[发明专利]一种基于混合空间的室内人员疏散模拟方法

权利要求书

1.一种基于混合空间的室内人员疏散模拟方法，包括如下步骤：

步骤1、计算疏散场所的离散静态引力场；

步骤2、根据行人的逃生策略计算单个行人的动态引力场；

步骤3、根据每个行人的动态引力场计算候选可移动位置；

步骤4、遍历每个行人，重复步骤2和步骤3，直至所有行人全部疏散完成。

2.根据权利要求1所述的一种基于混合空间的室内人员疏散模拟方法，其特征在于：当所述疏散场所为规则矩形的场所，且场所内没有任何障碍物时，将疏散场所进行栅格化，疏散场所的离散静态引力场的计算公式为式中，S表示第i个单元的静态引力场值，n表示出口的个数，X_i表示第i个单元的X坐标，Y_i表示第i个单元的Y坐标，表示第j个出口的X坐标，Y₀^j表示第j个出口的Y坐标。

3.根据权利要求1所述的一种基于混合空间的室内人员疏散模拟方法，其特征在于：当所述疏散场所为不规则形状的场所，且场所内有障碍物时，其离散静态引力场按照种子填充法进行计算，其计算过程为，

步骤1.1、将疏散场所P进行栅格化，得到栅格化后的疏散场所单元集合G；

步骤1.2、选定疏散场所P中的一个出口E，找到距离E最近的单元的集合B，

并将集合B中的每个单元赋值为0；

步骤1.3、以集合B为种子点，使用种子填充法遍历疏散场所单元集合G中的每个单元，计算每个单元与其邻域的曼哈顿距离；

步骤1.4、遍历每一个出口，重复步骤1.2和步骤1.3，得到疏散场所P针对每个出口的静态引力场集合F；

步骤1.5、遍历疏散场所单元集合G中的每个单元，在静态引力场集合F中取最小值作为每个单元的全局静态引力场的值。

4.根据权利要求2或3所述的一种基于混合空间的室内人员疏散模拟方法，其特征在于：所述栅格化分辨率为0.5m×0.5m。

5.根据权利要求1所述的一种基于混合空间的室内人员疏散模拟方法，其特征在于：所述行人的逃生策略包括单独式逃离和亲子式逃离，亲子式逃离是先相聚在一起，然后再一起逃离。

6.根据权利要求2或3或5所述的一种基于混合空间的室内人员疏散模拟方法，其特征在于：计算单个行人的动态引力场时，根据行人周围的行人密度和分布状况，行人分为可自由移动行人、移动受限行人和完全被困行人三类，判定方式为，

假设行人Ped当前所占据的单元为Cell_currnet，Cell_currnet在行人Ped的离散静态引力场中的值为Value，在行人的最大移动步长R范围内，离散静态引力场值最小的单元为Cell_target，如果Cell_currnet到Cell_target之间不存在其他行人或障碍物，则行人Ped是可自由移动行人；

Cell_currnet到Cell_target之间存在其他行人或障碍物，且在其前进方向上存在行人Ped可直接到达的候选位置，则行人Ped是在直接前行方向受限、但可向侧向移动的移动受限行人；

Cell_currnet到Cell_target之间存在其他行人或障碍物，并且其前进方向两侧也被其他行人或障碍物阻挡，此时行人Ped是完全被困行人。

7.根据权利要求6所述的一种基于混合空间的室内人员疏散模拟方法，其特征在于：根据行人的类别，行人在下一时刻的位置由以下公式计算获得，

R＝V^t·Δt，

$\mathrm{\α}=arctan\frac{Cell.y-{\mathrm{Ped}}^t.y}{Cell.x-{\mathrm{Ped}}^t.x},$

$\mathrm{\β}=arctan\frac{P_{candiate}.y-{\mathrm{Ped}}^t.y}{P_{candiate}.x-{\mathrm{Ped}}^t.x},$

式中，

Ped^t+1.x是t+1时刻行人Ped的X坐标，

Ped^t+1.y是t+1时刻行人Ped的Y坐标，

Ped^t.x是t时刻行人Ped的X坐标，

Ped^t.y是t时刻行人Ped的Y坐标，

R是Δt时间内行人Ped的运动步长，

Cell是在行人Ped最大移动步长R范围内引力场值最小的栅格单元，

P_candidate是以行人Ped为中心点，最大移动步长R为半径的弧长上行人Ped可移动的候选坐标，当行人Ped位于P_candidate点时，不与其他行人或障碍物存在冲突，并且距离Cell最近，

α是行人Ped坐标点与Cell中心点连线的倾角，

β是行人Ped坐标点与P_candidate连线的倾角，

V^t是t时刻行人Ped的运动速度，

Δt是t到t+1时刻的时间间隔，

Cell.y是Cell的中心点Y坐标，

Cell.x是Cell的中心点X坐标，

P_candidate.y是P_candidate的Y坐标，

P_candidate.x是P_candidate的X坐标。