CN110648025A - 一种应急疏散调度方法 - Google Patents
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Abstract
一种应急疏散调度方法，涉及安全防护技术领域，为解决现有技术中当施工现场发生火灾、地震、交通事故、恐怖活动等突然事件进行疏散时，疏散效率低的问题，本发明在发生火灾、地震、交通事故、恐怖活动时，可以有效的、安全的进行疏散，避免了发生突发事件时，人们涌向一个出口，导致疏散速度慢、易发生踩踏事件的问题，而且本发明利用分簇之间通信，避免了由于灾害等对通信设施的影响导致人们失联，而且本发明可以将人们进行汇聚，统一疏散，避免了人员落单，发生危险，疏散效率高，而且本发明通过在人群密度高的区域进行簇首选择，减少了人群的流动量，间接增加了聚集速度，从而提高了疏散效率。
Description
技术领域
本发明涉及安全防护技术领域，具体为一种应急疏散调度方法。
背景技术
施工现场一般出口较分散，当发生一些紧急情况时，如火灾、地震、交通事故、恐怖活动，需要进行紧急疏散，以确保人们在最短的时间内，能够没有危险地离开这些紧急状况发生的空间，一般情况下，紧急疏散时有群众、军队和警察共同参与，常规疏散方法为人为指挥，疏散效率低。
目前，在针对火灾的紧急疏散系统中广泛采用报警器和应急标志灯，在火灾发生的时候，报警灯发出警报声，但人们不能有秩序的进行疏散，很可能出现大批群众涌向同一个紧急出口，出现踩踏事件。
发明内容
本发明的目的是：针对现有技术中当施工现场发生火灾、地震、交通事故、恐怖活动等突然事件进行疏散时，疏散效率低的问题，提供一种应急疏散调度方法。
本发明为了解决上述技术问题采取的技术方案是：一种应急疏散调度方法，包括以下步骤：
步骤一：服务器接收传感器发送的信号后开始工作；
步骤二：服务器获取区域内紧急疏散出口的分布图；
步骤三：每个成员身上佩戴无线通信设备，将其记为一个节点；
步骤四：服务器根据节点总数和各个紧急疏散出口的权重，得到各个紧急疏散出口应疏散人数；
步骤五：选择距离每个紧急疏散出口最近的、与其疏散数量对应的节点作为其对应紧急疏散出口的簇内成员；
步骤六：针对于每个簇，利用K-mediods确定多个中心节点，然后计算簇内其它节点到每个中心节点的平均距离，距其它节点平均距离最小的中心节点为最终簇首，并建立簇首之间的通信连接，所述K-mediods具体步骤如下：
步骤六一：获取簇内所有成员节点的位置信息；
步骤六二：对所有成员节点所在的区域进行均匀划分，得到划分后每块区域的平均密度值；
步骤六三：选取密度大于平均密度的区域作为中心点集；
步骤六四：利用K-mediods得到多个中心节点；
步骤七：服务器生成该簇内成员节点的疏散指示图，并发送给成员节点。
进一步的，在所述步骤四后还包括以下步骤：在每个簇内，服务器根据每个节点的ID对其进行编号，并将本簇内节点编号信息和ID信息发送给其他簇首。
进一步的，所述进行编号的详细步骤为：首先将所有节点逐一分配序号，序号从1开始依次增加，直至所有节点都有编号为止，若有节点在编号时通讯信号丢失，则将其序号收回，然后将收回的序号分配给未进行编号的节点。
进一步的，所述步骤六二的详细步骤为：
步骤六二一：获取区域内的平面图；
步骤六二二：根据节点坐标，截取簇内所有成员所在的最小外接矩形区域；
步骤六二三：根据簇内成员编号，将本簇内成员节点位置信息标注在截取的矩形区域中；
步骤六二四：对标注后的矩形区域进行均匀网格划分；
步骤六二五：根据每个网格内的簇内成员数量得到该网格内的密度值，从而得到每个网格内簇内节点的平均密度值。
进一步的，所述步骤五中若簇首有效通讯距离内出现非成员节点时，则根据该节点编号及与其他簇首通讯，判定其是否为丢失节点，若否，则不作处理，若是，则将其作为本簇成员节点，并进行重新编号。
进一步的，所述步骤五中若簇首有效通讯距离内出现非成员节点时，则根据该节点编号及与其他簇首通讯，判定其是否为丢失节点，若否，则不作处理，若是，则判定本簇内成员节点数量是否达到阈值，若达到阈值则建立该丢失节点与原簇首之间的通讯，若未达到阈值，则将其作为本簇成员节点，并重新编号。
进一步的，所述步骤五中若簇首有效通讯距离内出现非成员节点时，则根据该节点编号及与其他簇首通讯，判定其是否为丢失节点，若否，则不作处理，若是，则根据其位置坐标和区域内紧急疏散疏散出口的分布图，生成该节点距离原始疏散出口的路线图，并发送给该节点。
进一步的，所述步骤七的详细步骤为：服务器根据区域内紧急疏散出口的分布图生成每个节点到达其对应的紧急疏散出口的路线图，并将该路线图发送至每个节点上的无线通信设备中。
进一步的，所述步骤七的详细步骤为：服务器根据区域内紧急疏散出口的分布图生成每个节点到达其对应的紧急疏散出口的路线图，并将该路线图发送至每个节点上的无线通信设备中。
进一步的，所述步骤七中每个节点到达其对应的紧急疏散出口的路线图由以下步骤得到：
步骤七一：获取区域内紧急疏散出口的分布图；
步骤七二：根据节点坐标信息在图像中标记节点位置；
步骤七三：在图像中标记紧急疏散出口的位置；
步骤七四：利用Dijkstra算法获取最短路径。
本发明的有益效果是：本发明根据每个紧急疏散出口的权重对每个紧急疏散出口应疏散人数进行确定，然后将人们进行分簇，本发明在发生火灾、地震、交通事故、恐怖活动时，可以有效的、安全的进行疏散，避免了发生突发事件时，人们涌向一个出口，导致疏散速度慢、易发生踩踏事件的问题，而且本发明利用分簇之间通信，避免了由于灾害等对通信设施的影响导致人们失联，而且本发明可以将人们进行汇聚，统一疏散，避免了人员落单，发生危险，疏散效率高，而且本发明通过在人群密度高的区域进行簇首选择，减少了人群的流动量，间接增加了聚集速度，从而提高了疏散效率。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式所述的一种应急疏散调度方法，包括以下步骤：
步骤一：服务器接收传感器发送的信号后开始工作；
步骤二：服务器获取区域内紧急疏散出口的分布图；
步骤三：每个成员身上佩戴无线通信设备，将其记为一个节点；
步骤四：服务器根据节点总数和各个紧急疏散出口的权重，得到各个紧急疏散出口应疏散人数；
步骤五：选择距离每个紧急疏散出口最近的、与其疏散数量对应的节点作为其对应紧急疏散出口的簇内成员；
步骤六：针对于每个簇，利用K-mediods确定多个中心节点，然后计算簇内其它节点到每个中心节点的平均距离，距其它节点平均距离最小的中心节点为最终簇首，并建立簇首之间的通信连接，所述K-mediods具体步骤如下：
步骤六一：获取簇内所有成员节点的位置信息；
步骤六二：对所有成员节点所在的区域进行均匀划分，得到划分后每块区域的平均密度值；
步骤六三：选取密度大于平均密度的区域作为中心点集；
步骤六四：利用K-mediods得到多个中心节点；
步骤七：服务器生成该簇内成员节点的疏散指示图，并发送给成员节点。
本发明针对现有技术中当施工现场发生火灾、地震、交通事故、恐怖活动等突然事件时，不能快速、安全的进行疏散的问题，施工现场一般分为多个出口，发生紧急情况时，各个出口附近的人数不同，人们在发生突发事件时，会涌向距离自己最近的出口，或者涌向自己第一时间看到的出口，但是施工现场内出口较多，人们涌向一个出口，疏散速度慢，易发生危险。
本发明根据人们身上的定位装置，获取每个人的位置信息，然后通过计算每个紧急疏散出口的权重对人员进行疏散出口分配，然后生成路线图对每个人进行疏散路线指引。本发明中所述的权重，包含每个紧急疏散出口的疏散能力、应疏散人数等。
本发明通过计算平均密度，选取高于平均密度的人群进行簇首选择，这样可以减少人员的流动，若直接在簇内成员中选择簇首，人群密集和人群不密集的群体都需要进行移动，本发明在人群密集的群体中进行簇首选择，减少密集人群的移动，进而增加簇内成员的聚集速度，从而加快疏散速度，提高疏散效率。
采用本发明在施工现场中发生突发情况时，可以有效的、安全的进行疏离。
本发明不仅仅适用于施工现场，也适用于商场、学校、办公区等场所。通过本发明可以在发生火灾、地震等灾害时，将人群进行高效的疏散，而且减少了传统方式中军队和警察的工作量，而且减少了群众因灾害导致的伤亡，体现了军民融合。
实施例：
当施工现场发生火灾或者地震时，服务器接收火灾报警器或者地震传感器发送的信号开始工作，服务器获取区域内的紧急疏散出口的分布图，然后利用每个成员身上佩戴的手机作为无线通信设备，根据各个紧急疏散出口的权重得到该紧急疏散出口应疏散人数，然后确定每个紧急疏散出口应疏散人员，最后服务器根据人群密度的分布，筛选出密度较高的人群进行簇首选择，簇内成员收到簇首的位置信息后，向簇首靠拢，簇首接收到最佳紧急疏散出口的路线图，并带领其成员向该紧急疏散出口移动。
在具体实施时，每个成员的无线通讯设备并不局限于手机，其他具有定位和通讯功能的产品皆可，也可以针对每一位施工人员，给其配备相关设备。
具体实施方式二：本实施方式是对具体实施方式一所述的作进一步说明，本实施方式与具体实施方式一的区别是在所述步骤四后还包括以下步骤：在每个簇内，服务器根据每个节点的ID对其进行编号，并将本簇内节点编号信息和ID信息发送给其他簇首。
具体实施方式三：本实施方式是对具体实施方式二所述的作进一步说明，本实施方式与具体实施方式二的区别是所述进行编号的详细步骤为：首先将所有节点逐一分配序号，序号从1开始依次增加，直至所有节点都有编号为止，若有节点在编号时通讯信号丢失，则将其序号收回，然后将收回的序号分配给未进行编号的节点。
对员工进行编号的目的是为了更好的进行紧急疏散出口的分配，若有员工中途通讯信号丢失，则将其序号收回，然后将收回的序号分配给未进行编号的员工，当中途通讯信号丢失的人员通讯信号恢复时，则将该人员重新编号，重新编号的目的在于给本簇内成员节点进行标注，其他簇首发现成员节点时，根据其编号皆可知其为哪簇内成员，例如：簇A，施工现场最大容纳人数为1000人，则簇A内成员编号为A0001、A0002、A0003，以此类推进行编号。
具体实施方式四：本实施方式是对具体实施方式二所述的作进一步说明，本实施方式与具体实施方式二的区别是所述步骤六二的详细步骤为：
步骤六二一：获取区域内的平面图；
步骤六二二：根据节点坐标，截取簇内所有成员所在的最小外接矩形区域；
步骤六二三：根据簇内成员编号，将本簇内成员节点位置信息标注在截取的矩形区域中；
步骤六二四：对标注后的矩形区域进行均匀网格划分；
步骤六二五：根据每个网格内的簇内成员数量得到该网格内的密度值，从而得到每个网格内簇内节点的平均密度值。
本实施方式中采用了截取矩形区域并进行均匀网格划分的方式计算人群密度，每个网格的大小相同，根据每个网格内的簇内成员数量进行密度计算。
步骤二三中根据簇内成员的编号，将编号为非簇内成员的进行排除，留下编号为本簇内成员的编号进行密度计算。
具体实施方式五：本实施方式是对具体实施方式二所述的作进一步说明，本实施方式与具体实施方式二的区别是所述步骤五中若簇首有效通讯距离内出现非成员节点时，则根据该节点编号及与其他簇首通讯，判定其是否为丢失节点，若否，则不作处理，若是，则将其作为本簇成员节点，并进行重新编号。
当簇首有效通讯距离内出现成员节点时，簇首根据该节点的编号确定其是否为本簇成员节点，若不是，则根据该成员节点的编号确定其为哪簇成员，并建立与该成员节点簇首的通信，进一步确定该成员节点是否为丢失节点，若否，则不作处理，若是，则将其作为本簇成员节点，并对该节点进行重新编号。
具体实施方式六：本实施方式是对具体实施方式二所述的作进一步说明，本实施方式与具体实施方式二的区别是所述步骤五中若簇首有效通讯距离内出现非成员节点时，则根据该节点编号及与其他簇首通讯，判定其是否为丢失节点，若否，则不作处理，若是，则判定本簇内成员节点数量是否达到阈值，若达到阈值则建立该丢失节点与原簇首之间的通讯，若未达到阈值，则将其作为本簇成员节点，并重新编号。
当簇首有效通讯距离内出现成员节点时，簇首根据该节点的编号确定其是否为本簇成员节点，若不是，则根据该成员节点的编号确定其为哪簇成员，并建立与该成员节点簇首的通信，进一步进一步确定该成员节点是否为丢失节点，若否，则不作处理，若是，则判定本簇内成员节点数量是否达到阈值，若达到阈值则建立该丢失节点与原簇首之间的通讯，若未达到阈值，则将其作为本簇成员节点，并对该节点重新编号。所述的阈值根据该簇应疏散人数确定。
具体实施方式七：本实施方式是对具体实施方式二所述的作进一步说明，本实施方式与具体实施方式二的区别是所述步骤五中若簇首有效通讯距离内出现非成员节点时，则根据该节点编号及与其他簇首通讯，判定其是否为丢失节点，若否，则不作处理，若是，则根据其位置坐标和区域内紧急疏散疏散出口的分布图，生成该节点距离原始疏散出口的路线图，并发送给该节点。
当簇首有效通讯距离内出现成员节点时，簇首根据该节点的编号确定其是否为本簇成员节点，若不是，则根据该成员节点的编号确定其为哪簇成员，并建立与该成员节点簇首的通信，进一步进一步确定该成员节点是否为丢失节点，若否，则不作处理，若是，则根据其位置坐标和区域内紧急疏散疏散出口的分布图，生成该节点距离原始疏散出口的路线图，并发送给该节点。
具体实施方式八：本实施方式是对具体实施方式一所述的作进一步说明，本实施方式与具体实施方式一的区别是所述步骤七的详细步骤为：服务器根据区域内紧急疏散出口的分布图生成每个节点到达其对应的紧急疏散出口的路线图，并将该路线图发送至每个节点上的无线通信设备中。
具体实施方式九：本实施方式是对具体实施方式八所述的作进一步说明，本实施方式与具体实施方式八的区别是所述步骤七中每个员工到达其对应的紧急疏散出口的路线图根据匹配结果、区域内紧急疏散出口的分布图及该区域的整体布局图确定。
具体实施方式十：本实施方式是对具体实施方式八所述的作进一步说明，本实施方式与具体实施方式八的区别是所述步骤七中每个节点到达其对应的紧急疏散出口的路线图由以下步骤得到：
步骤七一：获取区域内紧急疏散出口的分布图；
步骤七二：根据节点坐标信息在图像中标记节点位置；
步骤七三：在图像中标记紧急疏散出口的位置；
步骤七四：利用Dijkstra算法获取最短路径。
需要注意的是，具体实施方式仅仅是对本发明技术方案的解释和说明，不能以此限定权利保护范围。凡根据本发明权利要求书和说明书所做的仅仅是局部改变的，仍应落入本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种应急疏散调度方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一：服务器接收传感器发送的信号后开始工作；
步骤二：服务器获取区域内紧急疏散出口的分布图；
步骤三：每个成员身上佩戴无线通信设备，将其记为一个节点；
步骤四：服务器根据节点总数和各个紧急疏散出口的权重，得到各个紧急疏散出口应疏散人数；
步骤五：选择距离每个紧急疏散出口最近的、与其疏散数量对应的节点作为其对应紧急疏散出口的簇内成员；
步骤六：针对于每个簇，利用K-mediods确定多个中心节点，然后计算簇内其它节点到每个中心节点的平均距离，距其它节点平均距离最小的中心节点为最终簇首，并建立簇首之间的通信连接，所述K-mediods具体步骤如下：
步骤六一：获取簇内所有成员节点的位置信息；
步骤六二：对所有成员节点所在的区域进行均匀划分，得到划分后每块区域的平均密度值；
步骤六三：选取密度大于平均密度的区域作为中心点集；
步骤六四：利用K-mediods得到多个中心节点；
步骤七：服务器生成该簇内成员节点的疏散指示图，并发送给成员节点。
2.根据权利要求1所述的一种应急疏散调度方法，其特征在于在所述步骤四后还包括以下步骤：在每个簇内，服务器根据每个节点的ID对其进行编号，并将本簇内节点编号信息和ID信息发送给其他簇首。
3.根据权利要求2所述的一种应急疏散调度方法，其特征在于所述进行编号的详细步骤为：首先将所有节点逐一分配序号，序号从1开始依次增加，直至所有节点都有编号为止，若有节点在编号时通讯信号丢失，则将其序号收回，然后将收回的序号分配给未进行编号的节点。
4.根据权利要求2所述的一种应急疏散调度方法，其特征在于：所述步骤六二的详细步骤为：
步骤六二一：获取区域内的平面图；
步骤六二二：根据节点坐标，截取簇内所有成员所在的最小外接矩形区域；
步骤六二三：根据簇内成员编号，将本簇内成员节点位置信息标注在截取的矩形区域中；
步骤六二四：对标注后的矩形区域进行均匀网格划分；
步骤六二五：根据每个网格内的簇内成员数量得到该网格内的密度值，从而得到每个网格内簇内节点的平均密度值。
5.根据权利要求2所述的一种应急疏散调度方法，其特征在于：所述步骤五中若簇首有效通讯距离内出现非成员节点时，则根据该节点编号及与其他簇首通讯，判定其是否为丢失节点，若否，则不作处理，若是，则将其作为本簇成员节点，并进行重新编号。
6.根据权利要求2所述的一种应急疏散调度方法，其特征在于：所述步骤五中若簇首有效通讯距离内出现非成员节点时，则根据该节点编号及与其他簇首通讯，判定其是否为丢失节点，若否，则不作处理，若是，则判定本簇内成员节点数量是否达到阈值，若达到阈值则建立该丢失节点与原簇首之间的通讯，若未达到阈值，则将其作为本簇成员节点，并重新编号。
7.根据权利要求2所述的一种应急疏散调度方法，其特征在于：所述步骤五中若簇首有效通讯距离内出现非成员节点时，则根据该节点编号及与其他簇首通讯，判定其是否为丢失节点，若否，则不作处理，若是，则根据其位置坐标和区域内紧急疏散疏散出口的分布图，生成该节点距离原始疏散出口的路线图，并发送给该节点。
8.根据权利要求1所述的一种应急疏散调度方法，其特征在于：所述步骤七的详细步骤为：服务器根据区域内紧急疏散出口的分布图生成每个节点到达其对应的紧急疏散出口的路线图，并将该路线图发送至每个节点上的无线通信设备中。
9.根据权利要求8所述的一种应急疏散调度方法，其特征在于：所述步骤七中每个节点到达其对应的紧急疏散出口的路线图根据匹配结果、区域内紧急疏散出口的分布图及该区域的整体布局图确定。
10.根据权利要求8所述的一种应急疏散调度方法，其特征在于：所述步骤七中每个节点到达其对应的紧急疏散出口的路线图由以下步骤得到：
步骤七一：获取区域内紧急疏散出口的分布图；
步骤七二：根据节点坐标信息在图像中标记节点位置；
步骤七三：在图像中标记紧急疏散出口的位置；
步骤七四：利用Dijkstra算法获取最短路径。
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