[发明专利]基于人类跨越能力的多智能体疏散仿真装置及其仿真方法

说明书

本发明公开了一种基于人类跨越能力的多智能体疏散仿真装置，包括信息提取模块、计算分析模块、通信模块、可视化模块，用于不同的灾害类型、疏散场景、疏散人数与疏散人员类型；本发明分析影响个体疏散的属性及行为，考虑不同个体之间、个体和障碍物之间的相互作用，提出障碍跨越判定公式，作为疏散过程中个体跨越障碍物的依据，并建立相应的人群疏散模型。由于能真实地反映疏散过程中人与障碍物的关系，本发明的方法和装置能够更加真实地模拟紧急情况下的人群疏散情况。并公开了其仿真方法。本发明可实现多种场景疏散仿真，可以输出疏散用时、疏散人员疏散路径。

技术领域

本发明涉及人群疏散技术领域，尤其是涉及基于人类跨越能力的多智能体疏散仿真装置及其仿真方法。

背景技术

近年来，人群疏散方面研究的重点是基子智能体技术(Agent)的疏散仿真模型。在这类模型中，不预先设定人群的行为规律，而是用“智能体”表示单个的人，单个的人成为“Agent”。通过将大量代表个人的智能体放在虚拟的建筑物空间中，研究它们的总体行为，就可以模拟出真实状况下人群的疏散行为。

模拟人的行为是十分困难的，现有的方法中，一个比较普通的办法就是设计一个可以模拟人的性格的智能体，这样的智能体运作于一个场景中，并且是自主地运行，它们是自治的、协作的、有学习能力的、能适应的；并且有社会能力、反应能力以及前趋性。自治意味着智能体运动可以不进行直接、持续的监督。社会力模型被广泛应用于智能体疏散建模中，用以模拟疏散人员的社会性。

目前比较成熟的人群疏散算法有相互速度障碍物(RVO)模型、社会力模型、网格模型A-star算法等，如申请号为CN2018107778712.CN20191025113.7的专利申请均采用了RVO模型。相互速度障碍物(RVO)模型是一类重要的行人运动模型，在行人建模仿真领域得到广泛应用，然而该模型仅能应用于简单空间场景，当场景中存在多复杂障碍物时，但是该模型不能有效完成行人的疏散仿真：社会力模型由Helbing于1995年提出，并在2000年进行了丰富和完善，公开了基于社会力模型的人群仿真编程代码。社会力模型可以模拟多种人群自组织现象，在群体疏散模拟中有较大优势，但是，上述两种模型仍然存在无法实现对疏散过程中疏散人员跨越障碍物行为的模拟。

因此，为模拟存在障碍物的建筑物内人群疏散行为和人群疏散特征，进而在紧急情况下合理高效地组织人群进行疏散，亟需发明一种符合实际的建筑物及人群行为的疏散仿真模型。

发明内容

发明目的：针对上述问题，本发明的目的是提供一种基于人类跨越能力的多智能体疏散仿真装置，能够准确、实时的预测目标对象遭遇地震时的疏散情况，持续更新仿真结果，并提供了其疏散仿真方法。

技术方案：一种基于人类跨越能力的多智能体疏散仿真装置，包括信息提取模块、计算分析模块、通信模块、可视化模块，计算分析模块包括通过API接口依次连接的数据读取子模块、数据预处理子模块、核心模型子模块和数据输出子模块，信息提取模块与数据读取子模块信号连接，通信模块、可视化模块分别与数据输出子模块信号连接，可视化模块包括预设接收端，预设接收端与通信模块信号连接。

进一步的，本仿真装置还包括附加装置，附加装置包括连接装置、保护壳、供电装置，信息提取模块、计算分析模块、通信模块、供电装置集成固定安装于保护壳内，信息提取模块、计算分析模块、通信模块、可视化模块分别与供电装置信号连接。

进一步的，信息提取模块至少包括一种传感器。

最佳的，传感器的种类为传感器为速度传感器、位移传感器、红外摄像仪、测距仪。

最佳的，计算分析模块为计算机，通信模块为无线网卡，可视化模块为电子显示屏。

一种上述的基于人类跨越能力的多智能体疏散仿真装置的仿真方法，包括以下步骤：

S101：计算分析模块通过信息提取模块获取目标对象的信息及目标对象所处空间的信息；