一种用于楼宇内人员撤离最佳路径选择系统的算法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于楼宇内人员撤离最佳路径选择系统的算法，包括单楼梯通道逃生路径选择算法、双楼梯通道逃生路径选择算法两大部分；考虑了单楼层的各个房间人数撤离路径的选择，在已知各个房间人数的基础上，根据可用来撤离的房间门口数量、楼梯通道的数量、房间楼梯口的等待撤离和撤离时间表等参数设置，对撤离路径的选择进行分级考虑，使其更符合在实际情况下遇到的问题，更好的进行人员撤离路径的选择。本发明专利技术可计算出楼宇内的最佳撤离路径，用于设置楼宇内的人员撤离安全指示牌位置的设定；得到安全指示牌距离最短、用时最短的路线；将人员撤离安全指示牌贴在墙壁上，当楼宇内发生紧急情况，人员按照撤离指示牌的路径指引可进行快速撤离。指引可进行快速撤离。指引可进行快速撤离。

【技术实现步骤摘要】
一种用于楼宇内人员撤离最佳路径选择系统的算法


[0001]本专利技术涉及智能楼宇
，具体涉及一种用于楼宇内人员撤 离最佳路径选择系统的算法。

技术介绍

[0002]目前，传统的楼宇指示系统只是死板的指向当前楼层的出口，没 有考虑实时的突发状况，也没有考虑到在突发情况下传统的指示牌指 示的路径是否是最优有效安全的路径，更加做不到实时选择距离最短、 时间最短的有效路径。
[0003]而在有紧急情况下，如发生火灾、管道煤气泄漏等需要楼宇内人 员撤离时，由于情况的紧急性、未知性，楼宇内人员的撤离路线往往 比较杂乱，在撤离时慌不择路，不能及时判断出最优的撤离路线。因 此，人们都会照着楼宇的通道内的安全指示牌进行撤离，但是，现有 的安全指示牌并未考虑撤离等待时间和撤离时间等相关因素，因此没 有做到最佳的路径选择，会增加人们在撤离时需要等待的时间，延误 人们撤离。
[0004]专利号为2021115018440，专利名称为一种楼宇内人员撤离的最 佳路径选择方法的专利公开了楼宇内人员撤离的最佳路径的一种算 法，但是该专利中的算法考虑了单个房间最简单的布局，只考虑了一 对一的单线撤离路径，并未考虑到人较多导致等待时间较长时应该如 何处理等更加实际的情况。

技术实现思路

[0005]本专利技术提出了一种用于楼宇内人员撤离最佳路径选择系统的算 法；充分考虑了楼宇及房间的实际布局，对现阶段的楼宇结构进行考 虑规划，对楼层内可用来撤离的楼梯数量，房间的出口数量进行了更 全面的分析，考虑了多对多的多线撤离路径，规划的撤离路径更加符 合实际的撤离情况；能有效的解决上述技术问题。
[0006]本专利技术通过以下技术方案实现：
[0007]一种用于楼宇内人员撤离最佳路径选择系统的算法，包括单楼梯 通道逃生路径选择算法、双楼梯通道逃生路径选择算法两大部分；考 虑了单楼层的各个房间人数撤离路径的选择，在已知各个房间人数的 基础上，根据可用来撤离的房间门口数量、楼梯通道的数量、房间楼 梯口的等待撤离和撤离时间表等参数设置，对撤离路径的选择进行分 级考虑，使其更符合在实际情况下遇到的问题，更好的进行人员撤离 路径的选择；
[0008]计算时需对一些参数进行假设：人员撤离时速度为匀速，等待撤 离时间和撤离时间为平均时间，单个房间至多有两个门口可以用来人 员撤离，单楼层至多有两个楼梯可以用来人员撤离；
[0009]单楼梯通道逃生路径选择算法和双楼梯通道逃生路径选择算法 的核心公式为：
[0010][0011]上式中，i为楼层编号，j为房间编号，k为门口编号，f为楼梯 编号，为撤离人员在楼梯口的等待撤离时间，为撤离人员在楼 梯上的撤离时间，为从某个房间门口撤离的人员数量，为从房间j的门口(k+1)向楼梯f撤离的人员数量,为撤离人 员到(单楼层)某个楼梯口的时间，为撤离人员从房间j的 门口(k+1)到楼梯f撤离所需的时间,为撤离人员在某楼梯撤离的 时间；
[0012]其中，
[0013][0014]上式中，L为某房间门口到某楼梯口的距离，v为人员撤离速度， 为撤离人员在房间门口的等待撤离时间；
[0015]判断楼梯是否可用来人员撤离参数为：
[0016][0017]判断房间门口是否可用来人员撤离参数为：
[0018][0019]进一步的，所述的单楼梯通道逃生路径选择算法考虑的重点为房 间可用来人员撤离的门口数量；由《房间楼梯口的等待撤离和撤离时 间表》，只考虑撤离人员从房间门口撤离时所需的等待撤离时间，可 对撤离人员经单个楼梯撤离的时间进行计算；
[0020]首先，需计算出撤离人员从每个房间的每个门口到楼梯所用的时 间：
[0021][0022][0023]当单个房间有两个门口可用来人员撤离时，在已知房间内总人数 的前提下，只设一个未知参数便可表示人员规划的参数，即：
[0024][0025]上式中，为楼层i中房间j内总人数。
[0026]因每个房间的两个门口到楼梯距离不同，所以撤离人员从两个门 口到达楼梯便存在时间差，从离楼梯近的房间门口撤离，会优先到达， 此时间差可表示为：
[0027][0028]单个房间的人员撤离到楼梯口的时间可表示为：
[0029][0030]因只有一个楼梯可以用来人员撤离，所以从楼梯撤离的人数固定 可知，撤离人员在楼梯口的等待撤离时间与在楼梯上撤离的时间参数 也固定可知，且可以表示为：
[0031][0032]即：
[0033]或
[0034]可得出关于的关系式， 即：
[0035][0036]其中，为已知的定值。
[0037]根据房间楼梯口的等待撤离和撤离时间表，由的数值， 都有与之对应的值，且可确定的数值范围， 分别将及其对应数据带入关系式，得出的值。
[0038]比较各组数据的值，其最小值，即为人员撤离所用的最少时间； 其对应的的值，即为最优的人员撤离方案。
[0039]进一步的，双楼梯通道逃生路径选择算法考虑的重点为房间可用 来人员撤离的门口数量和可用来人员撤离的楼梯数量；由《房间楼梯 口的等待撤离和撤离时间表》，对撤离人员经双楼梯撤离的时间进行 计算，需考虑撤离人员从房间门口撤离时所需的等待撤离时间和撤离 人员在楼梯口等待撤离的时间；
[0040]首先，需计算出撤离人员从每个房间的每个门口到楼梯所用的时 间：
[0041][0042][0043][0044][0045]上式中，为撤离人员从房间j的门口k向该楼层另一楼梯f
’ꢀ
撤离所需的时间，为单个撤离人员从房间j的门口k到该楼层另 一楼梯口f
’
的所需的时间，
为从房间j的门口k向该楼层另一楼 梯f
’
撤离的人员数量，为单个撤离人员从房间j的门口(k+1) 到该楼层另一楼梯口f
’
的所需的时间，为从房间j的门口 (k+1)向该楼层另一楼梯f
’
撤离的人员数量。
[0046]因每个房间的两个门口到楼梯距离不同，所以撤离人员从两个门 口到达楼梯便存在时间差，从离楼梯近的房间门口撤离，会优先到达， 此时间差可表示为：
[0047][0048][0049]上式中，为撤离人员从房间j的门口(k+1)向该楼层 另一楼梯f
’
撤离所需的时间。
[0050]单个房间的人员撤离到楼梯口的时间可表示为：
[0051][0052][0053]可得出关于于的关系式，即：
[0054][0055][0056]先讨论各房间人员出门口时的等待撤离时间，根据房间楼梯口的 等待撤离和撤离时间表，由的数值，都有与之对应的值， 且可确定的数值范围。
[0057]得出与的关系式。
[0058]再讨论撤离人员在楼梯口的等待撤离时间和在楼梯上撤离的时 间，根据房间楼梯口的等待撤离和撤离时间表，由的数值，的数值，都有与之对应的值，且可确定确定的数值范围。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于楼宇内人员撤离最佳路径选择系统的算法，通过已知各个房间的人数，根据可用来撤离的房间门口数量、楼梯通道的数量、房间楼梯口的等待撤离时间和撤离时间表的相关参数，分别考虑撤离人员从房间门口撤离时所需的等待撤离时间和撤离人员在楼梯口等待撤离的时间，计算出楼宇内的最佳撤离路径；计算时需对一些参数进行假设：设人员撤离时速度为匀速，等待撤离时间和撤离时间为平均时间,单个房间至多有两个门口可以用来人员撤离，单楼层至多有两个楼梯可以用来人员撤离；单楼梯通道逃生路径选择算法和双楼梯通道逃生路径选择算法的核心公式为：上式中，i为楼层编号，j为房间编号，k为门口编号，f为楼梯编号，为撤离人员在楼梯口的等待撤离时间，为撤离人员在楼梯上的撤离时间，为从某个房间门口撤离的人员数量，为从房间j的门口(k+1)向楼梯f撤离的人员数量,为撤离人员到(单楼层)某个楼梯口的时间，为撤离人员从房间j的门口(k+1)到楼梯f撤离所需的时间,为撤离人员在某楼梯撤离的时间；其中，上式中，L为某房间门口到某楼梯口的距离，v为人员撤离速度，为撤离人员在房间门口的等待撤离时间；判断楼梯是否可用来人员撤离参数为：判断楼梯是否可用来人员撤离参数为：判断房间门口是否可用来人员撤离参数为：判断房间门口是否可用来人员撤离参数为：2.根据权利要求1所述的一种用于楼宇内人员撤离最佳路径选择系统的算法，其特征在于：所述的单楼梯通道逃生路径选择算法需要考虑的重点为房间可用来人员撤离的门口数量，只考虑撤离人员从房间门口撤离时所需的等待撤离时间，可对撤离人员经单个楼梯撤离的时间进行计算；在单个楼梯口被确定的条件下，单个房间内所有可用来人员撤离的门口均可...

【专利技术属性】
技术研发人员：张孝鑫，范媛媛，桑英军，杨艳，张铭，张涛，鲁庆，
申请(专利权)人：淮阴工学院，
类型：发明
国别省市：