基于点线面障碍物模型构建的车站实时应急路径规划方法与流程

本发明属于智能安防技术领域，具体是涉及一种基于点线面障碍物模型构建的车站实时应急路径规划方法。

背景技术：

现代生活中，随着互联网和智能媒体的不断深入，大大方便了人们的出行。出门在外的我们，越来越离不开导航系统的帮助，室外导航系统技术相当成熟，但室内导航还有一定的发展空间，关键点在于室内定位最优方案的选取、室内地图的建模以及室内导航算法性能表现上优化的研究。目前，室内导航还有待进一步的发展，至今没有形成统一的行业内的统一标准，只是针对特定环境下进行设计。中国矿业大学的刘笑笑《基于室内三维地图的路径规划研究》针对室内多维地图的构建，将所要研究建筑物的空间结构由粗粒度到细粒度进行划分，将所需信息包含在其d-k路径规划算法所使用的数据结构中，在过程中需要大量时间对分区、水平连接、障碍物等层级顺序进行人工修改，工作量大，内容复杂；北京超图软件的黄科佳等人的《基于室内路网的跨楼层路径规划技术的设计与实现》在原始数据处理上，对多层道路数据进行获取，进而使用双向改进a*算法进行跨楼层路径规划，而针对大面积的大型车站来说，复杂的道路信息带给算法的是复杂的逻辑和深重的计算压力，楼梯连通表的构建也不能很好地包含火车站等设备信息，因此不能带来精确的符合现场实际情况的最短规划路径；北京建筑大学的《数字校园室内外一体化三维导航路径规划》更多的是放在了三维模型的读取和ui设计，导航规划引擎只是使用arcgis现成的软件对校园内外三维导航路径网络进行的提取和规划。

目前室内路径规划基于室内地图数据的复杂环境信息使得不能够像室外导航一样对道路进行路网选取处理，加上由于火车站内部道路复杂，电梯之间连通关系较其余场所的电梯更复杂，车站站台层细长型的特点带来的算法处理速度慢的问题使得路径规划变得更加复杂，目前火车站还未真正提供应对突发事件的实时应急路径规划。

技术实现要素：

针对当前室内路径规划算法比如d-k算法存在的前期数据修改工作量大、室内路网需要对改进a*算法所使用的数据进行大量信息的提取以及智能仿生算法的遗传算法和蚁群算法在实际应用中存在的计算复杂度过高，传统路径规划方法比如四叉树算法，算法结构过于简单，但搜索效率较低，并且随着障碍物数量的增加或是环境愈加复杂时，算法的复杂度会迅速增加，无法针对大型公共场所尤其是火车站这种复杂场景进行地图构建以完成路径规划的缺点，本发明提出了一种基于点线面障碍物模型构建的车站实时应急路径规划方法，通过准确实时的路径规划，指导车站安保人员以高效率完成紧急情况下的处置工作。

实现本发明目的的技术方案为：

一种基于点线面障碍物模型构建的车站实时应急路径规划方法，包括以下步骤：

步骤一：建立车站安保人员的环境地图：

1-1、数据采集：通过激光扫描仪采集到的待规划车站的点云数据，对与路径规划有关的建筑物和设备提前标注是否通行或上下行属性、楼层信息，辅助完成地图信息的存储工作，根据楼层数生成多个kml文件；

1-2、地图数据解析：从步骤1-1得到的kml文件中循环遍历，批量读取，将建筑物内进行分区，分别定义封闭型、半开闭型两类结构单元，完成地图数据解析；

1-3、结构单元经纬度高度信息的存储：在步骤1-2的解析数据中，查找结构单元的轮廓拐点、与路径规划有关的建筑物和设备属性信息，该属性信息所对应的经纬度信息全部存储在地图初始数据矩阵[,]map中；

1-4、使用点线面障碍物构建法完成地图初始数据矩阵[,]map到地图数据矩阵[lon_error,lat_error]map再到障碍物模型矩阵[b_lon_error,b_lat_error]b_map的转化，实现世界坐标到像素坐标的映射：

(1)从步骤1-3存储的地图初始数据矩阵[,]map信息中，找到障碍物的边界值，并记录相应障碍物的经、纬度坐标的最大值及最小值，分别记作为lon_max、lat_max和lon_min、lat_min；

(2)根据上述的经度最大值及最小值的差值、纬度最大值及最小值的差值来确定地图数据矩阵的规模,记地图数据矩阵为[lon_error,lat_error]map；以点(lon_min，lat_min)作为世界坐标原点，

其中lon_error＝lon_max-lon_min；

lat_error＝lat_max-lat_min；

采用点线面的直线扫描法对地图数据进行数据提取，依次完成对各个障碍物顶点的经纬度坐标提取，建立世界坐标和像素坐标之间的映射关系，进一步对原始经纬度信息处理，分别记做(b_lon_1,b_lat_1)、(b_lon_2,b_lat_2)、…、(b_lon_n,b_lat_n)，通过b_lon_i＝k*b_lat_i+b,遍历得到通过该线的所有坐标点的位置，将直线上所有的点置0，代表该区域不可通行；区域能通行时对应位置像素为0，得到初始障碍物模型矩阵，将地图数据矩阵全部转换到像素坐标系并在所建立的初始障碍物模型矩阵进行相应的信息存储；

其中i表示顶点的存储顺序，n为存储点的总个数，0<i≤n；k为相邻两个端点连线的斜率，b为直线截距；

(3)对步骤(2)中的像素点坐标突变位置进行双实线处理，得到最终的障碍物模型矩阵[b_lon_error,b_lat_error]b_map，完成车站安保人员环境地图的构建；

步骤二：完成车站安保人员位置信息数据链的搭建

车站安保人员通过手持或穿戴设备实时更新位置信息到相应楼层基站服务器，基站服务器与路径规划服务器进行信息的交换，以完成突发事件前的数据准备工作；

步骤三：使用改进a*算法为所有安保人员计算到达突发事件现场的路径并进行存储，通过设置安保人员到突发事件现场位置的约束条件，将满足条件的路径进行筛选并展示；

3-1、紧急事件突发后的数据传递：路径规划服务器存储步骤一所构建的障碍物模型矩阵[b_lon_error,b_lat_error]b_map，任意车站安保人员所带客户端在发生紧急事件后及时上传附近的位置信息到路径规划服务器；

3-2、多安保人员位置信息上传：路径规划服务器通过定位基站获取所有安保人员的位置信息，使用改进a*算法准确实时进行计算；其中，位置信息包括准确的经纬度和楼层高度，根据建筑物规模进行变步长的障碍物构建；将精确的位置信息转换为像素坐标下相对于像素坐标原点的相对位置信息；

3-3、改进a*算法的多路径计算：路径规划服务器使用车站所有安保人员的位置信息以及某安保人员上传到路径规划服务器的突发事件的位置信息，综合考虑所规划路径的电梯上下行、地下通道路径以及部分安保人员专用电梯实际情况，多次使用改进a*算法，实时计算安保人员到突发事件现场的所有路径并进行存储；

3-4、跨楼层算法的实现：将上一步存储的路径，通过设置路径距离、跨越楼层数的约束条件，当同楼层安保应急路径小于该楼层任一与路径规划有关的建筑物和设备到达现场的路径时，路径规划结束；否则记录突发事件现场距离最近的与路径规划有关的建筑物和设备，精确确定与路径规划有关的建筑物和设备的经纬度经过映射关系转化的坐标信息，搜索临近楼层，进而以与路径规划有关的建筑物和设备为节点，找到下一目标楼层对应的与路径规划有关的建筑物和设备出口，转为下一楼层的计算，导航路径存储之后进行总路程代价的比较，当跨楼层的两个路径大于所在楼层的距离时，直接输出同楼层的最短路径，否则输出跨楼层的路径加和，路径规划结束；筛选出到达突发事件现场最快的安保人员应急规划路径，路径输出的同时通过对应楼层基站服务器向车站安保人员发出指令，完成高速度、高准确度的紧急事件处理工作。

本发明的有益效果为：

本发明方法一方面通过集中控制方法，路径规划服务器获得车站安保人员工作环境的全局信息，为紧急事件突发应急处理提供交通信息，另一方面每个车站安保人员可以根据实时上传位置信息到各层基站服务器以及访问路径规划服务器计算所得的路径信息。运算速度快的路径规划服务器进行复杂的数据计算工作，将得出的路径结果给安保人员所在的客户端，缩短了系统运行时间。此外，使用点线面障碍模型构建后得到全面的信息，根据建筑物实际情况使用变步长数据处理，大大控制了模型信息矩阵的大小，并且改进的“双实线”障碍物构建法解决了地图数据矩阵精度低而导致改进a*算法“穿墙”的问题，解决了服务器端地图规模过大带来的计算量过大的问题。该方法在尽量使障碍物等信息不失真的精度下，还能保证改进a*算法的有效性和实时性，针对该火车站二层站台500*300米如此规模的大型地图，能够在客户端响应后的4秒左右立即进行路径规划，最终输出三维路径精确度在米级别而不是部分节点的简单分布，从而保证了车站实时应急路径规划，大大提升了安保人员的紧急救援的办公效率，更极大地保证了乘客的安全，为车站智能监控增加了实用性及创新性。

附图说明

图1某火车站地图数据三维图。

图2某火车站一楼2.5dkml地图以及解析之后矩阵仿真模拟图。

图3某火车站二楼2.5dkml地图以及解析之后矩阵仿真模拟图。

图4某火车站三楼2.5dkml地图以及解析之后矩阵仿真模拟图。

图5现场数据链结构框图。

图6某火车站三维应急路径规划流程图。

图7改进a*寻路算法流程图。

图8本发明方法封装后上位机仿真模拟显示。

图9本发明方法封装后，车站监控室的上位机路径规划模块集成模拟显示效果图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细论述。

本发明一种基于点线面障碍物模型构建的车站实时应急路径规划方法，包括以下步骤：

步骤一：建立车站安保人员的环境地图：

1-1、数据采集：通过激光扫描仪采集到的待规划车站的点云数据，转换为3ds格式，导入到3dmax；利用localspace软件画出大致的轮廓，对与路径规划有关的建筑物和设备提前标注是否通行或上下行属性、楼层信息，所述与路径规划有关的建筑物和设备指电梯、人工扶梯、出站通道、安保人员专用扶梯等路径)，辅助完成地图信息的存储工作，例如部分电梯，在属性里设置flag为10，表明只可下行不可上行，flag为01的代表只可上行不可下行；根据楼层数生成多个kml文件；

1-2、地图数据解析：从步骤1-1得到的kml文件中循环遍历，批量读取，将建筑物内进行分区，分别定义封闭型、半开闭型两类结构单元，完成地图数据解析；

1-3、结构单元经纬度高度信息的存储：在步骤1-2的解析数据中，查找结构单元的轮廓拐点、与路径规划有关的建筑物和设备属性信息，该属性信息所对应的经纬度信息全部存储在地图初始数据矩阵[,]map中，方便之后的模块调取数据和使用；

1-4、使用点线面障碍物构建法完成地图初始数据矩阵[,]map到地图数据矩阵[lon_error,lat_error]map再到障碍物模型矩阵[b_lon_error,b_lat_error]b_map的转化，实现世界坐标到像素坐标的映射：

(4)从步骤1-3存储的地图初始数据矩阵[,]map信息中，找到障碍物的边界值，并记录相应障碍物的经、纬度坐标的最大值及最小值，分别记作为lon_max、lat_max和lon_min、lat_min；

(5)根据上述的经度最大值及最小值的差值、纬度最大值及最小值的差值来确定地图数据矩阵的规模,记地图数据矩阵为[lon_error,lat_error]map；以点(lon_min，lat_min)作为世界坐标原点，

其中lon_error＝lon_max-lon_min；

lat_error＝lat_max-lat_min；

(6)采用点线面的直线扫描法对地图数据进行数据提取，依次完成对各个障碍物顶点的经纬度坐标提取，分别记做(lon_1,lat_1)、(lon_2,lat_2)、…、(lon_n,lat_n)，建立世界坐标和像素坐标之间的映射关系，进一步对原始经纬度信息处理，分别记做(b_lon_1,b_lat_1)、(b_lon_2,b_lat_2)、…、(b_lon_n,b_lat_n)，通过b_lon_i＝k*b_lat_i+b,遍历得到通过该线的所有坐标点的位置，将直线上所有的点置0，代表该区域不可通行；区域能通行时对应位置像素为0，得到初始障碍物模型矩阵，将地图数据矩阵全部转换到像素坐标系并在所建立的初始障碍物模型矩阵进行相应的信息存储；

b_lon_i＝(lon_i-lon_min)*1000000

b_lat_i＝(lat_i-lat_min)*1000000

b＝b_lon_i-k*b_lat_i

其中i表示顶点的存储顺序，n为存储点的总个数，0<i≤n；

(b_lon_i,b_lat_i)、(b_lon_i+1,b_lat_i+1)分别是该层建筑物内的障碍物相邻端点的经纬度相对于像素坐标系原点的偏差信息，k为相邻两个端点连线的斜率。

(7)针对上述构建的模型改进a*算法在使用时，由于变步长的处理，导致规划路线在像素点坐标突变位置穿越障碍物的问题，该方案对像素点坐标突变位置又进行了双实线处理，使得规划的路径更准确，得到最终的障碍物模型矩阵[b_lon_error,b_lat_error]b_map。

步骤二：完成车站安保人员位置信息数据链的搭建

车站安保人员通过手持或穿戴设备实时更新位置信息到相应楼层基站服务器，基站服务器与路径规划服务器进行信息的交换，以完成突发事件前的数据准备工作；

步骤三：使用改进a*算法为所有安保人员计算到达突发事件现场的路径并进行存储，通过设置安保人员到突发事件现场位置的约束条件，将满足条件的路径进行筛选并展示；

3-1、紧急事件突发后的数据传递：路径规划服务器存储步骤一所构建的障碍物模型矩阵[b_lon_error,b_lat_error]b_map，任意车站安保人员所带客户端在发生紧急事件后及时上传附近的位置信息到路径规划服务器，

3-2、多安保人员位置信息上传：路径规划服务器通过定位基站获取m个安保人员的位置信息，使用改进a*算法准确实时进行计算；其中，位置信息包括准确的经纬度和楼层高度，根据建筑物规模进行变步长的障碍物构建；将精确的位置信息转换为像素坐标下相对于像素坐标原点的相对位置信息，以供改进a*算法使用。

list＜h＞^j＝list＜h＞^j

式中0<j≤m，list＜lon,lat＞^j.lon为安保人员经纬度信息组合中的经度信息，list＜lon,lat＞^j.lat为安保人员经纬度信息组合中的纬度信息，step_size为自定义的步长值。list＜lon,lat＞^j为第j个安保人员的经纬度信息，list＜x＞^j为第j个安保人员相对于原点在经度的相对位置，list＜y＞^j为第j个安保人员相对于原点在纬度的相对位置，list＜h＞^j为第j个安保人员的实际高度信息；x、y分别表示该安保人员相对于原点在经度、纬度上的相对位置，h为实际所在楼层的高度。

3-3、改进a*算法的多路径计算：路径规划服务器使用车站所有安保人员的位置信息以及某安保人员上传到路径规划服务器的突发事件的位置信息，综合考虑所规划路径的电梯上下行、地下通道路径以及部分安保人员专用电梯等实际情况，多次使用改进a*算法，实时计算安保人员到突发事件现场的所有路径并进行存储。

3-4、跨楼层算法的实现：将上一步存储的路径，通过设置路径距离、跨越楼层数的约束条件，当同楼层安保应急路径小于该楼层任一电梯到达现场的路径时，路径规划结束；否则记录突发事件现场距离最近的电梯，精确确定电梯的经纬度经过映射关系转化的坐标信息，搜索临近楼层，进而以电梯为节点，找到下一目标楼层对应的电梯出口，转为下一楼层的计算，导航路径存储之后进行总路程代价的比较，当跨楼层的两个路径大于所在楼层的距离时，直接输出同楼层的最短路径，否则输出跨楼层的路径加和，路径规划结束；筛选出到达突发事件现场最快的安保人员应急规划路径，路径输出的同时通过对应楼层基站服务器向车站安保人员发出指令，完成高速度、高准确度的紧急事件处理工作。

其中改进a*算法具体实现的算法流程，属于现有的技术，具体如下：

(1).创建两个链表分别储存待检测节点和已检测节点：分别创建两个空链表：open链表和closed链表,把起点放入open表；

(2).若open表中无节点,则表示路径规划失败,算法结束；若有节点,转步骤(3)；

(3).选取open表中评价函数f值最小的节点n,放入closed表；

(4).判断节点n是否为目标节点：如果当前节点n到目标节点的曼哈顿距离为0,则到达目标点；如果达到目标节点,路径规划成功，转步骤(10)，否则,还未到目标节点,转步骤(5)；

(5).扩展节点n：选择不在closed表中的，将节点n当前所在道路前方的相邻十字路口栅格作为连通子节点，计算其f值；

f值的计算公式为：

f(n)＝g'(n)+h'(n)(3)

其中，f(n)是节点n的评价函数，g'(n)为节点n的实际代价函数，表示从起始节点到当前节点的移动开销，h'(n)为节点n的启发函数，表示当前节点到目标节点的估计移动开销。

(6).确定扩展的连通子节点：判断扩展的连通子节点是否在open表中,若子节点在open表中,转步骤(8)否则转步骤(7)；

(7).将扩展的连通子节点加入open表：将扩展的连通子节点加入open表作为节点的子节点,将该节点的父节点指针指向节点n,接着转步骤(2)；

(8).确定扩展节点的f值：计算该节点经过节点n的f值，其f值的计算方法与步骤(5)中的f值计算方法相同；若大于自身的f值,转步骤(9)；否则,转步骤(2)；

(9).更新扩展节点的值用该节点自身的值,更新表中该节点的值,转步骤(2)；

(10).最终从目标点开始每个节点向其父节点方向扩展所得到的路径即为本方法规划出的路径。

将本发明基于点线面障碍物模型构建的车站实时应急路径规划方法进行封装，并进行测试仿真模拟路线；最终环境以及数据部署与具体车站的实际情况相结合，将路径规划的相关功能放在车站监控室中，并测试运行，本申请的实时三维路径规划为应对突发事件之后对车站安保人员的辅助工具，可以有效提高车站的安全性及办事效率。

上述的路径规划服务器安装在车站监控室内，车站中每层均单独放置基站服务器，实现安保人员位置信息数据的传递。

本发明中世界坐标原点和像素坐标原点相对应，均可认为是(lon_min、lat_min)。

实施例1

本实施例基于点线面障碍物模型构建的车站实时应急路径规划方法，包括以下步骤：

步骤一：建立车站安保人员的环境地图：

1-1、数据采集：以国内某三层火车站为例，一层主要为售票大厅，二层站台，三层候车室的场景中，三维软件显示建筑物见图1，通过激光扫描仪采集到的待规划车站的点云数据，转换为3ds格式，导入到3dmax；利用localspace软件画出大致的轮廓，对与路径规划有关的建筑物和设备提前标注是否通行或上下行属性、楼层信息，所述建筑物和设备指电梯、人工扶梯、出站通道、安保人员专用扶梯等路径，辅助完成地图信息的存储工作，例如部分电梯，在属性里设置flag为10，表明只可下行不可上行，flag为01的代表只可上行不可下行；每个楼层生成一个kml文件，三个楼层共生成三个不同的kml文件；

1-2、地图数据解析：从步骤1-1得到的三个kml文件中循环遍历，批量读取，将建筑物内进行分区，分别定义封闭型、半开闭型两类结构单元，完成地图数据解析；

1-3、结构单元经纬度高度信息的存储：在步骤1-2的解析数据中，查找结构单元的轮廓拐点、与路径规划有关的建筑物和设备属性信息，该属性信息所对应的经纬度信息全部存储在地图初始数据矩阵[,]map中，方便之后的模块调取数据和使用；

1-4、使用点线面障碍物构建法完成地图初始数据矩阵[,]map到地图数据矩阵[lon_error,lat_error]map再到障碍物模型矩阵[b_lon_error,b_lat_error]b_map的转化，实现世界坐标到像素坐标的映射，矩阵规模为[193,182]、[189,493]和[119,142]的障碍物模型矩阵，三个楼层的地图初始数据矩阵和障碍物模型矩阵的仿真模拟图对比分别见图2、图3和图4：

(1)从步骤1-3存储的地图初始数据矩阵[,]map信息中，找到障碍物的边界值，并记录障碍物的经、纬度坐标的最大值及最小值，分别记作为lon_max、lat_max和lon_min、lat_min；

(2)根据上述的经度最大值及最小值的差值、纬度最大值及最小值的差值来确定地图数据矩阵的规模,记地图数据矩阵为[lon_error,lat_error]map；

其中lon_error＝lon_max-lon_min；

lat_error＝lat_max-lat_min；

(3)采用点线面的直线扫描法对地图数据进行数据提取，依次完成对各个障碍物顶点的经纬度坐标提取，分别记做(lon_1,lat_1)、(lon_2,lat_2)、…、(lon_n,lat_n)，建立世界坐标和像素坐标之间的映射关系。进一步对原始经纬度信息处理，分别记做(b_lon_1,b_lat_1)、(b_lon_2,b_lat_2)、…、(b_lon_n,b_lat_n)，通过b_lon_i＝k*b_lat_i+b,遍历得到通过该线的所有坐标点的位置，将直线上所有的点置0，代表该区域不可通行；区域能通行时对应位置像素为0，得到初始障碍物模型矩阵，将地图数据矩阵全部转换到像素坐标系并在所建立的初始障碍物模型矩阵进行相应的信息存储；

b_lon_i＝(lon_i-lon_min)*1000000

b_lat_i＝(lat_i-lat_min)*1000000

b＝b_lon_i-k*b_lat_i

其中i表示顶点的存储顺序，n为存储点的总个数，0<i≤n；

(b_lon_i,b_lat_i)、(b_lon_i+1,b_lat_i+1)分别是该层建筑物内的所有固定障碍物相邻端点的经纬度相对于像素坐标系原点的偏差信息，k为相邻两个端点连线的斜率。

(4)针对上述构建的模型改进a*算法在使用时，由于变步长的处理，导致规划路线在像素点坐标突变位置穿越障碍物的问题，该方案对像素点坐标突变位置又进行了双实线处理，使得规划的路径更准确，得到最终的障碍物模型矩阵[b_lon_error,b_lat_error]b_map。

步骤二：完成车站安保人员位置信息数据链的搭建

车站安保人员通过手持或穿戴设备实时更新位置信息到相应楼层基站服务器，基站服务器与路径规划服务器进行信息的交换，以完成突发事件前的数据准备工作；

步骤三：使用改进a*算法为所有安保人员计算到达突发事件现场的路径并进行存储，通过设置安保人员到突发事件现场位置的约束条件，将满足条件的路径进行筛选并展示；

3-1、紧急事件突发后的数据传递：路径规划服务器存储步骤一所构建的障碍物模型矩阵[b_lon_error,b_lat_error]b_map，任意车站安保人员所带客户端在发生紧急事件后及时上传附近的位置信息到路径规划服务器，测试过程中，其中一位安保人员点击上传(112.581745804,37.860034226,2)的位置为突发事件位置。

3-2、多安保人员位置信息上传：路径规划服务器通过定位基站获取m个安保人员的位置信息，使用改进a*算法准确实时进行计算；其中，位置信息包括准确的经纬度和楼层高度，根据建筑物规模进行变步长的障碍物构建；将精确的位置信息转换为像素坐标下相对于像素坐标原点的相对位置信息，以供改进a*算法使用。

list＜h＞^j＝list＜h＞^j

式中0<j≤m，list＜lon,lat＞^j.lon为安保人员经纬度信息组合中的经度信息，list＜lon,lat＞^j.lat为安保人员经纬度信息组合中的纬度信息，step_size为自定义的步长值。list＜lon,lat＞^j为第j个安保人员的经纬度信息，list＜x＞^j为第j个安保人员相对于原点在经度的相对位置，list＜y＞^j为第j个安保人员相对于原点在纬度的相对位置，list＜h＞^j为第j个安保人员的实际高度信息；x、y分别表示s该安保人员相对于原点在经度、纬度上的相对位置，h为实际所在楼层的高度。

实际工作中，模拟m＝4即四位安保人员上传路径规划服务器，位置坐标分别为(112.581394226,37.859811784，2)、(112.581372551,37.860340320,2)、(112.581760254,37.860281382,3)和(112.582001059,37.859686305,3)，该火车站自定义设置三个楼层高度分别为5.2m、17.5m和26.5m，地下通道路程代价设置为10.0m，寻找离突发事件现场距离最近的一个安保人员。

3-3、改进a*算法的多路径计算：路径规划服务器使用车站所有安保人员的位置信息以及某安保人员上传到路径规划服务器的突发事件的位置信息，综合考虑所规划路径的电梯上下行、地下通道路径以及部分安保人员专用电梯等实际情况，多次使用改进a*算法，实时计算安保人员到突发事件现场的所有路径并进行存储，在算法测试时候，一共规划了4条到安保人员的路径，其中2条属于同楼层，2条属于跨楼层路径，分别记录了每一步的经纬度、高度信息的数据。

3-4、跨楼层算法的实现：将上一步存储的路径，通过设置路径距离、跨越楼层数的约束条件，当同楼层安保应急路径小于该楼层任一电梯到达现场的路径时，路径规划结束；否则记录突发事件现场距离最近的电梯，精确确定电梯的经纬度经过映射关系转化的坐标信息，搜索临近楼层，进而以电梯为节点，找到下一目标楼层对应的电梯出口，转为下一楼层的计算，导航路径存储之后进行总路程代价的比较，当跨楼层的两个路径大于所在楼层的距离时，直接输出同楼层的最短路径，否则输出跨楼层的路径加和，路径规划结束；筛选出到达突发事件现场最快的安保人员应急规划路径，路径输出的同时通过对应楼层基站服务器向车站安保人员发出指令，完成高速度、高准确度的紧急事件处理工作，最终寻找距离突发事件现场最近的1名安保人员的路径，路径规划服务器输出相应信号通知对应的人员前往现场处理，跨楼层路径算法流程图见图6。

其中改进a*算法具体实现的算法流程，属于现有的技术，算法流程图见图7，具体如下：

(1).创建两个链表分别储存待检测节点和已检测节点：分别创建两个空链表：open链表和closed链表,把起点放入open表；

(2).若open表中无节点,则表示路径规划失败,算法结束；若有节点,转步骤(3)；

(3).选取open表中评价函数f值最小的节点n,放入closed表；

(4).判断节点n是否为目标节点：如果当前节点n到目标节点的曼哈顿距离为0,则到达目标点；如果达到目标节点,路径规划成功，转步骤(10)，否则,还未到目标节点,转步骤(5)；

(5).扩展节点n：选择不在closed表中的，将节点n当前所在道路前方的相邻十字路口栅格作为连通子节点，计算其f值；

f值的计算公式为：

f(n)＝g'(n)+h'(n)(3)

其中，f(n)是节点n的评价函数，g'(n)为节点n的实际代价函数，表示从起始节点到当前节点的移动开销，h'(n)为节点n的启发函数，表示当前节点到目标节点的估计移动开销。

(6).确定扩展的连通子节点：判断扩展的连通子节点是否在open表中,若子节点在open表中,转步骤(8)否则转步骤(7)；

(7).将扩展的连通子节点加入open表：将扩展的连通子节点加入open表作为节点的子节点,将该节点的父节点指针指向节点n,接着转步骤(2)；

(8).确定扩展节点的f值：计算该节点经过节点n的f值，其f值的计算方法与步骤(5)中的f值计算方法相同；若大于自身的f值,转步骤(9)；否则,转步骤(2)；

(9).更新扩展节点的值用该节点自身的值,更新表中该节点的值,转步骤(2)；

(10).最终从目标点开始每个节点向其父节点方向扩展所得到的路径即为本方法规划出的路径。

将本发明基于点线面障碍物模型构建的车站实时应急路径规划方法进行封装，并进行测试仿真模拟路线，计算的部分两层站台的路线仿真图见图8；最终环境以及数据部署与具体车站的实际情况相结合，将路径规划的相关功能放在车站监控室中，并测试运行，具体局部功能模块截图见图9，图9中一共是五个人：其中一个安保人员是模拟突发事件现场的位置，他去上传位置信息启动程序进行寻路，路劲规划从剩余的不同楼层的四个人中，找到他们的所有路线图，最终通过比较，找到路径代价最小，也就是距离突发事件现场最近的一个人。本申请的实时三维路径规划为应对突发事件之后对车站安保人员的辅助工具，可以有效提高车站的安全性及办事效率。

上述的路径规划服务器安装在车站监控室内，车站中每层均单独放置基站服务器，实现安保人员位置信息数据的传递。

本发明一种基于点线面障碍物模型构建的车站实时应急路径规划方法，在不损失室内固定障碍物位置信息的前提下，保证算法实时计算出车站紧急事件发生后三维最优路径，其核心思想为：在路径规划前，提前将车站整体建筑设计平面图进行数据处理，完成整个区域内的障碍物地图构建工作，将信息记录在服务器从而缩短系统运行时间。同时，由于考虑到车站内部部分电动扶梯的上下行以及候车室到站台部分电动扶梯只能下行，上行只有楼梯的个别特殊情况，因此使用障碍物中楼梯所有上下行等属性信息，加入到路径代价中以解决规划路径符合实际情况的问题。应急路径规划方法适用于火车站、商场、飞机场等大型公共场所中。

本发明未尽事宜为公知技术。