[发明专利]基于知识图谱与区域人群密度的人群拥堵预测方法及系统

说明书

本发明提出了基于知识图谱与区域人群密度的人群拥堵预测方法及系统，通过对疏散场景进行区域划分，计算各个区域的人群密度来判定区域状态和获取区域人群聚集速度，同时构造一个基于概率的区域选择模型预测人群的移动方向，最终构建疏散场景的区域状态知识图谱，利用知识图谱预测人群拥堵；将知识图谱引入到人群疏散拥堵预测的领域，通过对疏散场景中各区域的拥挤状态的计算和整理，构建了区域状态知识图谱，完善了模型对于区域拥挤状态预测的过程，深度提高了模型的表征能力和预测效果，对于提高人群拥堵预测效果和人群疏散效率具有深远的意义。

技术领域

本发明属于人群疏散计算机仿真领域，尤其涉及基于知识图谱与区域人群密度的人群拥堵预测方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

在现代社会，随着人们物质生活水平的提高和对精神活动的追求，室内公共场所开始出现大量挨肩并足的现象，当紧急情况(火灾、地震等)发生时，无序的疏散不仅疏散效率低下，而且很容易发生拥挤、踩踏等恶性事故，对人们的生命和财产安全构成严重威胁。研究表明，人们在恐慌的情绪下，往往很难准确判断出高效率的疏散路线和疏散出口，极大的降低了疏散效率。

从以往的人群疏散视频中发现，人们由于恐慌情绪的产生，往往会慌不择路，从而出现从众心理以及大量人群拥挤的情况,导致有的出口和疏散区域拥挤的非常严重，而有的疏散路线却人群稀疏，极大降低了疏散的效率。因此，为了能够引导人群合理的选择疏散路线并提高疏散效率，需要对人群疏散方法进行进一步的研究。

传统的人群疏散演练方法，需要耗费大量的人力和财力，并且存在潜在的风险，并不是解决人群疏散问题的最优方法。而相比之下，计算机仿真技术能有较为有效的模拟人群疏散过程的场景，解决了真人疏散演练的弊端，是研究人群疏散问题的重要手段。

因此，在室内公共场所发生突发状况时，如何使用计算机仿真技术对人群进行有效的疏散并为每位群众提供高效的疏散路线和出口，从而减少人员伤亡，是一个值得研究和解决的问题。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供了基于知识图谱与区域人群密度的人群拥堵预测方法及系统，通过对疏散场景进行区域划分，计算各个区域的人群密度来判定区域状态和获取区域人群聚集速度，同时构造一个基于概率的区域选择模型预测人群的移动方向，最终构建疏散场景的区域状态知识图谱，利用知识图谱预测人群拥堵，从而为人群疏散过程提供科学指导。

为实现上述目的，本发明的一个或多个实施例提供了如下技术方案：

本发明第一方面提供了基于知识图谱与区域人群密度的人群拥堵预测方法；

基于知识图谱与区域人群密度的人群拥堵预测方法，包括：

初始化二维的疏散场景模型和人群模型，将疏散场景进行区域划分；

实时计算各区域人群密度，判断各区域的拥挤状态；

根据各区域与出口的距离以及人群密度来计算各区域引力值，利用引力值计算各区域的人群疏散到邻域区域的概率，构建基于概率的区域选择模型；

根据各区域人群密度计算人群聚集速度；

以各出口和区域的相对位置、区域拥挤状态为基础，构建区域拥挤状态知识图谱，实时预测各区域的区域拥挤状态。

进一步的，所述初始化二维的疏散场景模型，包括提取疏散场景特征，设置场景尺寸参数，设置场景中障碍物的位置、场景出口的位置；

所述人群模型包括人群中的个体数、个体在场景中的位置。

进一步的，区域划分的具体步骤为：

定义疏散场景模型的二维坐标系x-o-y，原点o在疏散场景模型的左下角区域的中心点；