人员疏散仿真方法与装置、辅助决策方法与系统、应急平台与流程

本发明涉及人员疏散技术领域，尤其涉及一种人员疏散仿真方法与装置、辅助决策方法与系统、以及包含有该辅助决策系统的应急平台。

背景技术：

目前，在城市中，火灾、地震、恐怖威胁等的公共安全事件频发，在发生这种公共安全事件的情况下，如何将大范围的人群安全地进行疏散、如何转移高密度的人群成为关键问题。

在城市应急管理部门用于进行应急决策或应急指挥的应急平台中，通常需要包含对人员疏散过程进行仿真的人员疏散仿真装置，根据该人员疏散仿真装置的仿真结果，制定人员疏散方案、调度救援力量、进行交通管制等，从而尽量减少人员伤亡和财产损失。

以往，人员疏散仿真装置根据对象主要分为两种。一种是如非专利文献1、2那样以单个建筑内的人群作为对象的人员疏散仿真装置，这种装置通常是以阻塞状态下人员心理研究为基础而开发出的，已经开发有如BuildingExodus、Simulex、Egress等；另一种是如专利文献3那样以城市道路为对象模拟行人和车辆在城市道路中的疏散行为的人员疏散仿真装置。

非专利文献1：《建筑物防火避难安全性能验证技术手册》-日本三步骤疏散时间经验公式。

非专利文献2：袁理明，范维澄.建筑火灾中人员安全疏散时间的预测。自然灾害学报1997，6(2)：28-33

专利文献3：CN101958044A。

技术实现要素：

本发明提供一种由多个建筑构成的社区为单位进行人员疏散仿真的人 员疏散仿真方法与装置、基于该人员疏散仿真方法的辅助决策方法、包括该人员疏散仿真装置的辅助决策系统、以及包括该辅助决策系统的应急平台。

本发明所提供的第一方式的人员疏散仿真方法由多个建筑构成的社区为单位进行人员疏散仿真，包括：

网络化步骤，将社区内的每个建筑抽象成一个网络节点，对社区内的多个节点并联地执行疏散仿真；节点内疏散步骤，将各节点内的疏散过程分解为疏散反应过程、步行过程、拥堵过程的串联，计算节点内的疏散时间；搜索步骤，在社区内的所有网络节点之中，搜索节点内的疏散时间最长的第一节点；以及社区疏散时间确定步骤，根据所述第一节点的疏散时间，确定整个社区的总疏散时间。

本发明还提供了第二方式，该第二方式是如第一方式所述的人员疏散仿真方法，其中，还包括：输入步骤，仅输入建筑用途、建筑面积、层数、待疏散人数、或者仅输入建筑用途、建筑面积、层数。

本发明还提供了第三方式，该第三方式是如第二方式所述的人员疏散仿真方法，其中，在所述疏散反应过程中，根据所述建筑用途、所述建筑面积、所述层数，获得疏散反应时间；在所述步行过程中，根据所述建筑用途、所述建筑面积、所述层数、步行速度，获得步行时间；在所述拥堵过程中，将建筑中的多个用于疏散的楼梯耦合成疏散楼梯宽度，根据该疏散楼梯宽度，获得拥堵时间；根据所述疏散反应时间、所述步行时间、所述拥堵时间，获得节点内的疏散时间；其中，所述步行速度与所述建筑用途相关。

本发明还提供了第四方式，该第四方式是如第三方式所述的人员疏散仿真方法，其中，在所述步行过程中，根据所述建筑面积和所述层数，获得建筑中的人员到达出口所需的步行距离的总和，并根据所述建筑用途，获得所述步行速度，再根据所述步行距离的总和与所述步行速度，获得所述步行时间。

本发明还提供了第五方式，该第五方式是如第三方式或第四方式所述的人员疏散仿真方法，其中，在所述拥堵过程中，根据所述疏散楼梯宽度和所述层数，获得楼梯间地板面积总和，并根据所述楼梯间地板面积总和 与疏散人员占地面积之间的大小关系，获得有效流动系数，并根据所述有效流动系数、待疏散人数、地面出口楼梯宽度，获得所述拥堵时间。

本发明还提供了第六方式，该第六方式是如第四方式或第五方式所述的人员疏散仿真方法，其中，所述建筑用途包括第一类建筑和第二类建筑，其中，所述第一类建筑是人员无法在预设时间内开始疏散的建筑，所述第二类建筑是人员能够在所述预设时间内开始疏散的建筑；在所述疏散反应过程中，所述第一类建筑的疏散反应时间大于所述第二类建筑的疏散反应时间；在所述步行过程中，所述第一类建筑的步行速度小于所述第二类建筑的步行速度。

本发明还提供了第七方式，该第七方式是如第六方式所述的人员疏散仿真方法，其中，所述第一类建筑包括以下至少一项：住宅、旅馆、剧院、体育场。

本发明还提供了第八方式，该第八方式是如第五方式所述的人员疏散仿真方法，其中，当在所述输入步骤中没有输入待疏散人数时，在所述拥堵过程中通过人员密度和建筑面积来获得待疏散人数，其中，所述第一类建筑的人员密度大于所述第二类建筑的人员密度。

本发明的第九方式的辅助决策方法，根据如第一方式至第八方式中的任一方式所述人员疏散仿真方法所获得的整个社区的疏散时间，进行辅助决策。

根据本发明第十方式提供了人员疏散仿真装置，包括：

网络化模块，用于将由多个建筑构成的社区内的每个建筑抽象成网络节点，对社区内的多个节点并联地执行疏散仿真；建筑内疏散模块，用于将各节点内的疏散过程分解为疏散反应过程、步行过程、拥堵过程的串联，计算节点内的疏散时间；搜索模块，用于在社区内的所有网络节点之中搜索节点内的疏散时间最长的第一节点；以及社区疏散时间模块，用于根据所述第一节点的疏散时间，确定整个社区的总疏散时间，并输出所述疏散时间；其中，所述建筑内疏散模块为一个或多个。

本发明还提供了第十一方式，该第十一方式是如第十方式所述的人员疏散装置，其中，还包括：参数输入模块，用于仅输入建筑用途、建筑面积、层数、待疏散人数、或者仅输入建筑用途、建筑面积、层数。

本发明还提供了第十二方式，该第十二方式是如第十一方式所述的人员疏散装置，其中，所述建筑内疏散模块包括：疏散反应单元，用于根据所述建筑用途、所述建筑面积、所述层数，获得疏散反应时间；步行单元，用于根据所述建筑用途、所述建筑面积、所述层数、步行速度，获得步行时间；拥堵单元，用于根据所述建筑面积和所述层数、或者所述建筑面积、所述层数、所述疏散人数，并且将建筑内的多个用于疏散的楼梯耦合成疏散楼梯宽度，根据该疏散楼梯宽度，获得拥堵时间；所述疏散反应单元、所述步行单元、所述拥堵单元串联连接，根据所述疏散反应时间、所述步行时间、所述拥堵时间，获得节点内的疏散时间；其中，所述步行速度与所述建筑用途相关。

本发明还提供了第十三方式，该第十三方式是如第十二方式所述的人员疏散装置，其中，所述步行单元根据所述建筑面积和所述层数，获得建筑中的人员到达出口所需的步行距离的总和，并根据所述建筑用途，获得所述步行速度，再根据所述步行距离的总和与所述步行速度，获得所述步行时间。

本发明还提供了第十四方式，该第十四方式是如第十二方式或第十三方式所述的人员疏散装置，其中，所述拥堵单元根据所述疏散楼梯宽度和所述层数，获得楼梯间地板面积总和，并根据所述楼梯间地板面积总和与疏散人员占地面积之间的大小关系，获得有效流动系数，并根据所述有效流动系数、待疏散人数、地面出口楼梯宽度，获得所述拥堵时间。

本发明还提供了第十五方式，该第十五方式是如第十三方式或第十四方式所述的人员疏散装置，其中，所述建筑用途包括第一类建筑和第二类建筑，其中，所述第一类建筑是人员无法在预设时间内进行疏散的建筑，所述第二类建筑是人员能够在所述预设时间内进行疏散的建筑；在所述疏散反应单元中，所述第一类建筑的疏散反应时间大于所述第二类建筑的疏散反应时间；在所述步行单元中，所述第一类建筑的步行速度小于所述第二类建筑的步行速度。

本发明还提供了第十六方式，该第十六方式是如第十五方式所述的人员疏散装置，其中，所述第一类建筑包括以下至少一项：住宅、旅馆、剧院、体育场。

本发明还提供了第十七方式，该第十七方式是如第十六方式所述的人员疏散装置，其中，还包括存储模块，用于存储与所述建筑用途相关的所述步行速度以及人员密度，当所述参数输入模块没有输入待疏散人数时，所述拥堵单元通过所述人员密度和所述建筑面积来获得待疏散人数，其中，所述第一类建筑的人员密度大于所述第二类建筑的人员密度。

本发明的第十八方式的辅助决策系统，包括：如第十一方式至第十七方式中的任一方式所述人员疏散仿真装置及辅助决策装置，其中，所述辅助决策装置，用于根据所述人员疏散仿真装置所输出的整个社区的总疏散时间，进行辅助决策。

本发明的第十九方式的应急平台，包括：如第十八方式所述的辅助决策系统。

本发明还提供了第二十方式，该第二十方式是如第十九方式所述的应急平台，其中，所述应急平台还包括如下系统中的至少一个：应急预案制定系统、应急演练系统、救援力量调度系统。

根据本发明的人员疏散仿真方法和装置，能够实现以社区为单位的人员疏散。另外，根据本发明的人员疏散仿真方法和装置，需要输入的参数少，不需要大量的数据，能够适用于工程实践中。另外，根据本发明的人员疏散仿真方法和装置，计算速度快，能够应用于实际的应急决策中。

另外，根据本发明的辅助决策方法和系统，在需要对社区范围进行人员疏散的灾害或事故环境下，能够为应急指挥人员的应急决策提供技术支持。另外，本发明的辅助决策方法和系统通过输入参数少、计算速度快等特点，使得辅助决策具有实用性和及时性。

另外，根据本发明的应急平台，通过将能够实现社区范围的人员疏散辅助决策的辅助决策系统集成到应急平台上，能够与其他的系统或模块进行配合。另外，还能够将社区范围的人员疏散仿真结果应用到综合的应急管理业务中。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1是示出本发明的第一实施方式所涉及的人员疏散仿真方法的流程图；

图2是示出社区为单位的多个建筑的疏散时间并联关系的简化示意图；

图3是示出建筑内人员疏散过程的串联关系的简化示意图；

图4是示出本发明的第三实施方式所涉及的人员疏散仿真装置的结构示意图；

图5是示出本发明的第四实施方式所涉及的人员疏散辅助决策系统的结构示意图；

图6是示出本发明的第五实施方式所涉及的应急平台的一个示例的结构示意图；

图7是处理装置的内部组件的方框图。

具体实施方式

本发明的发明人经过研究发现，已有的人员疏散仿真装置很难经过简单改造就应用到社区级别的人员疏散仿真中。

首先，目前没有同时研究多个建筑的人员疏散仿真装置，将以单个建筑为对象的人员疏散仿真装置应用到由多个建筑构成的社区范围内时，疏散时间不是各建筑的疏散时间的简单加和，而是存在一些叠加。

其次，以单个建筑为对象的人员疏散仿真装置通常需要输入大量的建筑参数包括房间出口宽度、最小出口宽度、最大步行距离、有效滞留面积等。虽然为了科学研究而经过实地测量有可能获取某个建筑的详细数据，但是，在实际情况中，难以获得所有建筑的详细数据，从而这样的装置实用性较低。另外，在以社区内的多个建筑为对象的情况下，需要的数据量更大，即便能够获得每个建筑的详细数据，计算量也很大，计算速度较慢，很难满足突发事件应急管理中快速决策的要求。

从而，本发明提出了一种多个建筑构成的社区为单位的人员疏散仿真方法和装置、以及基于这样的人员疏散仿真方法和装置的辅助决策方法和装置。

下面详细描述本发明的实施方式涵盖了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更清楚的理解。本发明绝不限于下面所提出的任何具体配置和算法，而是在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了相关元素、部件和算法的任何修改、替换和改进。

第一实施方式

下面结合图1，详细说明本发明的第一实施方式中的疏散仿真方法。

图1示出了本发明的第一实施方式所涉及的人员疏散仿真方法。人员疏散仿真方法以由多个建筑构成的社区为单位进行人员疏散仿真，包括：

步骤S1：网络化步骤，将社区内的每个建筑抽象成一个网络节点，对社区内的多个节点并联地执行疏散仿真。

步骤S2：节点内疏散步骤，将各节点内的疏散过程分解为疏散反应过程、步行过程、拥堵过程的串联，计算节点内的疏散时间。

步骤S3：搜索步骤，在社区内的所有网络节点之中，搜索节点内的疏散时间最长的第一节点。

步骤S4：社区疏散时间确定步骤，根据第一节点的疏散时间，确定整个社区的总疏散时间。

本发明提出的人员疏散仿真方法，还包括步骤S5：输入步骤，仅输入建筑用途、建筑面积、层数、待疏散人数、或者仅输入建筑用途、建筑面积、层数。其中，建筑面积是指各建筑内需要进行疏散的所有面积。层数是指各建筑的楼层数。待疏散人数是指各建筑内等待疏散的人员数量。在本发明中，根据实际工程需要，有效地减少了输入参数的个数，具有简易性与实用性。

其中，建筑用途包括第一类建筑和第二类建筑，且第一类建筑是人员无法在预设时间内开始疏散的建筑，第二类建筑是人员能够在预设时间内开始疏散的建筑。在疏散反应过程中，第一类建筑的疏散反应时间大于第二类建筑的疏散反应时间。

对于本领域技术人员来说，第一类建筑可以理解为包括以下建筑：住宅、旅馆、剧院、体育场、饭店。由于建筑用途等特性，在这些建筑中的 人员在接到警报之后或发现灾害之后无法马上开始疏散，需要的反应时间长。例如，住宅的情况下，人员可能处于睡眠中，无法马上开始疏散，在饭店等情况下，需要在大范围进行通知，从而无法马上开始疏散等。第一类建筑不仅限于上述五种建筑，由于建筑用途等特性而无法马上开始疏散的建筑都属于第一类建筑。

下面，以具体的实施例为示例，对上述的步骤S1～S4进行详细的说明。然而，本发明并不限于这样的实施例。

<将社区内的各建筑物网络化>

在步骤S1中，当社区中有建筑1，建筑2，......，建筑n这n个建筑时，这n个建筑内的人员在所在的建筑内进行疏散的过程基本上是独立进行的。从而，可以如图2所示那样使n个建筑之间的疏散仿真并联地进行。也就是说，从整个社区范围来看，每个建筑是一个节点，将建筑1，建筑2，......，建筑n作为n个节点N₁，N₂，......，N_n，使得n个节点之间为并联连接。

当然，各建筑内并联疏散之间也可以不是完全独立的，有一定的相关性。例如，各建筑内人员收到警报等而开始疏散的时间等参数可能有所相关，可以是一致的，也可以存在特定的时间差异。上述的并联疏散，也能够模拟这种情况。

<建筑内的人员疏散过程>

如图3所示，步骤S2包括：疏散反应过程、步行过程、拥堵过程，且这三个过程是串联的，即根据疏散反应时间、步行时间、拥堵时间，获得节点内的疏散时间。

建筑内的总疏散时间可以根据疏散反应过程的疏散反应时间、步行过程的步行时间、拥堵过程的拥堵时间来求出。可以是疏散反应时间、步行时间、拥堵时间的简单相加。也可以是它们的加权相加等其他满足串联关系且符合工程实际的运算。

具体来说，节点N₁的建筑内的疏散时间T₁可通过如下公式获得：

T₁＝t_start+t_travel+t_queue

其中，t_start为疏散反应时间，t_travel为步行时间，以及t_queue为拥堵时间。

同理，可获得节点N₂，......，N_n的疏散时间T₂，......，T_n。

(1)疏散反应过程

疏散反应时间包括：疏散信息发觉时间及开始疏散行为时间。该疏散信息发觉时间可以是人员用于自行发觉灾害或事故发生的时间，也可以是用于收到外来的避难警报等的时间。该开始疏散行为时间可以是人员发觉疏散信息之后开始疏散行为为止的反应时间。

在疏散反应过程中，根据建筑用途、建筑面积、层数，获得疏散反应时间。

计算疏散反应时间的具体示例：

在本发明中，根据建筑用途不同，采用不同的经验公式来计算疏散反应时间。

第一类建筑，即住宅、旅馆、剧院、体育场等用途的建筑，疏散反应时间为：

其中，A_area为建筑面积，单位m²；n为建筑的层数。

第二类建筑，疏散反应时间为：

其中，A_area为建筑面积，单位m²；n为建筑的层数。

在本发明中，通过将建筑分为第一类建筑和第二类建筑分别判断其疏散反应时间，能够真实地模拟不同类型的建筑的疏散时间。

(2)步行过程

所述步行过程是指建筑内的人员疏散到建筑出口处的过程。步行时间是指各建筑内的所有人员疏散到建筑出口处所需要的时间。

在步行过程中，根据建筑用途、建筑面积、层数、步行速度，获得步行时间。

需要进一步说明的是，在步行过程中，可以根据建筑面积和层数，获得建筑内的人员到达建筑出口所需的步行距离的总和，并根据建筑用途，获得步行速度，再根据步行距离的总和与步行速度，获得步行时间。其中，步行速度与建筑用途相关，且在步行过程中，第一类建筑的步行速度小于第二类建筑的步行速度。

计算步行时间的具体示例：

步行时间可以根据该建筑内人员到建筑出口所需要的步行距离总和与步行速度的比值求出。

具体来说，对于建筑内的单层的具体数据不详的建筑群，可以采取下述三部分的简化计算来计算最大距离并对其求和。一般而言，建筑内人员疏散的速度一定，疏散距离与疏散时间成正比。其中，疏散距离包括三部分。

最高楼层人员到达最高楼梯出口A₁的距离l₁，如下式：

其中，A_area为建筑面积，单位m²；n为建筑的层数。

从最高楼层出口A₁到地面楼层楼梯出口A₂的距离l₂，如下式：

l₂＝8(n-1) (4)

从地面层楼梯出口A₂到达建筑疏散口A₃的距离l₃，如下式：

综上所述，在疏散过程中，在对建筑数据不是很详细的情况下，通过建筑面积与层数就可以快速地计算出相应的步行距离。由此，能够减少输入的参数。

进一步，步行速度可以根据建筑用途以及用途特征而不同。其中，建筑用途可分为第一类建筑和第二类建筑。用途特征可以是建筑各部分空间所属的类别，具体来说，区分了楼梯和水平路段等。具体可例如表1所示：

表1-步行速度

在本发明中，通过将建筑根据用途分为第一类建筑和第二类建筑分别判断其步行速度，能够真实地模拟不同类型的建筑的疏散时间。

建筑内的人员到建筑出口所需要的步行距离总和通常从各人员所在位置到建筑出口的距离的最大值来决定。从而，在此，可以根据最高的楼层来计算建筑内的人员到建筑出口所需要的步行距离总和，基于该距离总和以及上述的步行速度来计算步行时间t_travel。

如上所述，在本发明中，根据建筑用途、且区分楼梯和水平路段等建筑内的各空间所属类别，利用不同的步行速度来分别计算各部分步行时间，并对其进行加和。由此，能够真实地模拟建筑内的疏散情景，能够给出更符合真实情况的疏散结果。从而，能够进行更科学的辅助决策。

(3)拥堵过程

疏散人员可能会在建筑出口处或某层的楼梯口处产生滞留。拥堵时间是指：为了使人员全部通过建筑出口，而用于解除滞留的时间。

在拥堵过程中，可以将建筑内的多个用于疏散的楼梯耦合成疏散楼梯宽度，根据该疏散楼梯宽度，获得拥堵时间。

更加具体来说，在拥堵过程中，可以根据疏散楼梯宽度和层数，获得楼梯间地板面积总和，并根据楼梯间地板面积总和与疏散人员占地面积之间的大小关系，获得有效流动系数，并根据有效流动系数、待疏散人数、地面出口楼梯宽度，获得拥堵时间。

计算拥堵时间的具体示例：

拥堵时间t_queue受到待疏散人数P、有效流动系数N_eff、最小宽度B_d等的影响。其中，最小宽度B_d为疏散楼梯宽度B_st、楼梯间出口宽度、建筑出口宽度等的最小值。

具体来说，拥堵时间t_queue可通过下式得出：

如果能够获取待疏散人数P、即建筑内等待疏散的人员总数，则将该待疏散人数P作为输入值，进行如上式(7)的计算。即，在输入步骤S5中，输入该待疏散人数。

然而，在很多情况下，当发生了突发事件时，无法确定待疏散人数，在该情况下，当在输入步骤中没有输入待疏散人数时，待疏散人数通过

P＝∑ρA_area (8)

来进行计算。其中，A_area为建筑面积，ρ为建筑内人员密度。

此时，拥堵时间t_queue可通过下式得出：

根据建筑用途不同，人员密度ρ也不同。针对第一类建筑与第二类建筑的人员密度ρ如表2所示：

表2-人员密度表

从上表中可以看出，第一类建筑的人员密度大于第二类建筑的人员密度。

拥堵时间还受到楼梯宽度的影响。然而，获取各建筑内部的所有的楼梯的宽度，工作量大。甚至，在实际的应用中，往往是无法获取到的。从而，可以将一个建筑内所有的楼梯的宽度耦合成一个直通到地面的楼梯的宽度、即疏散楼梯宽度B_st来进行计算，如下式：

其中，A_area为建筑面积，ρ为建筑内人员密度，n为建筑的层数，且疏散楼梯宽度的最小值B_st≥1.1m。

拥堵时间还受到有效流动系数的影响。有效流动系数是指单位时间单位宽度所通过的人数。有效流动系数可以根据楼梯间地板面积总和∑A_st与疏散人员占地面积∑A_person之间的大小关系来获得。

其中，楼梯间地板面积∑A_st包括：建筑内的所有楼梯的阶梯间的平台面积以及楼梯的梯阶面积。然而，获取各建筑内部的所有的楼梯间地板面积总和，同样，工作量大，甚至，在实际的应用中，往往是无法获取到的。

从而，可基于如上所述的那样计算的疏散楼梯宽度B_st和建筑的层数n来计算楼梯间地板面积总和∑A_st。具体来说，楼梯间面积∑A_st可通过下式获得：

∑A_st＝6.3*2(n-1)B_st+2.25(2n-1) (11)

疏散人员占地面积∑A_person可以根据每个人所占的面积和待疏散人数来获得。通常，认为每个人所占面积是0.25m²，当然，待疏散人员为幼儿或者障碍者等的情况下，也可以适当地调整每个人所占面积。

疏散人员占地面积∑A_person具体可通过下式获得：

∑A_person＝0.25P (12)

将公示(8)中的待疏散人数P代入公示(12)中，即得到

疏散人员占地面积与建筑内人员密度以及建筑面积的具体关系公示：

∑A_person＝0.25P＝0.25∑ρA_area (13)

有效流动系数具体可通过如下方式确定：

当疏散楼梯宽度B_st小于60公分时，认为有效流动系数N_eff＝0；

当∑A_st＜∑A_person时，认为N_eff＝80；

当∑A_st＜∑A_person时，有效流动系数如下式：

如上所述，根据本发明的实施例，可以减少输入的参数，简化计算。从而提供能够适用于不确定参数多且要求快速的应急实践中。

<社区疏散总时间的确定>

在步骤S3中，在将社区中的每个建筑抽象成网络节点的网络之中，搜索建筑内的疏散时间最长的节点N_m。即，寻找建筑内疏散时间最长的建筑m。在步骤S4中，根据疏散时间最长的节点N_m的疏散时间T_m，确定整个社区的总疏散时间T。

具体来说，整个社区的建筑总疏散时间T，可以直接由该最长节点内的人员疏散时间决定，如下式所示：

T＝max(T₁，T₂……T_M) (15)

综上所述，根据本发明的实施方式，构建了能够适用于社区范围的人员疏散仿真方法。本发明的人员疏散仿真方法具有输入参数少、计算速度快、能够应用于实际的应急决策中等有益的技术效果。

第二实施方式

本发明还基于社区为范围的人员疏散仿真方法提出了人员疏散辅助决策方法。

具体来说，根据人员疏散仿真方法所获得的整个社区的疏散时间，进行辅助决策。

根据本发明的人员疏散辅助决策方法，在需要对社区范围进行人员疏散的灾害或事故环境下，能够为应急指挥人员的应急决策提供技术支持。另外，通过输入参数少、计算速度快等特点，使得辅助决策具有实用性和及时性。

第三实施方式

本发明还可以通过人员疏散仿真装置来实施。图4示出了根据本发明的第三实施方式中的人员疏散仿真装置10。其中，人员疏散仿真装置10包括：网络化模块101、建筑内疏散模块102、搜索模块103以及社区疏散时间模块104。

具体来说，网络化模块101用于由多个建筑构成的社区内的每个建筑抽象成网络节点，对社区内的多个节点并联地执行疏散仿真；建筑内疏散模块102用于将各节点内的疏散过程分解为疏散反应过程、步行过程、拥堵过程的串联，计算节点内的疏散时间，其中，建筑内疏散模块为一个或多个；搜索模块103用于在社区内的所有网络节点之中搜索节点内的疏散时间最长的第一节点；社区疏散时间模块104用于根据第一节点的疏散时间，确定整个社区的总疏散时间，并输出疏散时间。

进一步地，建筑内疏散模块102还可以包括：疏散反应单元1021、步行单元1022以及拥堵单元1023。其中，疏散反应单元1021、步行单元1022、拥堵单元1023串联连接，根据疏散反应单1021元输出的疏散反应时间、步行单元1022输出的步行时间、拥堵单元1023输出的拥堵时间，获得节点内的疏散时间，即建筑内的总疏散时间。该建筑内的总疏散时间可以为根据疏散反应时间、步行时间以及拥堵时间的简单相加求和进行运算，也可以是上述三个时间的加权相加等其他满足串联关系且符合工程实际的运算。

具体来说，疏散反应单元1021可以用于根据建筑用途、建筑面积、层数，获得疏散反应时间。其中，建筑面积是指各建筑内需要进行疏散的所有面积，层数是指各建筑的楼层数。疏散反应时间可以包括疏散信息发觉时间及开始疏散行为时间。该疏散信息发觉时间可以是人员用于自行发觉灾害或事故发生的时间，也可以是用于收到外来的避难警报等的时间。该开始疏散行为时间可以是人员发觉疏散信息之后开始疏散行为为止的反应时间。

在疏散反应单元1021控制的疏散反应过程中，第一类建筑的疏散反应时间大于第二类建筑的疏散反应时间。

本发明中，通过将建筑分为第一类建筑和第二类建筑分别判断其疏散 反应时间，能够真实地模拟不同类型的建筑的疏散时间。其中，第一类建筑是人员无法在预设时间内进行疏散的建筑，第二类建筑是人员能够在预设时间内进行疏散的建筑。

对于本领域技术人员来说，第一类建筑可以理解为包括以下建筑：住宅、旅馆、剧院、体育场、饭店。由于建筑用途等特性，在这些建筑中的人员在接到警报之后或发现灾害之后无法马上开始疏散，需要的反应时间长。例如，住宅的情况下，人员可能处于睡眠中，无法马上开始疏散，在饭店等情况下，需要在大范围进行通知，从而无法马上开始疏散等。第一类建筑不仅限于上述五种建筑，由于建筑用途等特性而无法马上开始疏散的建筑都属于第一类建筑。

步行单元1022用于根据建筑用途、建筑面积、层数、步行速度，获得步行时间。具体地，步行单元1022根据建筑面积和层数，获得建筑中的人员到达出口所需的步行距离的总和，并根据建筑用途，获得步行速度，其中，步行速度与建筑用途相关，再根据步行距离的总和与步行速度，获得步行时间。其中，步行时间是指各建筑内的所有人员疏散到建筑出口处所需要的时间，且在步行单元1022中，第一类建筑的步行速度小于第二类建筑的步行速度。

对于本领域技术人员来说，第一类建筑由于建筑用途等特性，在这些建筑中的人员步行速度小于第二类建筑的人员步行速度。

拥堵单元1023用于根据建筑面积和层数、或者建筑面积、层数、疏散人数，并且将建筑内的多个用于疏散的楼梯耦合成疏散楼梯宽度，根据该疏散楼梯宽度，获得拥堵时间。具体来说，拥堵单元1023可以根据疏散楼梯宽度和层数，获得楼梯间地板面积总和，并根据楼梯间地板面积总和与疏散人员占地面积之间的大小关系，获得有效流动系数，并根据有效流动系数、待疏散人数、地面出口楼梯宽度，获得拥堵时间。其中，拥堵时间是指为了使人员全部通过建筑出口，而用于解除滞留的时间。

本发明提出的人员疏散仿真装置，还可以包括：参数输入模块105用于仅输入建筑用途、建筑面积、层数、待疏散人数、或者仅输入建筑用途、建筑面积、层数。其中，待疏散人数是指各建筑内等待疏散的人员数量。在本发明中，根据实际工程需要，有效地减少了输入参数的个数，具 有简易性与实用性。

本发明提出的人员疏散仿真装置，还可以包括：存储模块106用于存储与建筑用途相关的步行速度以及人员密度，当参数输入模块105没有输入待疏散人数时，拥堵单元1023通过人员密度和建筑面积来获得待疏散人数，其中，第一类建筑的人员密度大于第二类建筑的人员密度。

综上所述，根据本发明的第三实施方式，构建了能够适用于社区范围的人员疏散仿真装置。本发明的人员疏散仿真装置具有输入参数少、计算速度快、能够应用于实际的应急决策中等有益的技术效果。

另外，本发明的第三实施方式所涉及的人员疏散仿真装置的输出除了可以用于应急决策之外，还可以用于例如，应急预案的制定、应急演练计划的制定、社区范围的建筑性能评估等实际应用中。

第四实施方式

本发明还可以通过人员疏散辅助决策系统的方式实施。图5是示出本发明的第四实施方式所涉及的人员疏散辅助决策系统的结构示意图。如图5所示，人员疏散辅助决策系统30包括：人员疏散仿真装置10和辅助决策装置20。其中，辅助决策装置20用于根据人员疏散仿真装置10所输出的整个社区的总疏散时间，进行辅助决策。

根据本发明的第四实施方式所涉及的人员疏散辅助决策系统，在需要对社区范围进行人员疏散的灾害或事故环境下，能够为应急指挥人员的应急决策提供技术支持。通过输入参数少、计算速度快等特点，使得辅助决策具有实用性和及时性。

第五实施方式

本发明还可以通过包括第四实施方式所涉及的人员疏散辅助决策系统的应急平台的方式来实施。可以理解的是，本发明中提出的应急平台所包括的系统不限于包括人员疏散辅助决策系统30，还可以包括如下系统中的至少一个：应急预案制定系统50、应急演练系统60、救援力量调度系统70。图6示出了包含了人员疏散辅助决策系统30、应急预案制定系统50、应急演练系统60、救援力量调度系统70的本发明的第五实施方式的一个示例。

应急平台是集成了应急管理相关的软件和硬件的平台，集成在平台上 的软件和硬件之间可能有参数的输入输出。上述的示例，仅列出了可能与本发明的第三实施方式所涉及的人员疏散仿真装置、第四实施方式所涉及的辅助决策系统有输入输出关系的系统中的一部分。本领域技术人员可以知道，应急平台上还可以包括：无线通信系统、有线通信系统、视频会议系统等与本发明的第三实施方式所涉及的人员疏散仿真装置、第四实施方式所涉及的辅助决策系统并没有输入输出关系的系统。

根据本发明的第五实施方式所涉及的应急平台，通过将能够实现社区范围的人员疏散辅助决策的辅助决策系统集成到应急平台上，除了具有与第三实施方式和第四实施方式相同的效果之外，还能够与其他的系统或模块进行配合，应用到应急管理的应急预案的制定、应急演练计划的制定等等各个环节当中。能够将社区范围的人员疏散仿真结果应用到综合的应急管理业务中。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，如图7所示，为一个处理装置的内部组件的方框图，它可以是工作站，例如，该处理装置包括一个总线409，总线上连接各组成结构如下所述：该处理装置包括一个处理器405，处理器405是一块超大规模的集成电路，是一台计算机的运算核心和控制核心。它的功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。处理器405主要包括运算器和高速缓冲存储器406及实现它们之间联系的数据、控制及状态的总线。

处理装置还包括存储器，计算机中的存储器按用途可分为主存储器(内存)，例如，ROM(Read Only Memory image，只读存储器)403、RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)404和辅助存储器(外存)402。存储器具有用于执行上述方法中的任何方法步骤的程序代码的存储空间。例如，用于程序代码的存储空间可以包括分别用于实现上面的方法中的各种步骤的各个程序代码。这些程序代码可以从一个或者多个计算机程序产品中读出或者写入到这一个或者多个计算机程序产品中。这些计算机程序产品包括诸如硬盘，光盘(CD)、存储卡或者软盘之类的程序代码载体。这样的计算机程序产品通常为便携式或者固定存储单元。该存储单元可以具有与前面所述的终端中的存储器类似布置的存储段、存储空 间等。程序代码可以例如以适当形式进行压缩。通常，存储单元包括计算机可读代码，即可以由诸如之类的处理器读取的代码，这些代码当由服务器上运行搜索引擎程序时，导致该服务器执行上面所描述的方法中的各个步骤。

进一步地，该处理装置包括至少一个输入装置401用于用户与处理装置之间的相互作用，输入装置401可以为键盘、鼠标、图像捕捉元件，重力传感器，声音接收元件，触摸屏等；处理装置还包括至少一个输出装置408，输出装置408可以是喇叭，蜂鸣器，闪光灯，图像投影单元，振动输出元件，屏幕或触摸屏等；处理设备还可以包括一个以有线或无线方式进行数据通信的通信接口407。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

此外，还应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本发明的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本发明的范围，对本发明所做的公开是说明性的，而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书限定。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的是让熟悉该技 术领域的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此来限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作出的等同变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变形，这样的修改和变形均落入由所述权利要求所限定的范围之内。