[發明專利]一種面向復雜建筑火災的動態智能疏散方法及裝置

有效

• 申請號: 202211524798.0
• 申請日: 2022-12-01
• 公開（公告）號: CN115545359B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 高學鴻;李寧;黃國忠;李浩軒;蔣慧靈;張磊;鄧青;王波
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: G06Q10/047
• 分類號: G06Q10/047;G06Q50/08;G06F30/27;G06F30/10
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

1.一種面向復雜建筑火災的動態智能疏散方法，其特征在于，所述方法包括：

發出人員疏散請求，通過人員定位設備，獲得人員信息數據；通過建筑監控設備，獲得建筑通道數據和火災信息數據；

基于所述人員信息數據和所述建筑通道數據建立疏散空間模型，根據疏散空間模型進行簡化和計算操作，獲得疏散距離；

其中，所述基于所述人員信息數據和所述建筑通道數據建立疏散空間模型，根據疏散空間模型進行簡化和計算操作，獲得疏散距離，包括：

根據所述人員信息數據和所述建筑通道數據，將疏散空間的各個位置簡化成點，使用線段連接的方式表示空間之間的聯通關系，將可能會出現人員交匯的空間細化成多個關鍵的交通節點，獲得空間拓撲結構形式的疏散空間模型；通過對疏散空間模型的疏散路徑進行測量計算，獲得疏散距離；

基于所述人員信息數據和所述建筑通道數據進行計算操作，獲得疏散難易度；

其中，所述基于所述人員信息數據和所述建筑通道數據進行計算操作，獲得疏散難易度，包括：

根據影響疏散的人員因素和環境因素定義疏散難易度，根據所述人員信息數據和所述建筑通道數據，獲得疏散人群數量、通道長度、通道寬度和人群平均速度；

根據所述疏散人群數量、通道長度、通道寬度和人群平均速度計算疏散難易度；所述疏散難易度包括人群疏散難易度、路徑重疊影響疏散難易度和即將路徑重疊影響疏散難易度；

其中，令通道長度為L，點p和點q為人群疏散距離的起點和終點，人均平均速度為V，通道寬度w，設定疏散人群I，i為疏散人群里的人，iI，人群數量為N_i，則人群疏散難易度計算公式如式（1）所示：

……(1）

設定路徑重疊人群J，j為路徑重疊人群里的人，jJ，路徑重疊人群數量為N_j，點p'和點q'為重疊路徑的起點和終點，路徑重疊影響疏散難易度計算公式如式（2）所示：

……(2）

設定路徑重疊之前的疏散人群G，g為路徑重疊之前的疏散人群里的人，gG，路徑重疊人群數量為N_g，點p和點q為未來重疊路徑的起點和終點，即將路徑重疊影響疏散難易度計算公式如式（3）所示：

?……(3）

根據以上計算公式，疏散難易度計算公式如下式（4）所示：

……(4）

采用XGB、LGB和GBoost學習器，根據Stacking集成策略，建立基于Stacking集成的疏散時間預測模型；

基于所述人員信息數據、所述建筑通道數據、所述疏散距離、所述疏散難易度和所述火災信息數據，通過基于Stacking集成的疏散時間預測模型，獲得疏散最優路徑。

2.根據權利要求1所述的一種面向復雜建筑火災的動態智能疏散方法，其特征在于，所述發出人員疏散請求，通過人員定位設備，獲得人員信息數據，通過建筑監控設備，獲得建筑通道數據和火災信息數據，包括：

當發出人員疏散請求時，通過人員定位設備獲得待疏散人員位置，并調用人員信息庫，獲得人員信息數據，其中，所述人員信息數據包括待疏散人員所在位置、年齡、性別、肩寬和速度；

通過建筑監控設備獲得疏散環境信息和火災信息數據，并調用建筑通道信息庫，獲得建筑通道數據，其中，所述建筑通道數據包括通道長度、寬度、節點信息、人員數量和安全出口位置。

3.根據權利要求1所述的一種面向復雜建筑火災的動態智能疏散方法，其特征在于，所述采用XGB、LGB和GBoost學習器，根據Stacking集成策略，建立基于Stacking集成的疏散時間預測模型，包括：

將所述人員信息數據、所述建筑通道數據、所述疏散距離和所述疏散難易度進行整合以及標準化操作，獲得學習數據集；將所述XGB、LGB、GBoost?學習器進行網格搜索法優化，基于Stacking集成策略對優化后的所述XGB、LGB、GBoost學習器進行集成操作，建立初始的基于Stacking集成的疏散時間預測模型；使用學習數據集對初始的基于Stacking集成的疏散時間預測模型進行訓練，得到訓練完畢的基于Stacking集成的疏散時間預測模型。