[发明专利]一种基于引导员的轨道交通车站乘客疏散方法

说明书

本发明提供了一种基于引导员的轨道交通乘客疏散方法，用于解决现有技术中轨道交通车站引导员分布方案的经验性问题。所述乘客疏散方法，考虑了乘客初始分布、乘客的引导需求、车站环境和引导员协同机制等信息，提出了混合双层模型来优化疏散过程中引导员的数量、位置和路径，通过最大覆盖模型求解引导员的数量和位置，基于协同仿真的启发式方法确定引导员的疏散路径，降低了疏散成本，减少由于乘客不熟悉车站环境而导致的不合理行为，避免引导员带领乘客选择不合理的路径而导致拥堵，从而降低平均疏散时间；提高了应急情况下乘客的疏散效率，降低乘客受伤风险，减少人员伤亡情况。

技术领域

本发明属于城市交通与安全领域，具体涉及一种基于引导员的轨道交通车站乘客疏散方法。

背景技术

随着我国经济的快速发展，居民的生活水平日益提高，人们对于出行的需求也越来越大，道路拥挤、事故频发、大气污染、能源紧张等问题逐渐凸显。传统的以道路交通为主的出行模式已经很难满足人们的出行需求，严重制约了我国城市化发展的进程。轨道交通作为一种资源集约利用、环保舒适、快捷准点、能耗低的大运量运输服务方式，它与道路交通互不干扰，具有较高的服务水平、显著的资源环境效益，为解决特大型城市居民出行问题提供了可行的途径。轨道交通的车站作为乘客集散地，其通行能力极大的影响着整个轨道交通网络的运行效率。轨道交通车站通常具有空间密闭、内部结构错综复杂等特征，站台乘客密度变化大、行为复杂且呈现出明显的周期性，当发生火灾、爆炸等应急情况时，乘客应急疏散的难度较大。

研究表明，在轨道交通的车站设置疏散引导员是提高疏散效率、保障乘客生命财产安全的有效途径。应急情况发生后，站内调度员、客运服务人员、管理人员等可转变为引导员，为乘客提供可靠的疏散信息，指挥乘客进行有序疏散，降低由于乘客不熟悉环境或恐慌情绪而导致的不理智行为、甚至踩踏事故的发生概率，合理的疏散引导策略有利于减少乘客疏散时间，提高疏散效率。如何确定引导员数量、位置及疏散路径具有重要的实际意义。

现有技术中，基于引导员的人群疏散研究已有多年，研究人员提出了社会力模型、元胞自动机模型、多智能体模型等多种微观模型来仿真引导员对乘客疏散的影响，研究车站乘客应急疏散行为及特性，分析了典型场景下引导员位置、引导员分配、引导员速度、移动路径等对人群疏散动力学的影响。但是，上述引导员分布方案中，多是基于经验或试凑的方法确定的，并不能从保证引导员分布的最优化。由于设置引导员虽然对人群疏散具有积极作用，但并不是引导员的数量越多，疏散效率越高，引导员的疏散效率与其数量和初始位置息息相关。因此，现有技术中的乘客疏散方案，并不能保证当前环境下引导员的最优分配，无法保证危险发生时的乘客疏散效率。

发明内容

为了提高应急情况下乘客疏散效率，克服现有技术中轨道交通车站引导员分布方案的经验性问题，本发明实施例提供了一种基于引导员的轨道交通车站乘客疏散方法，通过数学的方法对引导员的分布方案进行优化，提高应急情况下乘客的疏散效率，减少乘客伤亡。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

本发明提供了一种基于引导员的轨道交通车站乘客疏散方法，所述乘客疏散方法包括如下步骤：

步骤S1，确定车站空间结构，将站台离散化为尺寸确定的正方形网格；根据摄像头捕捉到的乘客信息，确定车站中的乘客分布及初始位置；

步骤S2，根据所述车站空间结构建构站台可视图，并根据乘客初始位置确定寻路困难度，计算乘客引导需求；

步骤S3，根据乘客的引导需求及被覆盖水平，运用最大覆盖模型确定引导员数量和初始位置；

步骤S4，确定引导员数量和初始位置后，根据引导员之间的协同关系，采用启发式算法计算引导员所分配的出口和疏散路径。

进一步地，所述步骤S2中构建站台可视图，具体为，将车站站台结构转换成由节点和连接组成的可视图，其中，两个节点相连的边为连接，连接的权值为两个节点之间的距离。