[发明专利]基于多分辨率图的城市疏散仿真方法

说明书

技术领域

 本发明涉及系统仿真领域，更具体地说是一种可以适应多精细程度模型的城市疏散仿真方法。 

背景技术

  随着社会的发展，大型公共场所的安全性问题越来越引起关注。在这些场所，有大量人员进出，一旦发生紧急事件，如何将大量人员安全快速疏散，不仅是建筑设计中必须认真考虑的问题，也是对现有建筑进行紧急情况应对预案制定的重要研究方法。在实际环境中，受到成本和其它原因的影响，通常的演习方法很难应用。最经济可行的方法就是通过计算机的仿真模拟检验建筑的设计方案和紧急情况应对预案。在计算机上有效地进行人员疏散仿真的模拟，辅助分析环境(即场景)的疏散性能和制定合适的疏散方案。

 例如，一些体育场馆和公共场所都会聚集着大量的人群。如果在这样的环境下发生火灾等突发事件，考虑和处理不慎就会造成巨大的人员和财产损失。鉴于此，一方面，在体育场馆和公共场所设计之初就要考虑到发生突发事件时人员的疏散问题，尽可能在最短的时间内有效地将人群安全地疏散出特定区域；另一方面，发生突发事件时，还要考虑到现场的慌乱气氛，因此必须制定疏散和应对的方案，确保疏散过程尽可能的高效，以减少和避免重大损失。以上两方面都可以通过对疏散过程进行模拟，即进行疏散仿真来实现。

 国内外针对疏散仿真都已进行了大量的研究和应用。在城市疏散领域，现有的疏散仿真方法大多关注疏散过程中人员或人群的主观决策机制，其中的仿真模型均为单一模型，而实际城市灾害评估中往往需要建立在不同精细程度的分析上面，这样就需要设计一个满足这种需要、适应多精细程度模型的疏散仿真方法。这一灾害是指发生在城市区域中，可能造成重大人员伤亡而需要进行人员疏散的自然灾害和事故，例如洪水，火灾，危险品泄露等。【发明内容】

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种基于多分辨率图的城市疏散仿真方法，从场景建模出发，建立具有基于多分辨率图的城市疏散仿真场景，结合现有的人员行为仿真的各种方法，形成一个在城市疏散仿真领域通用的疏散仿真方法。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

本发明基于多分辨率图的城市疏散仿真方法，其特点是按如下步骤操作：

1、分析城市各种建筑和设施的疏散特征，依据其在疏散过程中的不同作用分为三类：

办公区建筑类、住宅区建筑类和其他设施类，提取出每一类中所具有的共同属性，形成包含有所述共同属性的每一类的模板，不同类的模板组成疏散场景模型模板库；

所述建筑和设施不包括城市道路网；所述建筑和设施的疏散特征是指城市中各种建筑和设施在疏散过程中所表现出来的被用来作为疏散目的地、中转站或源地点的功能，以及其承载和转运人员的能力；

 2、给定指定城市的场景信息，在已有的疏散场景模板库中选择对应类的模板，将所述指定城市的场景信息纳入模板，牛成指定城市建筑和设施的模型，同时依据所述指定城市的场景信息生成城市道路网模型，根据所述指定城市建筑和设施的模型与城市道路网模型的位置关系将所述建筑和设施的模型连接到所述城市道路网模型上，生成被指定城市的原始疏散场景模型；

 3、对步骤2生成的原始疏散场景模型进行预处理，所述预处理是按照不同的仿真需求对所述原始疏散场景模型进行合并化简，分别得到满足不同仿真精度要求的具有不同分辨率的城市疏散场景模型；

 4、针对步骤3所得到的不同分辨率的城市疏散场景模型，输入仿真初始状态，包括疏散场景中人员的疏散状态和疏散场景状态，所述人员疏散状态包括人员的位置、移动速度、优先级、体力和自主参数，所述疏散场景状态是在某一时刻建筑设施中剩余的人员总数和已逃离的人员总数：以描述人员在疏散过程中的行为为目标，生成人员智能体，所述人员智能体具有人员的疏散状态信息；

 5、依据当前的疏散场景状态，在步骤3得到的不同分辨率的城市疏散场景模型基础上，采用启发式路径搜索算法来计算疏散计划路线，根据疏散计划路线判断人员智能体的移动意向，即下一步人员智能体可能采取的移动方案；

 6、执行仿真过程，在执行仿真的过程中根据周围场景的变化调整人员智能体的自主参数，移动人员智能体并交互地改变人员智能体的优先级、移动速度信息，直至仿真结束，所述仿真结束是以人员全部撤离或指定时间到达为标志的。

本发明方法的特点也在于：

 在所述步骤3中为获得满足不同仿真精度要求的具有不同分辨率的城市疏散场景模型按如下方式操作：