一种基于资源分配的人避难行踪的位置预测方法及其系统技术方案

本发明专利技术涉及公共安全技术领域，特别涉及一种基于资源分配的人避难行踪的位置预测方法及其系统；本发明专利技术先构建二维平面模型；再在二维平面模型中确定环境体的容纳量、灾难点位置、人的位置及出口位置，从而可以确定出人的位置与灾难点位置的距离S及人的位置与出口位置的距离D；然后计算出人的位置与可供选择去的环境体的距离；而再计算出人在下一时刻的位置；实时循环进行前一步骤，直至得到人的稳定下来的最终位置；本发明专利技术额外增加了资源的动态调整，这样就保证了信息变更的同时资源也是动态消耗的且使用数据少，实际操作方便。

【技术实现步骤摘要】
一种基于资源分配的人避难行踪的位置预测方法及其系统
本专利技术涉及公共安全
，特别涉及一种基于资源分配的人避难行踪的位置预测方法及其系统。
技术介绍
随着我国人口的增长和社会公共性活动的经常发生，紧急情况下在公共场合公众疏散就变成了一个严峻的问题。在人口密集公共场所，发生火灾、爆炸、枪击等紧急事件时，人群时常会发生骚乱，很有可能出现踩踏事件，如果可以采取合理地紧急避难措施，合理疏散人群，可以避免灾难事件。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种基于资源分配的人避难行踪的位置预测方法，其通过构建二维平面模型，从而可以在二维平面模型中可以看到每个人的位置，从而利用场所中的环境体进行收容人群避难，而且可以方便指挥离出口近的人向出口移动；本专利技术还提供一种基于资源分配的人避难行踪的位置预测系统。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种基于资源分配的人避难行踪的位置预测方法，其中，包括如下步骤：步骤S1、构建二维平面模型；步骤S2、在二维平面模型中确定环境体的容纳量、灾难点位置、人的位置及出口位置，从而可以确定出人的位置与灾难点位置的距离S及人的位置与出口位置的距离D；步骤S3、计算出人的位置与可供选择去的环境体的距离；步骤S4、计算出人在下一时刻的位置；步骤S5、循环进行步骤S4，直至得到人的稳定下来的最终位置。作为本专利技术的一种改进，在步骤S2内，环境体的容纳量C＝2T/10。作为本专利技术的进一步改进，在步骤S2内，在二维平面模型中，进行参数调节：当前环境体累计人数造成的影响因子：F(wi)＝1-C/Ki，其中，Ki代表着当前环境体的最大容纳量。作为本专利技术的更进一步改进，在步骤S3内，当前人的位置与可供选择去的环境体的距离：其中，xc代表着人的位置。作为本专利技术的更进一步改进，在步骤S3内，在二维平面模型中，人的位置与出口位置的距离的影响效用函数的定义：作为本专利技术的更进一步改进，在步骤S3内，在二维平面模型中，人的位置的移动轨迹关系公式：作为本专利技术的更进一步改进，在步骤S4内，特定个体在t-1时刻的位置的计算公式：在二维平面模型中所有个体在t-1时刻的位置的计算公式：gBest＝max(Fitness(xi))；s.t.作为本专利技术的更进一步改进，在步骤S5内，人的稳定下来的最终位置的计算公式：v(t)＝v(t-1)+c1*r1*(gBest-x(t-1))+c2*r2*(pBest-x(t-1))；x(t)＝x(t-1)+v(t)。一种基于资源分配的人避难行踪的位置预测系统，其中，包括：构建模块，用于构建二维平面模型；采集模块，用于在二维平面模型中采集环境体的容纳量、灾难点位置、人的位置及出口位置；获取模块，用于根据所述采集模块的信息确定出人的位置与灾难点位置的距离及人的位置与出口位置的距离；计算模块，用于二维平面模型的参数及计算公式结合所述获取模块的信息，计算出人的位置与可供选择去的环境体的距离及人在下一时刻的位置，从而确定人的稳定下来的最终位置。作为本专利技术的一种改进，还包括：预估模块，用于根据所述获取模块的信息预估在二维平面模型中人在下一时刻的位置给所述计算模块提供信息。本专利技术的有益效果是：与现有技术相比，本专利技术额外增加了资源的动态调整，这样就保证了信息变更的同时资源也是动态消耗的且使用数据少，实际操作方便。附图说明图1为本专利技术的基于资源分配的人避难行踪的位置预测方法的方法步骤框图；图2为本专利技术构建模型的坐标化示意图；图3为本专利技术的流程示意图；图4为本专利技术的基于资源分配的人避难行踪的位置预测系统的连接框图。具体实施方式现在已有的位置预测方法很多都是半动态(不能实时更新资源的变化)甚至有些方法是纯静态，在预测人群运动的最终位置上不能根据过程中资源的变化去时刻调整预测的结果。粒子群算法(ParticleSwarm)依靠粒子间相互共享资源来更新每个粒子的位置以求达到最好的状态或最有利的当前条件。由于这种算法和人群中共享信息来更新自己行走路线的思路很接近，本专利技术将位置附近的资源状态和本申请提出的动态粒子群算法(ParticleSwarmDynamics)有效结合，形成了一个预测一段时间内人群(即粒子)运动方向并确定其在这段时间内最终位置的方法。粒子群算法是一种基于种群寻优的启发式搜索算法，它借鉴了这样的思想，每个粒子代表待求解问题搜索解空间中的一个潜在解，它相当于一只鸟，“飞行信息”包括粒子当前的位置和速度两个状态量。每个粒子都可以获得其邻域内其它个体的信息，对所经过的位置进行评价，并根据这些信息和位置速度更新规则，改变自身的两个状态量，在“飞行”过程中传递信息和互相学习，去更好地适应环境。随着这一过程的不断进行，粒子群最终能够找到问题的近似最优解；本专利技术利用这一过程产生的结果来预测人群最终聚集的位置。我们认为在重大活动和灾难下人群的位置变化是瞬时的且是互相交流信息的，这里假设人的思考基本是理性的并且他们的运动状态是相互影响。如图1至图3所示，本专利技术提供一种基于资源分配的人避难行踪的位置预测方法，包括如下步骤：步骤S1、构建二维平面模型；步骤S2、在二维平面模型中确定环境体的容纳量、灾难点位置、人的位置及出口位置，从而可以确定出人的位置与灾难点位置的距离S及人的位置与出口位置的距离D；步骤S3、计算出人的位置与可供选择去的环境体的距离；步骤S4、计算出人在下一时刻的位置；步骤S5、循环进行步骤S4，直至得到人的稳定下来的最终位置。与现有技术相比，本专利技术额外增加了资源的动态调整，这样就保证了信息变更的同时资源也是动态消耗的且使用数据少，实际操作方便。在本专利技术中，构造以下的变量：(1)环境容纳量C；(2)距离出口的位置F；(3)灾难点的位置S，这里指的是在二维平面模型中的坐标；(4)当前位置与可以选择环境体的位置之间的距离dist(xc，wi)。其中，环境体可以具体来说是店铺、避难所等客观实体，可以作为人群避难的场所。本专利技术给出上述的四种动态变量(也就是资源动态变化)的形式化表示：(1)环境容纳量C(2)距离出口的位置F(3)灾难点的位置S(4)当前位置与可以选择环境体之间的距离dist(xc，wi)，然后建模一个模型；再利用前面所述的动态粒子群结合上述的的四种动态变量构造的模型给出一个人群位置演化过程和最终的位置。其中，在步骤S2内，环境体的容纳量C＝2T/10，环境体的容纳量是设计本专利技术系统预先预估的容纳场可以容纳的人的数量。进一步，在步骤S2内，在二维平面模型中，进行参数调节：当前环境体累计人数造成的影响因子：F(wi)＝1-C/Ki，其中，Ki代表着当前环境体的最大容纳量。更进一步，在步骤S3内，当前人的位置与可供选择去的环境体的距离：其中，xc代表着人的位置。在步骤S3内，在二维平面模型中，人的位置与出口位置的距离的影响效用函数的定义：在步骤S3内，在二维平面模型中，人的位置的移动轨迹关系公式：通过上述人的位置的移动轨迹可以方便预测者或决策者做出合理地决策，及时地进行调度调整，从而使人群聚集地分散，不至于人群堆集。更进一步，在步骤S4内，特定个体在t-1时刻的位置的计算公式：通过上述计算个体在t-1时刻的位置，可以预测人在下一步的位置，该计算公式采用的是局部最优方式，预测的下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于资源分配的人避难行踪的位置预测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、构建二维平面模型；步骤S2、在二维平面模型中确定环境体的容纳量、灾难点位置、人的位置及出口位置，从而可以确定出人的位置与灾难点位置的距离S及人的位置与出口位置的距离D；步骤S3、计算出人的位置与可供选择去的环境体的距离；步骤S4、计算出人在下一时刻的位置；步骤S5、循环进行步骤S4，直至得到人的稳定下来的最终位置。

【技术特征摘要】
1.一种基于资源分配的人避难行踪的位置预测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、构建二维平面模型；步骤S2、在二维平面模型中确定环境体的容纳量、灾难点位置、人的位置及出口位置，从而可以确定出人的位置与灾难点位置的距离S及人的位置与出口位置的距离D；步骤S3、计算出人的位置与可供选择去的环境体的距离；步骤S4、计算出人在下一时刻的位置；步骤S5、循环进行步骤S4，直至得到人的稳定下来的最终位置。2.根据权利要求1所述位置预测方法，其特征在于，在步骤S2内，环境体的容纳量C＝2T/10。3.根据权利要求2所述位置预测方法，其特征在于，在步骤S2内，在二维平面模型中，进行参数调节：当前环境体累计人数造成的影响因子：F(wi)＝1-C/Ki，其中，Ki代表着当前环境体的最大容纳量。4.根据权利要求3所述位置预测方法，其特征在于，在步骤S3内，当前人的位置与可供选择去的环境体的距离：其中，xc代表着人的位置。5.根据权利要求4所述位置预测方法，其特征在于，在步骤S3内，在二维平面模型中，人的位置与出口位置的距离的影响效用函数的定义：6.根据权利要求5所述位置预测方法，其特征在于，在步骤S3内，在二维...

【专利技术属性】
技术研发人员：张昱航，李煜煜，叶可江，须成忠，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44