[发明专利]一种基于静态场和有偏行走的人群疏散模拟方法

权利要求书

1.一种基于静态场和有偏行走的人群疏散模拟方法，其特征在于：包括路径规划模型、转移概率计算模型和多格子人员仿真技术，基于疏散场景的静态场进行路径规划，对人员疏散的确定性进行模拟，基于有偏行走规则计算转移概率，对人员运动的随机性进行模拟；

所述基于静态场和有偏行走的人群疏散模拟方法，包含如下步骤：

S10：将物理空间离散成0.1m*0.1m的网格，计算静态场；

S20：初始化行人密度与状态；

S30：随机产生行人的更新顺序；

S40：基于静态场从八个邻域格点中选择符合条件的目标位置；

S50：在S40步骤中没有选择到符合条件的目标位置的行人，基于有偏行走模型确定目标位置；

S60：更新行人的位置与状态，移除离开出口的行人；

S70：所有行人疏散完毕，仿真结束；

所述S10步骤中，静态场的计算过程如下：

S11：第一层格点的静态场值设为0，墙壁的静态场值设置一个较大的数值，为1000，所述第一层格点为位于出口正中间且最外层的格点；

S12：对第二层格点的静态场进行计算，按照如下原则：如果一个格点的静态场值为M，则其邻域水平或者垂直方向格点的静态场值为M+1，对角线方向格点的静态场值为出现赋值冲突时，取较小值，第二层格点为所述第一层格点周围邻域的非墙壁格点；

S13：按照步骤S12中的方法，对第三层格点进行计算，所述第三层格点为所述第二层格点周围邻域的非墙壁格点且排除所述第一层格点；

S14：重复以上步骤，直到所有的格点都被遍历；

所述S40步骤中，基于静态场从八个邻域格点中选择符合条件的目标位置的计算过程如下：

S41：根据体积排斥原则以及每个仿真周期最大可移动格子数确定行人在八个邻域可以移动的格子数，其中体积排斥原则指的是在同一时刻单个格点只能被一个行人占据，行人之间不允许有重叠；

S42：根据静态场值最小原则确定行人在八个邻域对应移动的格子数；

S43：从八个邻域中，选择静态场值最小的格点作为预选的目标位置格点，若其静态场值小于当前位置静态场值且对应的移动方向与原运动方向不相反，则确定其为行人的目标位置，否则转入所述S50步骤；

所述S50步骤中，基于有偏行走模型确定目标位置的计算过程如下：

S51：根据出口位置，确定行人所在位置的运动优势方向；

S52：根据偏向强度D以及行人的状态，计算八个邻域对应的转移概率，所述偏向强度D的值为预先设定；

S53：根据转移概率确定行人的目标位置。

2.根据权利要求1所述的基于静态场和有偏行走的人群疏散模拟方法，其特征在于：所述多格子人员仿真技术，即将疏散仿真系统划分为比传统元胞自动机模型更加小的网格，使得每个行人可以占据n*n个格子。

3.根据权利要求2所述的基于静态场和有偏行走的人群疏散模拟方法，其特征在于：所述n取4。

4.根据权利要求1所述的基于静态场和有偏行走的人群疏散模拟方法，其特征在于：所述多格子人员仿真技术在每个仿真周期，行人可以移动多个格子，定义行人在每个仿真周期最大可以移动的格子数为Step_max。

5.根据权利要求4所述的基于静态场和有偏行走的人群疏散模拟方法，其特征在于：所述Step_max取4。