[发明专利]一种适用于大型建筑物安全疏散的网络解算方法

说明书

本发明公开了一种适用于大型建筑物安全疏散的网络解算算法，该方法包括：根据获取的建筑物结构参数，将疏散网络初始化；确定建筑物内所有人员的位置，利用最短路径法确定所有源点的疏散路径和分支的方向；求解所有源点（包含由人员分支的分支）出口处全时段的人流流率序列；根据节点连接关系，求出源点下游分支的入口人流流率；通过某个分支的入口人流流率，求解该分支的出口处人流流率序列；以时间步为媒介，求出所有分支全时段入口人流流率序列；如果运移到终极节点的人数与建筑物内素有人数相等时，运算结束。本发明实现了复杂建筑物的人员疏散仿真。

技术领域

本发明属于计算机模拟技术领域，涉及一种行人疏散仿真，特别是涉及一种适用于大型建筑物安全疏散网络解算方法。

背景技术

随着社会的发展，城市建筑功能越来越强大，结构越来越复杂，建筑物内人员越来越多，相应的安全通道也越来越多。由于建筑物内结构复杂、人员密集、火灾隐患多，一旦发生火灾不及时进行人员疏散将会造成人员伤亡和财产损失，如何快速、有效的疏散建筑物内的人员是未来研究的重要课题，如何构建一个高效、合理的智能疏散决策指挥系统对于建筑物安全疏散具有重要意义。

随着计算机技术的高速发展，建筑物的安全疏散研究与计算机模拟密不可分，其主要原因包括以下三个方面：一是在对建筑物的安全疏散性能进行功能化设计时，可根据计算机模拟选取最佳安全疏散设计方案，以便于建筑物达到最佳的疏散性能，同时能避免资源浪费；二是可用于指导建筑物制定不同的安全疏散应急预案；三是可在建筑物发生火灾时，通过模拟可实时确定不同区域疏散人员的最佳逃生路线。因此，完善的安全疏散模拟系统将对建筑物的安全疏散起到至关重要的作用。通过开发一种大型建筑物安全疏散网络的解算算法，确定疏散时间和找到疏散瓶颈，以便制定最佳的路径规划方案，提高疏散效率。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述的问题，提供一种适用于大型建筑物安全疏散的网络解算方法，实现对人员疏散时间的预测和找到人员滞留区域进行重新分配疏散路径。

一种适用于大型建筑物安全疏散的网络解算方法，具体步骤包括：

S1、根据建筑物内部人员运移特性和建筑物的结构，定义疏散网络的构成要素，构建安全疏散网络图；

S2、确定初始时刻建筑物内所有人员的位置，利用最短路径法确定所有源点的疏散路径，确定所有分支的方向；

S3、引入人流流率序列概念，求解所有源点（包含人员分布的分支）出口处全时段的人流流率序列；

S4、根据节点连接关系，求出源点下游分支的入口处人流流率；

S5、通过某个分支的入口处人流流率，求解该分支的出口处人流流率序列；

S6、以时间步为媒介，求出所有分支全时段入口处人流流率序列和出口处人流流率序列；

S7、运移到终极节点的人员与建筑物内所有人数相等时，解算结束。

进一步的，所述步骤S1中构建安全疏散网络图，具体步骤为：

S101、根据建筑物内人员运移特性，将疏散网络分为三种构成元素：源点、分支、节点，源点为建筑物内部人员主要集中的区域，如房间；分支为建筑物的安全疏散结构单元，如走廊、楼梯、廊桥等；节点是多个分支的交点，比如走廊和楼梯的交汇处、走廊与房间门外侧等；

S102、将安全疏散问题转化为有限源网络排空求解，将疏散网络各组成部分进行标识，疏散网络用G（S，V，E）表示，集合S表示房间，集合V表示节点，集合E表示分支；疏散网络拓扑中圆圈为疏散源点，直线为疏散分支，分支的交点为节点。

进一步的，所述步骤S3中引入人流流率序列概念，求解所有源点（包含人员分布的分支）出口处全时段的人流流率序列，具体步骤为：