智能楼宇灾害应急人员疏散最优路径确定方法技术

本发明专利技术公开了一种智能楼宇人员疏散最优路径确定方法，该方法包括步骤：步骤1.创建需建立安全疏散与逃生系统的楼宇模型，从最高层至底层标记楼层指示牌位置，并为每个指示牌标记序号；步骤2.根据序号，建立相邻指示牌可通行无向距离数组；步骤3.扫描指示牌中传感器状态；步骤4.遍历所有指示牌位置，根据步骤2中建立的无向距离数组和步骤3中采集的传感器状态来确定可通行最优路径。本发明专利技术方法原理简单、易于实现，保证实时性、智能性与可靠性需求，为楼宇出现火警等突发状况下人员疏散提供便利并为人员逃生增加可能性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于信息处理
，具体涉及一种。
技术介绍
随着城市化的发展，商场、写字楼随处可见，消防安全与逃生系统的安全性、可靠性与智能性的要求越来越高。由于商场或写字楼通道的结构越来越复杂，人数比重比较大，再加上由于火灾、地震等突发情况，传统的楼宇人员疏散与逃生系统越来越满足不了当前安全性、可靠性与智能性的需求。因此，迫切需求一款实时的可根据突发状况自行调整的最优有效路径指示系统。目前，传统的楼宇指示系统只是死板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，不能有效地指示出现火警等突发位置的一条安全性与可靠性相对比较高的路径以方便楼层中的人员更大可能的疏散与逃生，更加做不到实时选择安全最优的有效路径。然而如何实现最优有效路径的寻找，且保证系统的实时可靠性与智能性，是工程实践亟待解决的问题。目前，现有技术对楼宇求生系统最优有效路径方面做的研究主要是固定地根据当前逃生通道选择安全路径，并没有考虑突发状况下，某通道被封闭或者出现火警而不能通行的情况，也不能为火警等突发状况点选择相对安全的最优有效路径，更加不能做到实时选择突发状况下的安全最优路径。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的上述缺陷，本专利技术提出了一种智能楼宇人员疏散最优路径确定方法，该方法包括步骤:步骤1，创建需建立安全疏散与逃生系统的楼宇模型，从最高层至底层标记楼层指示牌位置，并为每个指示牌标记序号；步骤2，根据序号，建立相邻指示牌可通行无向距离数组；步骤3，扫描指示牌中传感器状态；步骤4，遍历所有指示牌位置，根据步骤2中建立的无向距离数组和步骤3中采集的传感器状态来确定可通行最优路径。优选地，建立二维坐标系，其中放置于相邻两层楼梯口的两块指示牌的距离假设为0，在计算最短路径时忽略不计，而不处于同一楼层的指示牌的距离假设为无穷大，同一楼层相邻两块指示牌之间的距离根据建立的坐标系计算需行走路程，同一楼层不相邻的两块指示牌的距离也假设为无穷大。优选地，在每个指示牌中设置传感器，以采集指示牌所在位置的火警情况，以温度传感器为例，每个指示牌传感器会获取此指示牌位置实时温度，此时设置一温度阈值用于判断是否可通行，是否有超过阈值的指示牌为出现火警位置。优选地,步骤4进一步包括:步骤401,初始设置起始点S = {VI}, T = {其余指示牌位置}，T中记录的为起始点到其余指示牌的距离值，距离值表示两块指示牌之间是否可通行且距离为多少；步骤402，从T中选取一个其距离值最小的顶点W，且不在S中，加入S ;步骤403，对T中的所有距离值进行修改，修改方式为:若加进W做中间顶点放入S中保证每条从起始点(Vl)出发的路径必须经过W点，从起始点(Vl)到Vm的距离值比不加W做中间顶点距离缩短，则修改Vl到Vm距离值为加入W后Vl至Vm的值；如果不存在点使Vl到Vm的距离缩短，且Vl与Vm之间也是不相邻的，则设此阈值下Vl不存在安全最优路径，转至步骤405 ;步骤404，如果此时W灯亮，将终止此初始点的计算，因W计算出的最短路径与其它路径重合，将不需要重复计算；如果此时W灯不亮，则将重复步骤402和403继续加入其它点作为中间点，直至遍历T中的所有点，即W为Vm为止；步骤405，遍历其余点，按顺序分别设置为起始点S = {Vn}，重复过程中步骤401-404，直至起始点S为Vm。本专利技术与现有楼宇求生系统技术相比的显著成果在于:能够考虑火警等突发状况下，保证楼层中的部分位置选择安全最优路径，同样能够安排路径经过或在火警等突发情况点根据当前情况选择一条安全且路径最优的人员疏散路径，尽量增加楼宇中人员的逃生可能性与人员疏散的安全性；由于突发情况随时间的变化，通道也会随着发生变化，本专利技术能够实时地根据火警等情况随时间变化动态选择安全最优路径，并且能够满足智能楼宇人员疏散与逃生的安全性、智能性、可靠性与实时性的需求。附图说明图1是本专利技术流程图。图2是本专利技术方法所适用的智能楼宇的实例拓扑结构图。图3本专利技术方法所适用的智能楼宇中安全无突发状况下的所有位置最优路径路。图4是本专利技术方法所适用的智能楼宇中部分位置出现火警等突发状况的所有位置最优路径图。具体实施例方式以下结合附图和实施例对本专利技术的技术方案作进一步详细说明。以下实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。本专利技术主要针对的是商场、写字楼等在火警等突发情况下，人员疏散与逃生动态路径实时安全最优路径选择，保证算法的实时性、可靠性与智能性。本专利技术采用智能交通中常用的迪杰斯特拉(Dijkstra)算法,依据R.B.Dial 1979年在《Network (网络)》上发表的论文 “A computational analysis of alternativealgorithms and labeling techniques for finding shortest path trees (一种为了寻找最短路径树的选择算法和标签技术的分析)”，并对此算法按楼宇需求做部分改进，以达到适用于楼宇突发状况下安全疏散与求生系统的实时性、安全性与智能性的需求。迪杰斯特拉算法是一种典型的单源最短路径算法，用于计算一个节点到其他所有节点的最短路径。为适用于楼宇突发状况下安全性与最短路径的需求，并保证实时性、安全性与智能性的要求，改进迪杰斯特拉算法使其可以计算任何一点到一个特定点(只有一个可行安全出口)或多个特定点(多可通行安全出口)安全最短路径，通过通信协议采集各个走廊位置的传感器信号获取当前情况，设置阈值，逐步调整阈值，直至所有位置都计算出一条相对安全的最优路径，并采用软件延时方法定时采集火警或其他突发情况下(指示牌中安装传感器采集当前信号)通道可通行情况，实时安排不同位置的安全最优路径。为了更好说明本专利技术的智能楼宇人员疏散最优路径确定方法，选择一种拓扑结构比较简单的情况作为实例，获取当时情况每个指示牌传感器(本实例中假设为温度传感器)信号值大小，而且过程中定时随时间发生改变，这是本专利技术保证实时性应用的前提条件。本专利技术提出的智能楼宇人员疏散最优路径确定方法，主要是采用改进的迪杰斯特拉算法，以达到适用于智能楼宇在火警等突发状况下所有位置人员疏散安全最优路径问题，具体改进体现于以下方面:1)通过建模获取楼层与指示牌位置，建立指示牌之间距离(实际需行走距离)的无向数组；接收通信或协议传输的传感器信号，设置传感器信号阈值，高于阈值部分将假设不可通行，重新修改指示牌之间距离的无向数组。2)通过迪杰斯特拉算法计算单点到出口的最优路径，遍历楼宇中所有位置标记，在此阈值下所有可通行的安全最优路径，需指出计算过程中遇到指示牌已点亮的位置，将不需要计算其后续路径。3)逐步按比例上调传感器信号阈值，重新遍历没有寻出安全最优路径点，阈值继续等比例上调，直至楼宇中的所有位置都标记一条相对安全的最优路径。完成此状态下由传感器信号决定的楼宇所有位置的不同状况下的安全最优路径。4)软件设置定时器，定时通信与协议采集传感器信号重复步骤(1)_(4)，保证楼宇中随时间火警等突发情况变化，能够实时保证所有位置都被指示一条相对安全的最优路径。图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能楼宇人员疏散最优路径确定方法，该方法包括步骤：?步骤1，创建需建立安全疏散与逃生系统的楼宇模型，从最高层至底层标记楼层指示牌位置，并为每个指示牌标记序号；?步骤2，根据序号，建立相邻指示牌可通行无向距离数组；?步骤3，扫描指示牌中传感器状态；?步骤4，遍历所有指示牌位置，根据步骤2中建立的无向距离数组和步骤3中采集的传感器状态来确定可通行最优路径。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王飞跃，孔庆杰，
申请(专利权)人：中国科学院自动化研究所，东莞中国科学院云计算产业技术创新与育成中心，
类型：发明
国别省市：