基于几何智能体的人员疏散模型的制作方法
【专利摘要】本发明涉及空间技术运用领域，指出基于几何智能体的人员疏散模型，包括物理空间子模型，火场影响因素子模型，人员属性及行为子模型以及数据储存和显示子模型，物理空间子模型包括物理空间出口和障碍，建筑图形，并将物理空间出口和障碍，建筑图形的几何信息传递给火场影响因素子模型，人员属性及行为子模型以及数据储存和显示子模型；火场影响因素子模型包括烟气毒性对人员的影响，并将烟气毒性的毒性剂量传递到人员属性及行为子模型。本发明对疏散全过程的模拟有助于设计人员对设计方案的优劣做出直观评价，出口利用率的比较有助于设计方案的完善，设计人员可通过对不同方案的多次模拟进行设计方案的优化。
【专利说明】基于几何智能体的人员疏散模型
【技术领域】
[0001] 本发明创造涉及空间技术运用领域，特别指出基于几何智能体的人员疏散模型。
【背景技术】
[0002] 随着我国对公共建设的突入力度加大，近年来，随着我国经济的持续高速发展，公 共建筑的建设进入了一个高峰期，各地用于会议、展览、体育竞赛等目的大型建筑或具有多 功能的综合性建筑物大量涌现。这些建筑都具有较大的建筑面积，平面布置复杂，在使用时 人员密集、流动性大等特点，一旦发生紧急情况，如何保证人员的安全疏散就成为一个突出 的问题。
[0003] 主要体现在如下两个方面：
[0004] 1.疏散区间划分不符合实际，规范以防火区间的划分确定疏散区间，主观认为疏 散人员会向其所处防火区间内的楼梯或通道疏散，但人员具有高度自主意识，其行为受年 龄、性别，受教育程度、所处环境以及心理等方面因素的制约，其疏散路径的选择也不是固 定的，因此，会出现出口人流量不均的情况，这是规范设计所无法体现的。
[0005] 2.公共建筑平面布置大多较为复杂，现有规范在考虑疏散时难以兼顾，很可能会 导致疏散设计不合理，造成人员疏散时间过长；其次人员的速度也是不同且变化的，规范设 计的方式，只考虑通行能力，忽视对人员速度的考察，这与实际的疏散过程是不符合的。
[0006] 现有的疏散模型多为离散化网格模型，网格模型指对人员疏散建筑平面的建模方 式，网格模型在模拟人员群体行为时可以获得较快的运算速度，但是在模拟人的速度则不 够接近真实。在运算速度和运算真实性之间，选择网格模型往往要牺牲后者，同时，网格模 型在确定人员疏散路径时有较明显的缺陷，其路径确定是根据疏散地图网格的"势值"确 定，人员根据自己所在位置的"势值"，想更高或更低势值的网格移动，从而实现向出口移动 的效果，但在一些室内出口，如门等位置，则会出现人员返回室内的现象，这与实际也是有 较大差别的。 发明创造内容
[0007] 本发明创造的目的是提出一种基于几何智能体的人员疏散模型，模型可为设计提 供辅助支持，疏散全过程的模拟有助于设计人员对设计方案的优劣做出直观评价，出口利 用率的比较有助于设计方案的完善，设计人员可通过对不同方案的多次模拟进行设计方案 的优化。
[0008] 实现本发明创造目的的技术方案如下：
[0009] 基于几何智能体的人员疏散模型，其特征在于，包括物理空间子模型，火场影响因 素子模型，人员属性及行为子模型以及数据储存和显示子模型，所述的物理空间子模型包 括物理空间出口和障碍，建筑图形，物理空间子模型将物理空间出口和障碍，建筑图形的几 何信息传递给火场影响因素子模型，人员属性及行为子模型以及数据储存和显示子模型；
[0010] 所述的火场影响因素子模型包括烟气毒性对人员的影响，并将烟气毒性的毒性剂 量传递到人员属性及行为子模型；
[0011] 所述的人员属性及行为子模型包括人群属性，人群反应时间，人群速度变化以及 人群路径选择，并将人员位置传递到数据储存和显示子模型。
[0012] 进一步的，所述的物理空间子模型采用子空间网络进行构建，所述的子空间网络 采用基于SRF的算法确定，所述的SRF算法包括：
[0013] 1.由点位置（xm，yj确定子空间的起始线段L1 ;
[0014] 2.以L1的一个端点P1为起始点，按照逆时针或顺时针的方向查找组成子空间的 下一条线段L2 ;
[0015] 3.若在P1处只有L1和L2相交，L 2为查找的线段，若有多条线段交于P1A，则选 择与L1成最小夹角的线段为L2，其最小夹角线满足a (Li, Lj =Min{a (Li, Ly，a (Li, Lj2),…，a (Li, Ljk)}该公式；
[0016] 4?找到L2后，确定出L2上的另一个端点P2，并以P 2为起始点，重复（2)?⑷步 骤，直至起始点重新等于L1的端点Pp
[0017] 进一步的，还包括对子空间网络的等级计算，所述的计算包括：
[0018] 1.读取建筑图纸中房间，出口和安全区域信息，并定义V表示顶点，E表示边，U1表 示安全区域，U2?U4表示房间1?房间3 ;
【权利要求】
1. 基于几何智能体的人员疏散模型，其特征在于，包括物理空间子模型，火场影响因素 子模型，人员属性及行为子模型以及数据储存和显示子模型，所述的物理空间子模型包括 物理空间出口和障碍，建筑图形，物理空间子模型将物理空间出口和障碍，建筑图形的几何 信息传递给火场影响因素子模型，人员属性及行为子模型以及数据储存和显示子模型； 所述的火场影响因素子模型包括烟气毒性对人员的影响，并将烟气毒性的毒性剂量传 递到人员属性及行为子模型； 所述的人员属性及行为子模型包括人群属性，人群反应时间，人群速度变化以及人群 路径选择，并将人员位置传递到数据储存和显示子模型。
2. 根据权利要求1所述的基于几何智能体的人员疏散模型，其特征在于，所述的物理 空间子模型采用子空间网络进行构建，所述的子空间网络采用基于SRF的算法确定，所述 的SRF算法包括： (1) 由点位置（\，ym)确定子空间的起始线段L1 ; (2) 以L1的一个端点P1为起始点，按照逆时针或顺时针的方向查找组成子空间的下一 条线段L 2 ; (3) 若在P1处只有L1和L2相交，L2为查找的线段，若有多条线段交于P 1点，则选择与L1 成最小夹角的线段为L2，其最小夹角线满足a (Li, Lj) = Min { a (Li, Ljl)，a (Li, Lj2)，...， a (LpLjkM该公式； (4) 找到L2后，确定出L2上的另一个端点P2，并以P2为起始点，重复（2)?（4)步骤， 直至起始点重新等于L 1的端点Pp
3. 根据权利要求2所述的基于几何智能体的人员疏散模型，其特征在于，还包括对子 空间网络的等级计算，所述的计算包括： ⑴读取建筑图纸中房间，出口和安全区域信息，并定义V表示顶点，E表示边,U1表示 安全区域，U2?U4表示房间1?房间3 ; (2) 采用二元g表示建筑图 纸平面；
(3) 定义疏散路径为W，定义起火房间为Ux，则W与Ux之间关系表示为： W = ux (x-1) Iv1 (x-2)......U1 (O)或者 W = ux (x-1) Up1 (x-2)......U3 (2) U1(O)； (4) 选择步骤3中较大的W值作为子空间等级数值。
4. 根据权利要求2所述的基于几何智能体的人员疏散模型，其特征在于，包括以下疏 散步骤： (1) 计算人员所处楼层与子空间网络，并确定烟气毒性对人群速度的影响； (2) 判断人员是否处于楼梯，若是，则标记并确定所处子空间网络中的最近出口目标， 若不是，则直接确定所处子空间网络中的最近出口目标； (3) 确定所处子空间网络中的最近出口目标后，判断人员路径上是否存在障碍物，若 存在，则确定人员的短期目标点，并进行人员碰撞测试，若不存在，则直径进行人员碰撞测 试； (4)步骤3中人员碰撞测试包括人员进行1步，2步，3步直至N步内具有碰撞，并计算 人员速度大小和方向。
5. 步骤3中人员碰撞测试若在N步内没有碰撞，则判断人员是否离开当前子空间网络， 若是，则判断人员是否处于底层，若不是则进入下个时间步计算，下个时间步按步骤1重新 开始。
6. 判断人员是否处于最底层，若是，则判断是否为最高等级子空间网络，若不是，则判 断是否在步骤2中已被标记。
7. 步骤6中，判断是否为最高等级子空间网络，若是，则表示人员可以安全撤离，若不 是，则按步骤5中下个时间步计算。
8. 步骤6中，判断是否步骤2中已被标记，若是，则进入下个楼层，若不是，则按步骤5 中下个时间步计算。
【文档编号】G06F17/50GK104392061SQ201410734592
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年12月8日 优先权日:2014年12月8日
【发明者】何大治 申请人:华北水利水电大学