[发明专利]一种用于高速铁路站台的应急疏导仿真方法及系统

权利要求书

1.一种用于高速铁路站台的应急疏导仿真方法，其特征在于，具体为：

S1.划分高速站台的环境地图最优三角剖分的导航网格，导航网格包括可行区、不可行区和火灾区；

S2.依据火灾与高速站台的出口的安全距离计算可用出口并统计所有可用出口；

S3.计算高速站台乘客的所有可用出口的出口耗费函数值，取高速站台乘客的出口耗费函数值最小值对应的出口为乘客的最优出口，统计所有的高速站台乘客的最优出口；其中，出口耗费函数值为

式中，R为火灾半径，v₁为火灾扩展速度，v₂为乘客最大速度，w为出口宽度，m为前往出口的高速站台乘客人数，n为出口处的乘客人数，α和β为调整系数，d₁为火灾与出口的距离，d₂为乘客与出口的距离；

S4.依据最优出口和基于环境地图最优三角剖分的导航网格规划乘客到最优出口的最优路径；

S5.判断乘客之间是否会发生碰撞并以此来调整乘客的速度向量，以此得到高速站台乘客的最优路径和速度向量，从而得到火灾发生后的高速站台疏散情况的仿真结果，并依据仿真结果制订高铁站台疏散撤离方案。

2.根据权利要求1所述的一种用于高速铁路站台的应急疏导仿真方法，其特征在于，步骤S4中利用A^*算法规划乘客到最优出口的最优路径，所述A^*算法为：

将环境地图最优三角剖分的导航网格中的三角形作为A^*算法中的节点；

第n个节点的估价函数可表示为：

f(n)＝g(n)+h(n)

g(n)表示从乘客位置到该节点的距离，g(n)＝f^*(n-1)+k(n)，f^*(n-1)为第n-1个最优节点的估价函数值，k(n)为穿入边中心到穿出边中点的距离，h(n)表示从该节点到终点的距离；

以乘客位置为第一个最优节点，起始值f(1)＝0，从n＝2开始，迭代计算第n-1个最优节点的所有未经过的相邻节点的f(n)值，取f(n)值最小的相邻节点为最优路径的第n个最优节点，迭代终止的条件为计算所得的最优节点在最优出口位置的相邻节点；

统计所有的最优节点的位置信息从而得到乘客的最优路径。

3.根据权利要求1所述的一种用于高速铁路站台的应急疏导仿真方法，其特征在于，步骤S5中利用相对速度障碍物法判断乘客之间是否会发生碰撞，所述相对速度障碍物法为：

对于距离向量的长度小于预设值的第一乘客和第二乘客，第一乘客的半径和速度分别为R_a和第二乘客的半径和速度分别为R_b和在与第二乘客等速运动的动态坐标系中，第一乘客的相对速度为第二乘客的相对速度为

将第一乘客看作一个质点，第二乘客的相对半径R_b0＝R_a+R_b，以第二乘客为中心作半径为R_b0的圆O_b0，并作第一乘客与圆O_b0的第一相切射线和第二相切射线第一乘客的相对速度的夹角在和之间时，判断为第一乘客和第二乘客会发生碰撞；

比较以第一相切射线为参考得到的速度改变量和以第二相切射线为参考得到的速度改变量的模，取两者中模小的一者为最优速度改变量

4.根据权利要求3所述的一种用于高速铁路站台的应急疏导仿真方法，其特征在于，设置第一乘客和第二乘客的速度改变量权重分别为α₁和1-α₁，则第一乘客的速度改变量为第二乘客的速度改变量为

5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种用于高速铁路站台的应急疏导仿真方法，其特征在于，依据高速站台乘客的实际情况分配不同的最大速度和速度改变量权重。