的各項指標的標準值：

其中，y_ij表示第i個維度的第j個指標的標準值，X_ij表示第i個維度的第j個指標的原始值，Min(·)表示最小值，Max(·)表示最大值；

S622、基于各項指標的標準值計算各指標的信息熵：

其中，e_j表示社區安全韌性評價體系各維度中第j個指標的信息熵；

S633、基于各指標的信息熵計算得到各指標權重：

d_j＝1-e_j

其中，P_j表示社區安全韌性評價體系各維度中第j個指標的權重，d_j表示社區安全韌性評價體系各維度中第j個指標的信息熵冗余度；

S644、基于各指標權重計算得到最優方案的評價結果：

F＝∑P_jY_ij

其中，F表示最優方案的社區安全韌性評價體系評價結果；

S7、判斷評價結果是否滿足預設達標率，若是則得到城市社區應急疏散空間規劃方案，否則返回步驟S3。