一种城市轨道交通应急疏散优化方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种城市轨道交通应急疏散优化方法，该方法包括采集影响城市轨道交通疏散的元数据，将元数据按Agent对象的类型进行参数分类存储；利用上述存储的数据，基于Agent建模方法，构建城市轨道交通应急疏散仿真模型；根据城市轨道交通应急疏散仿真模型，对紧急事件情况下，疏散过程中疏散时间和人工系统属性对疏散结果的影响进行分析；对分析结果进行评估及优化。进一步公开了一种城市轨道交通应急疏散优化系统，该系统包括数据采集模块、建模及仿真单元、动态控制单元、和仿真结果分析模块。本发明专利技术优点在于可实现仿真模型智能化，具有良好的可扩展性，能够直观全面的对疏散过程进行分析，同时具有辅助决策通用性强等特点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开一种城市轨道交通应急疏散优化方法，该方法包括采集影响城市轨道交通疏散的元数据，将元数据按Agent对象的类型进行参数分类存储；利用上述存储的数据，基于Agent建模方法，构建城市轨道交通应急疏散仿真模型；根据城市轨道交通应急疏散仿真模型，对紧急事件情况下，疏散过程中疏散时间和人工系统属性对疏散结果的影响进行分析；对分析结果进行评估及优化。进一步公开了一种城市轨道交通应急疏散优化系统，该系统包括数据采集模块、建模及仿真单元、动态控制单元、和仿真结果分析模块。本专利技术优点在于可实现仿真模型智能化，具有良好的可扩展性，能够直观全面的对疏散过程进行分析，同时具有辅助决策通用性强等特点。【专利说明】一种城市轨道交通应急疏散优化方法及系统
本专利技术涉及一种交通疏散优化方法及系统。更具体地，涉及一种城市轨道交通应急疏散优化方法及系统。
技术介绍
随着社会发展，地铁已成为人们生活中必不可少的交通工具。但地铁事故的出现也不断在给我们敲响警钟。由于地铁车站建筑结构通常是封闭的，在狭窄的空间中人员密度高，而疏散路线长并且出口较少，一旦发生突发事件，往往由于车站疏散方案不完善、设计缺陷、人员失误等原因导致严重的后果。国内外历史表明，地铁一旦发生火灾或其它突发事件将会造成巨大的人员伤亡和财产损失，其结果往往是触目惊心的，并且给社会带来极大地负面影响。因此，在紧急突发事件发生后，如何制定应急预案及组织利用各方面的力量组织行之有效的应急响应，达到最大程度的保障人身安全及财产安全，减少突发事件对经济及社会造成的重大危害，这已然成为全球各国亟待解决的一个重大问题。国外利用计算机仿真技术对地铁应急疏散的研究虽然开始仅有20多年，但对人群疏散的研究已有40多年的历史，并形成了一门独立的学科。1993年，拥挤安全工程国际会议(International conference on engineering for crowd safety)在伦敦召开。2001 年，第一届“行人及疏散动态学大会”(Conference on Pedestrian and EvacuationDynamics,简称PED)在德国杜伊斯堡召开，并出版了会议论文集。在Henderson提出的宏观行人动力学模型中行人的运动行为被认为类似气体或液体的流动，行人的移动就像流动，但是在宏观模型中，人员作为一种纯“物质”形态考虑，因此没有考虑行人心理，也就不会选择方向和摔倒。德国Helbing提出的社会力模型将行人考虑为相互作用的粒子，在对应急疏散的研究中可以考虑行人恐慌心理的作用，能反映行人心理对整体行为的影响。国内对城市轨道交通应急疏散的研究相对国外而言，起步较晚，但也有许多卓有成效的研究。北京建筑工程学院喻言等人考虑了建筑物内部结构和人员行为对疏散的影响，建立了简单的地铁车站疏散模型，分析了地铁出口条件对于人员疏散的影响(喻言，刘栋栋，孔维伟.地铁出口和内部条件对人员疏散的影响分析及应用.北京建筑工程学院学报，2008, 24 (4): 30-35.)。武汉大学的陆君安、方正、卢兆明等在2001年提出了空间网格疏散模型，研究了疏散过程中个体受到其他个体的影响以及个体所在建筑位置对其疏散效果的作用(陆君安，方正，卢兆明，等.建筑物人员疏散逃生速度的数学模型.武汉大学学报，2002，35(2):66-70.)。现有的研究主要是利用计算机仿真、行人实验与动物实验等方法对群体疏散时的疏散行为进行研究，大部分的应急疏散系统都是基于Agent或某种特定的方法来实现，有局限性。且对于疏散内容、疏散方法的综合考虑，并建立在严格人工系统的基础上的研究是目前城市轨道交通应急疏散领域中所缺乏的。尤其其中对于疏散行人的行为特征即乘客的本身属性着手研究行人在站内的疏散活动，列车在疏散情况下的运行状态，行人与列车之间的交互、根据不同计算实验条件下生成应急疏散的方案库，根据方案库对站内应急进行的研究是少之又少的。目前，突发情况下的应急疏散问题越来越受到各国重视。然而，城市轨道交通系统的应急疏散问题由于系统的复杂性、人员的不可控性、突发事件的难以预测等原因一直是一个复杂且难以解决的课题。当突发情况发生时，由于影响因素繁多往往不能找到唯一的最优的疏散方案，疏散措施及心理因素等微小的变化均可能对疏散结果造成极大地影响。因此针对实际系统应急疏散进行仿真演练，得出具体量化结果对疏散方案及建筑结构提供支撑显得十分有必要。因此，需要提供一种能够满足城市轨道交通实际应急疏散优化方法及系统，以提供更接近实际更合理的应急疏散方案。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种城市轨道交通应急疏散优化方法及系统，以克服现有应急疏散存在的由于系统复杂，人员不可控、突发事件难以预测等原因造成的疏散方案不当的问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用下述技术方案一种城市轨道交通应急疏散优化方法，该方法包括S1、采集影响城市轨道交通疏散的元数据，将元数据按Agent对象的类型进行参数分类存储；S2、利用上述存储的数据，基于Agent建模方法，构建城市轨道交通应急疏散仿真模型；S3、对紧急事件情况下，疏散过程中疏散时间和人工系统属性进行分析，并基于城市轨道交通应急疏散仿真模型进行仿真；S4、对仿真结果进行评估及优化。优选的，所述元数据包括站内环境数据、设备数据、行人数据和列车数据。优选的，所述步骤S2中构建城市轨道交通应急疏散仿真模型进一步包括利用Agent模型配置站内环境和设备的属性，构建车站物理环境仿真模型；利用Agent模型配置列车属性，建立列车仿真模型，所述列车属性包括列车在车站的基本行为和动态配置参数；利用社会力模型配置行人属性，建立行人仿真模型，所述行人属性包括行人行为信息和乘客参数信息。优选的，所述步骤S3中紧急事件情况分析进一步包括配置紧急疏散场景属性；配置宏观属性，所述宏观属性包括疏散情况下的车站设备状态、行人密度、进站人数和疏散开始时间，并分析所述车站设备、行人行进速度、行人位置和行人数量对疏散时间的影响；对疏散过程中车站乘客分布、疏散乘客实时速度和疏散人数随时间的变化情况进行分析。优选的，所述步骤S4进一步包括配置站内人员的分布、人员特征、列车状态等因素的属性，进行应急疏散实验，得到不同情况下的平均疏散时间及死亡人数信息，对疏散效果进行评估；对不同疏散方案下，疏散时间、疏散人数随时间的变化以及疏散过程中的瓶颈所在情况进行分析，对疏散方案进行优化。优选的，该方法进一步包括通过2D和/或3D方式对城市轨道交通应急疏散仿真模型进行仿真演示。一种城市轨道交通应急疏散优化系统，该系统包括数据采集模块，用于采集站内环境数据、设备数据、行人数据和列车数据；建模及仿真单元，用于构建城市轨道交通应急疏散仿真模型及仿真；动态控制单元，用于改变所述城市轨道交通应急疏散仿真模型的参数实现车站动态仿真；仿真结果分析模块，用于对车站动态仿真结果进行分析。优选的，所述建模及仿真单元包括数据库模块，用于按Agent对象类型分类储存数据采集模块采集的各类数据；行人模块，用于根据社会力模型配置行人属性，建立行人模型；列车模块，用于根据Agent模型配置列车属性,建立列车模型；设备环境模块，用于根据Agent模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种城市轨道交通应急疏散优化方法，其特征在于：该方法包括S1、采集影响城市轨道交通疏散的元数据，将元数据按Agent对象的类型进行参数分类存储；S2、利用上述存储的数据，基于Agent建模方法，构建城市轨道交通应急疏散仿真模型；S3、对紧急事件情况下，疏散过程中疏散时间和人工系统属性进行分析，并基于城市轨道交通应急疏散仿真模型进行仿真；S4、对仿真结果进行评估及优化。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：董海荣，孙绪彬，高童欣，张捷敏，高翔，张越，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京;11