一种震灾障碍环境下爆发式人群疏散方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种震灾障碍环境下爆发式人群疏散方法，包括以下步骤：获取目标建筑数据，建立模型并进行时程分析；基于数据样本建立地震加速度的数字损伤模型；根据损伤数据进行建筑损伤分布预测，采用抗震性能评估方法确定建筑损伤预测值；依据建筑损伤预测值建立障碍环境；选择疏散效率最高的最优疏散方案；将实时监测的人群分布信息输入到损伤模型中，建立现实世界与数字模型的动态交互；按照最优疏散方案模拟爆发式人群疏散，并将最佳路径发送给人群；通过实时互动的方式对建筑内实际聚集的人群进行动态指导疏散。本发明专利技术通过损伤模型及障碍环境建立模块、动态提示模块和路径规划模块，使得疏散更加快速、合理、为人群紧急生争取更多的时间。取更多的时间。取更多的时间。

【技术实现步骤摘要】
一种震灾障碍环境下爆发式人群疏散方法及系统


[0001]本专利技术涉及防灾减灾
，具体涉及一种灾障碍环境下爆发式人群疏散方法及系统。

技术介绍

[0002]地震是世界上自然灾害影响最为严重的灾害之一，也是造成建筑损坏，人员伤亡的主要原因之一。随着地震的发生，大型公共建筑的损坏情况变得错综复杂，更是加大了应急疏散的难度，因此大型公共建筑地震灾害下人群疏散问题成为当今研究的热门课题。随着地震预警和房屋建筑抗震水平的提高，目前地震疏散的场景主要转化为两种情形，一种是在收到现代测试技术发出的预警信号到地震发生前一段短促时间内的疏散研究，第二种是地震震动刚刚停止后的短促时间疏散研究。尽管现代测试技术发展迅速，目前提前发出预警信号的时间一般都比较短促，这就需要研究出一种快速且有效的疏散方法或者疏散系统来保证疏散的效率。对于地震震动刚刚停止后的短促时间疏散研究，国内外学者都仅处于开始探索阶段，相关的研究比较少，而且研究类型比较单一，仅考虑了建筑结构损伤或者人员因素对应急疏散的影响，并未深入研究建筑室内构件、非结构构件损伤、内部物品设施坠落、倒塌造成的障碍环境对人群疏散的影响，也未将障碍物环境与人员因素二者结合起来研究其对人群疏散的影响。
[0003]在中国专利公开的（申请号为:202110292821.7，申请公布号为：CN 112989614 A）一种基于时空交互过程的突发事件人群应急疏散模拟方法，包括以下步骤，步骤1，基于统一的时空框架，构建突发事件与个体及个体之间的时空交互机制；步骤2，基于步骤1的时空交互机制分析，构建个体时空动态疏散行为，利用socialforcemodel模拟突发事件驱动下的人群疏散过程，并进行疏散评价指标分析。
[0004]参考上述公开的中国专利一种基于时空交互过程的突发事件人群应急疏散模拟方法，尚有以下不足：通过个体与个体与个体之间的交互，利用socialforcemodel模拟发生 意外的情况下个体之间的交互关系，没有考虑到突发情况个体与环境之间的关系，比如发生地震对环境影响较大的突发情况。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对上述的问题提供一种可根据突发情况迅速结合个体与环境关系下生成人群疏散方法和节约时间、提高安全性的震灾障碍环境下爆发式人群疏散系统。
[0006]本专利技术是这样实现的：一种震灾障碍环境下爆发式人群疏散方法，其特征在于：所述该方法包括以下步骤：步骤1：获取目标建筑数据，建立有限元分析模型对目标建筑进行时程分析，获得目标建筑的地震响应数据；步骤2：基于数据样本建立与现实世界孪生的基于地震加速度的数字损伤模型；步骤3：根据历史损伤数据进行目标建筑损伤分布预测，采用构件抗震性能评估方
法确定建筑损伤预测值；步骤4：依据目标建筑室内构件损伤预测值建立相应的障碍环境；步骤5：根据建立的损伤模型及障碍环境制定疏散方案，对疏散方案进行风险、可行性分析，选择疏散效率最高的最优疏散方案；步骤6：将现实世界中实时监测的人群分布信息输入到障碍环境及损伤模型中，建立现实世界与数字模型的虚实融合及动态交互；步骤7：按照最优疏散方案模拟爆发式人群疏散，分析方案的可控性，根据模拟分析结果进行方案修正，并规划最佳路径将其发送给人群；步骤8：基于实际环境进行测试验证及应用，通过实时互动的方式对目标建筑内实际聚集的人群进行动态指导疏散。
[0007]一种震灾障碍环境下爆发式人群疏散系统，其特征在于：所述该系统包括损伤模型及障碍环境建立模块、路径规划模块以及动态提示模块；所述损伤模型及障碍环境建立模块用于建立基于地震加速度的数字孪生损伤模型，根据地震加速度确定室内构件破坏情况及相应的障碍环境，将破坏情况及障碍环境信息发送至路径规划系统；所述路径规划模块用于根据接收的信息合理规划疏散路径，选出最优方案，并将方案发送至动态提示系统；所述动态提示模块用于进行信息传输，将接收到的最优路径通过输出终端发送给人群，实时动态的引导人群疏散。
[0008]优选的，所述步骤1中获取目标建筑数据，建立有限元分析模型对目标建筑进行时程分析，获得目标建筑的地震响应数据的步骤包括：通过建筑图纸，现场测量获取建筑数据信息，借助有限元软件建立建筑框架模型进行时程分析，得出地震响应数据。
[0009]优选的，所述步骤4中依据目标建筑室内构件损伤预测值建立相应的障碍环境模型的步骤包括：根据数字损伤模型所得室内构件损伤预测值及分布情况，运用三维建模技术建立地震情景下的障碍环境模型。
[0010]优选的，所述步骤5中制定疏散方案并进行修正的步骤根据损伤模型及障碍环境信息制定疏散方案，运用多智能体建模工具模拟短时间大流量人群下疏散方案的可行性，适用性及可控性。
[0011]优选的，所述步骤7中生成最佳路径发送至人群的步骤还包括根据实际情况，判断疏散路径上是否发生拥堵及其它意外情况；若发生拥堵及其它意外情况，则立即将异常情况发送路径规划部分，快速分析异常情况，根据实际情况重新规划路径，并快速发送至指定人群，实现实时指导。
[0012]所述步骤7中生成最佳路径发送至人群，根据得出的最优方案生成最佳路径，选择常见的有线或无线传输方式将其发送给疏散人群。
[0013]优选的，所述损伤模型及障碍环境建立模块用于通过有限元软件计算得到目标建筑的地震响应，划分目标建筑的破坏情况，通过破坏情况建立相应的障碍环境模型。
[0014]优选的，所述动态提示模块包括通信部分和提示部分；所述通信部分的传输方式选择常见的有线或无线传输方式；所述提示部分可以由电子显示屏、手机以及智能手表等带有显示器的电子产品来进行提示。
[0015]本专利技术的有益效果：1、通过损伤模型及障碍环境建立模块、动态提示模块和路径
规划模块结合，发生危险时，短时间内爆发式聚集了大量人群可以通过随身携带的接收端设备查看疏散路线，并根据实际情况实时为人群规划最适合的疏散路径，对人群进行动态提示，避免人群疏散时因人流过大发生拥堵，使得疏散更加快速、合理、为人群紧急逃生争取更多的时间。
[0016]2、通过本专利技术方法准确、高效，并能随着实际情况的改变持续更新，为人群紧急疏散提供了良好的提示作用，对震后及时、精准开展疏散救援意义重大，提高了疏散效果，增加逃生机会。
附图说明
[0017]图1为专利技术的流程图。
[0018]图2为本专利技术震灾障碍环境下爆发式人群疏散系统示意图。
[0019]图3为本专利技术获取建筑的一层平面图。
[0020]图4为本专利技术实施例模型生成的加速度时程曲线图。
[0021]图5是模拟测试中人群疏散情况图。
[0022]图6是模拟测试中人群疏散情况图。
[0023]图7有无动态指导情况下人群疏散时间对比情况图。
[0024]其中，1损伤模型及障碍环境建立模块；2动态提示模块；3路径规划模块。
具体实施方式
[0025]以下结合附图对本专利技术做进一步概况。
[0026]如图1所示，一种震灾爆发式人群疏散方法，该本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种震灾障碍环境下爆发式人群疏散方法，其特征在于：所述该方法包括以下步骤：步骤1：获取目标建筑数据，建立有限元分析模型对目标建筑进行时程分析，获得目标建筑的地震响应数据；步骤2：基于数据样本建立与现实世界孪生的基于地震加速度的数字损伤模型；步骤3：根据历史损伤数据进行目标建筑损伤分布预测，采用构件抗震性能评估方法确定建筑损伤预测值；步骤4：依据目标建筑室内构件损伤预测值建立相应的障碍环境；步骤5：根据建立的损伤模型及障碍环境制定疏散方案，对疏散方案进行风险、可行性分析，选择疏散效率最高的最优疏散方案；步骤6：将现实世界中实时监测的人群分布信息输入到障碍环境及损伤模型中，建立现实世界与数字模型的虚实融合及动态交互；步骤7：按照最优疏散方案模拟爆发式人群疏散，分析方案的可控性，根据模拟分析结果进行方案修正，并规划最佳路径将其发送给人群；步骤8：基于实际环境进行测试验证及应用，通过实时互动的方式对目标建筑内实际聚集的人群进行动态指导疏散。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤1中获取目标建筑数据，建立有限元分析模型对目标建筑进行时程分析，获得目标建筑的地震响应数据的步骤包括：通过建筑图纸，现场测量获取建筑数据信息，借助有限元软件建立建筑框架模型进行时程分析，得出地震响应数据。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤3中获取建筑损伤预测值的步骤包括借助于三维建模软件建立数字损伤模型，输入实际检测到的地震加速度，运用有限元软件进行模拟分析，并将结果结合现行规范和构件抗震性能评估方法确定建筑损伤预测值。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤4中依据目标建筑室内构件损伤预测值建立相应的障碍环境模型的步骤包括：根据数字损伤模型所得室内构件损伤预测值及分布情况，运用三维建模技术建立地震情景下的障碍环境模型。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘志宏，江山，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：