[发明专利]一种基于三种不同行为的人群疏散仿真系统及仿真方法

说明书

本发明公开了一种基于三种不同行为的人群疏散仿真系统及仿真方法，系统包括：场景建模模块、加载行人信息模块、人群行为建模模块和结果输出与分析模块；方法包括如下步骤：(1)建立抽象的环境，进行相关设施的布局；(2)生成安全疏散人群，进行行人的初始化，确定行人目标、位置信息，设定行人的行为相关属性；(3)建立人群疏散行为模型，通过行人的行为决策驱动行人的运动；(4)仿真结果的实现与对结果的相关分析。本发明可以为疏散研究提供所需的数据支持，揭示人员疏散的规律，发现疏散瓶颈所在，从而对提升建筑物安全设计水平、提高疏散能力，具有重要的理论意义和现实意义。

技术领域

本发明涉及人群疏散仿真技术领域，尤其是一种基于三种不同行为的人群疏散仿真系统及仿真方法。

背景技术

近年来，随着社会的高速发展，当环境中的行人较多时，经常会发生严重的堵塞。而有些行人不喜欢拥堵，当发现前方拥堵的时候，会选择绕道来避免拥堵。因为前方的拥堵情况，会改变行人的选择路径。所以越来越多的人群仿真研究将道路拥堵情况作为一个重要因素来影响行人的路径选择。

目前，大部分拥堵预测研究主要集中在预测其他行人的局部运动，这种预测能够有效的实现碰撞避免。Steffen曾提出了预见的概念，即根据目前的情况推测未来的人群运动。这些研究，主要考虑了当前和局部环境的拥堵对行人的影响，对远距离的拥堵预测模型及其对路径选择影响研究还很少，而且对于行人的划分也只有一类，没有体现出不同人的行为特性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种基于三种不同行为的人群疏散仿真系统及仿真方法，可以为疏散研究提供所需的数据支持，揭示人员疏散的规律，发现疏散瓶颈所在，从而对提升建筑物安全设计水平、提高疏散能力，具有重要的理论意义和现实意义。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于三种不同行为的人群疏散仿真系统，包括：场景建模模块、加载行人信息模块、人群行为建模模块和结果输出与分析模块；

场景建模模块规定疏散场景的大小，规定障碍物的位置以及出口的位置；

加载行人信息模块根据摄像机在现实生活中采集的人群疏散时的情形，发现待疏散人群的行为有三种特性：选择最近的出口进行疏散并且不介意拥堵、选择避免拥堵始终绕开障碍物进行疏散和综合考虑拥堵和最近出口进行疏散，将行人的行为分为三种：等待拥堵人群，绕过拥堵人群和综合判断人群，规定了人群的数量以及人的位置；

人群行为建模模块综合判断人群在路径选择时会理性的分析，比较绕开拥堵位置和等待这两种行为所消耗的时间，最终会选择消耗时间最少的路径；

结果输出与分析模块对场景中的人员流动进行仿真，并对仿真结果进行分析。

优选的，等待拥堵人群不介意拥堵，遇到拥堵会选择等待，始终遵循最短路径到达目的地，绕过拥堵人群介意拥堵，只要道路发生了拥堵就绕开，预测、识别未来拥堵位置并将其作为障碍物，然后避免拥堵位置。

相应的，一种基于三种不同行为的人群疏散仿真方法，包括如下步骤：

(1)建立抽象的环境，进行相关设施的布局；

(2)生成安全疏散人群，进行行人的初始化，确定行人目标、位置信息，设定行人的行为相关属性；

(3)建立人群疏散行为模型，通过行人的行为决策驱动行人的运动；

(4)仿真结果的实现与对结果的相关分析。

优选的，步骤(3)中，建立人群疏散行为模型，通过行人的行为决策驱动行人的运动中，接收拥堵人群不介意拥堵，遇到拥堵会选择等待，始终遵循最短路径到达目的地，选择单终点动态最短路径算法——DOT算法，对具有相同目的地的行人执行一次DOT算法，包括如下步骤：

(1)初始化网络，预设N1为行人占用节点的集合；