[发明专利]一种基于多智能体的井下应急撤离虚拟人群仿真方法

摘要

本发明提供了一种基于多智能体的井下应急撤离虚拟人群仿真方法。该方法基于多智能体技术，构建了一种虚拟矿井紧急撤离人群仿真框架，仿真框架主要由人群仿真引擎、几何场景仿真引擎、场景数据库、事件记录器、人机交互界面5部分组成。考虑到在矿难发生时生理、心理等健康因素对矿工的影响，以及不同角色的矿工在矿难发生时对矿井知识的认识不同，做出的行为决策不同，该方法面向角色理论，构建了班组长、有经验的矿工、普通矿工、救援者等不同角色的多智能体矿工人群应急撤离模型与算法。本发明提出的仿真方法能很好的模拟矿井真实情况，具有很好的通用性与逼真性，能为井下安全事故分析与预防、矿井安全培训、救援演练提供有效技术支撑。

主权项

一种基于多智能体的井下应急撤离虚拟人群仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：101、建立虚拟矿井紧急撤离仿真模型，包括人群仿真引擎，几何场景仿真引擎，场景数据库，事件记录器及人机交互界面；其中所述人群仿真引擎用于生成多智能矿工群体，将矿工分为若干不同的角色，模拟矿难发生时不同角色具体反应；所述几何场景仿真引擎用于生成出3D的图像场景，实现场景的渲染、以及与人物的动态仿真；所述场景数据库包括几何场景库及物理环境参数库；所述事件记录器用于记录仿真事故模拟情况，用于进一步对矿难的分析，所捕获的事件也用于与已知事件进行比较以获得撤离方案；所述人机交互界面用于将计算机生成的图像，由3D眼镜、3D音效设备处理后生成3D环境，通过数据手套以及头盔，用户实时的与虚拟场景进行动态的交互；场景数据库中的几何场景库包含有虚拟矿井环境的主要数据信息，几何场景库将虚拟矿井处理为一种分层模型，包括高层拓扑图与底层网格地图，在撤离时，领导者矿工根据高层拓扑图由Dijkstra算法寻找出粗略的逃生路径，进行全局路径导航；如果遇到障碍则进行精确路径规划，虚拟矿工应用几何场景网格图，由A*算法实现局部路径规划；102、根据步骤101建立的虚拟矿井紧急撤离仿真模型，采用面向角色理论进行仿真；A1、在模拟环境中矿工A正常工作；A2、矿工A检查是否有火灾或烟雾突发情况，当没有突发情况则跳转到A1，反之则跳转至步骤A3；A3、矿工A通知其他矿工到指定点集合，获取逃跑线路，并判断道路是否畅通，若道路畅通则跳转到A6,反之跳转到步骤A4；A4、判断矿工A是否为领导者，若不是领导者则跳转到A6，反之跳转到步骤A5；A5、矿工A搜索矿井框架路线，获得新的逃跑路线，并将路线传达给其他矿工；A6、跟随领导者，跳转至步骤A7；A7、判断所有矿工是否健康，若矿工B身体健康值低于规定值,则在原地等待救援，反之跳转至步骤A8；A8、领导者判断撤离路线环境是否安全，若不安全则跳转到A4,反之跳转至步骤A9；A9、安全完成撤离。