CN111833225A - 一种城市区域内避难所预警系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了灾害防护技术领域的一种城市区域内避难所预警系统,包括:数据获取模块,用于获取人口密度数据、避难所数据、建筑数据、地震震度分布数据;建筑人口数量计算模块,用于计算各建筑的人口数量;第一评估结果生成模块,用于对疏散半径内的避难人员的避难所选择进行评估生成第一评估结果;第二评估结果生成模块,用于基于避难所数据、建筑数据、地震震度分布数据,推算建筑倒塌数量、避难人员数量,并基于GIS地图对避难所的可达性以及避难所容量风险进行评估,生成第二评估结果;预警模块,用于将评估结果发给手机预警。本发明的优点在于:实现对避难所的容量风险以及可达性进行评估预警,进而减少人员伤亡数量。
Description
技术领域
本发明涉及灾害防护技术领域,特别指一种城市区域内避难所预警系统。
背景技术
近年来,难以预测和控制的各类灾难事件频频爆发,给人类带来沉痛的灾难和巨大的经济损失。
因此,如何针对灾难事件的高突发性、破坏性、复杂性和不确定性等特点,开展快速有效的灾难应急处理越来越受到世界各国政府及学术界的关注。而防止和减少事故造成人员伤亡最重要的措施是将处在灾难影响范围内的人员及时疏散至避难所进行避难。
对于应急疏散,目前存在如下问题:1、灾难发生时,受灾区域内的待疏散人员处于高度紧张恐惧状态,容易产生从众心理前往同一个避难所,而每个避难所的容量有限,集聚过多的人员将造成该避难所内应急资源的短缺;2、由于灾难实况信息传播不及时,且灾难不断造成建筑的损毁,阻断了道路,若不能提前知晓通往避难所的道路是否通畅,将严重影响应急疏散的效率。
因此,如何提供一种城市区域内避难所预警系统,实现对避难所的容量风险以及可达性进行评估预警,成为一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题,在于提供一种城市区域内避难所预警系统,实现对避难所的容量风险以及可达性进行评估预警。
本发明是这样实现的:一种城市区域内避难所预警系统,包括如下模块:
数据获取模块,用于服务器获取灾难影响范围内的人口密度数据、避难所数据、建筑数据以及地震震度分布数据,并将所述人口密度数据、避难所数据以及建筑数据叠加显示于GIS地图上;
建筑人口数量计算模块,用于服务器基于所述人口密度数据以及建筑数据计算各建筑的人口数量;
第一评估结果生成模块,用于服务器设定一疏散半径,基于所述人口数量、避难所数据对疏散半径内的避难人员的避难所选择进行评估,生成第一评估结果;
第二评估结果生成模块,用于服务器基于所述避难所数据、建筑数据以及地震震度分布数据,推算因地震破坏而导致的建筑倒塌数量以及避难人员数量,进而利用所述建筑倒塌数量、避难人员数量以及GIS地图对避难所的可达性以及避难所容量风险进行评估,生成第二评估结果;
预警模块,用于服务器将所述第一评估结果以及第二评估结果实时发送给灾难影响范围内的手机进行预警。
进一步地,所述数据获取模块中,所述人口密度数据为各建筑每单位建筑面积的人口数N;
所述避难所数据包括避难所经纬度、避难所面积以及避难所人口容量;
所述建筑数据包括建筑数量、建筑经纬度、建筑高度H、建筑外墙和道路中心线的距离D、建筑类型、从地图上测量的建筑投影面积Ai以及建筑层数fi;所述建筑类型包括住宅、住宅混合商铺、住宅混合办公、木制公寓、非木制公寓、木制公寓混合商铺以及非木制公寓混合商铺。
进一步地,所述建筑人口数量计算模块具体为:
服务器基于各建筑每单位建筑面积的人口数N、建筑投影面积Ai以及建筑层数fi计算各建筑类型的建筑的人口数量:
住宅的人口数量:T1=e0.470×(Ai×fi)0.888;
住宅混合商铺的人口数量:T2=e0.162×(Ai×fi)0.957;
住宅混合办公的人口数量:T3=e0.162×(Ai×fi)0.957;
木制公寓的人口数量:T4=e0.009×(Ai×fi)0.979;
非木制公寓的人口数量:T5=e0.432×(Ai×fi)0.919;
木制公寓混合商铺的人口数量:T6=e0.096×(Ai×fi)0.966;
非木制公寓混合商铺的人口数量:T7=e1×(Ai×fi)0.826;
其中e为自然对数的底。
进一步地,所述第一评估结果生成模块具体包括:
第一容量风险评估单元,用于服务器以各避难所为中心设定一疏散半径,判断所述疏散半径内的所有建筑的人口数量之和是否超过避难所人口容量,若是,则进入第二容量风险评估单元;若否,则生成避难所无容量风险的第一评估结果;
第二容量风险评估单元,用于判断人口数量是否超过50人,若是,则进入第三容量风险评估单元;若否,则生成避难所低容量风险的第一评估结果;
第三容量风险评估单元,用于判断人口数量是否超过100人,若是,则生成避难所高容量风险的第一评估结果;若否则生成避难所中容量风险的第一评估结果。
进一步地,所述第二评估结果生成模块具体为:
服务器基于所述避难所经纬度、建筑经纬度以及GIS地图,得到各建筑通往避难所的避难道路;
服务器基于所述建筑高度H以及建筑类型计算各建筑倒塌产生的建筑碎片长度L;
服务器基于所述建筑外墙和道路中心线的距离D、建筑高度H以及建筑碎片长度L计算与各建筑相邻的避难道路的封锁率;
服务器基于所述避难所数据、建筑数据以及地震震度分布数据,推算因地震破坏而导致的建筑倒塌数量以及避难人员数量,进而基于建筑倒塌数量以及建筑数量计算各建筑类型的倒塌概率;
服务器将所述倒塌概率乘以封锁率计算各条避难道路能够通行的概率,求取各概率的平均值生成避难所可达概率,基于所述避难人员数量以及避难所人口容量生成人数比,并基于所述避难所可达概率以及人数比生成第二评估结果。
本发明的优点在于:
1、通过服务器获取灾难影响范围内的人口密度数据、避难所数据、建筑数据以及地震震度分布数据,进而利用获取的数据计算各建筑的人口数量、建筑倒塌数量、避难人员数量;基于人口数量以及避难所数据,判断疏散半径内的所有建筑的人口数量之和是否超过避难所人口容量,进而对疏散半径内的避难所容量风险进行评估,生成第一评估结果;通过避难所数据、建筑数据、地震震度分布数据推算因地震破坏而导致的建筑倒塌数量以及避难人员数量,进而利用所述建筑倒塌数量、避难人员数量以及G IS地图,计算各条避难道路能够通行的概率,进而对避难所的可达性以及避难所容量风险进行评估,生成第二评估结果;最终利用第一评估结果以及第二评估结果对避难所的容量风险以及可达性进行预警,减少人员伤亡数量,提升应急疏散效率。
2、通过服务器将第一评估结果以及第二评估结果实时发送给灾难影响范围内的手机,使得人们能够及时掌握最近的避难所的容量风险以及可达性,进而理性的选择避难所以及避难道路,减少人员伤亡数量。
3、通过将人口密度数据、避难所数据以及建筑数据叠加显示于G IS地图上,便于数据的直观展示。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1是本发明一种城市区域内避难所预警系统的结构示意图。
图2是本发明一种城市区域内避难所预警系统的流程图。
图3是本发明基于建筑数据以及地震震度分布数据模拟的木制建筑倒塌概率示意图。
图4是本发明基于建筑数据以及地震震度分布数据模拟的非木制建筑倒塌概率示意图。
图5是本发明建筑碎片封锁避难道路示意图。
图6是本发明避难道路封锁示意图。
具体实施方式
本申请实施例中的技术方案,总体思路如下:通过获取灾难影响范围内的人口密度数据、避难所数据、建筑数据以及地震震度分布数据,基于地震震度分布数据推算因地震破坏而导致的建筑倒塌数量以及避难人员数量,利用获取的数据计算各建筑的人口数量,判断疏散半径内的所有建筑的人口数量之和是否超过避难所人口容量,计算各条避难道路能够通行的概率,进而对避难所的容量风险以及可达性进行评估预警。
请参照图1至图6所示,本发明一种城市区域内避难所预警系统的较佳实施例,包括如下模块:
数据获取模块,用于服务器获取灾难影响范围内的人口密度数据、避难所数据、建筑数据以及地震震度分布数据,并将所述人口密度数据、避难所数据以及建筑数据叠加显示于G I S地图上;通过将人口密度数据、避难所数据以及建筑数据叠加显示于G I S地图上,便于数据的直观展示;
建筑人口数量计算模块,用于服务器基于所述人口密度数据以及建筑数据计算各建筑的人口数量,进而通过所述人口数量判断最近的避难所容量是否充裕;
第一评估结果生成模块,用于服务器设定一疏散半径,基于所述人口数量、避难所数据对疏散半径内的避难人员的避难所选择进行评估,生成第一评估结果;
第二评估结果生成模块,用于服务器基于所述避难所数据、建筑数据以及地震震度分布数据,推算因地震破坏而导致的建筑倒塌数量以及避难人员数量,进而利用所述建筑倒塌数量、避难人员数量以及G I S地图对避难所的可达性以及避难所容量风险进行评估,生成第二评估结果;
预警模块,用于服务器将所述第一评估结果以及第二评估结果实时发送给灾难影响范围内的手机进行预警,使得人们能够及时掌握最近的避难所的容量风险以及可达性,进而理性的选择避难所以及避难道路,减少人员伤亡数量,提升应急疏散效率。
所述数据获取模块中,所述人口密度数据为各建筑每单位建筑面积的人口数N;
所述避难所数据包括食物和水的数量、避难所经纬度、避难所面积以及避难所人口容量;
所述建筑数据包括建筑数量、建筑经纬度、建筑高度H、建筑外墙和道路中心线的距离D、建筑类型、从地图上测量的建筑投影面积Ai以及建筑层数fi;所述建筑类型包括住宅、住宅混合商铺、住宅混合办公、木制公寓、非木制公寓、木制公寓混合商铺以及非木制公寓混合商铺。
建筑倒塌的相关历史数据可以做为依据,根据建筑数据与地震震度分布数据计算各建筑类型的倒塌概率,推算被地震破坏的建筑以及因此产生的避难人员。
所述建筑人口数量计算模块具体为:
服务器基于各建筑每单位建筑面积的人口数N、建筑投影面积Ai以及建筑层数fi计算各建筑类型的建筑的人口数量:
住宅的人口数量:T1=e0.470×(Ai×fi)0.888;
住宅混合商铺的人口数量:T2=e0.162×(Ai×fi)0.957;
住宅混合办公的人口数量:T3=e0.162×(Ai×fi)0.957;
木制公寓的人口数量:T4=e0.009×(Ai×fi)0.979;
非木制公寓的人口数量:T5=e0.432×(Ai×fi)0.919;
木制公寓混合商铺的人口数量:T6=e0.096×(Ai×fi)0.966;
非木制公寓混合商铺的人口数量:T7=e1×(Ai×fi)0.826;
其中e为自然对数的底。
通过各建筑类型的建筑数量以及人口数量,即可计算出灾难影响范围内的总人口数量,即需要疏散的人口数量。
所述第一评估结果生成模块具体包括:
第一容量风险评估单元,用于服务器以各避难所为中心设定一疏散半径,判断所述疏散半径内的所有建筑的人口数量之和是否超过避难所人口容量,若是,则进入第二容量风险评估单元;若否,则生成避难所无容量风险的第一评估结果;
第二容量风险评估单元,用于判断人口数量是否超过50人,若是,则进入第三容量风险评估单元;若否,则生成避难所低容量风险的第一评估结果;
第三容量风险评估单元,用于判断人口数量是否超过100人,若是,则生成避难所高容量风险的第一评估结果;若否则生成避难所中容量风险的第一评估结果。
所述第二评估结果生成模块具体为:
服务器基于所述避难所经纬度、建筑经纬度以及GIS地图,得到各建筑通往避难所的避难道路;
服务器基于所述建筑高度H以及建筑类型计算各建筑倒塌产生的建筑碎片长度L;建筑碎片长度L根据地震震度分布数据与建筑倒塌历史数据的经验值进行推算:
服务器基于所述建筑外墙和道路中心线的距离D、建筑高度H以及建筑碎片长度L计算与各建筑相邻的避难道路的封锁率;
服务器基于所述避难所数据、建筑数据以及地震震度分布数据,推算因地震破坏而导致的建筑倒塌数量以及避难人员数量,进而基于建筑倒塌数量以及建筑数量计算各建筑类型的倒塌概率;
服务器将所述倒塌概率乘以封锁率计算各条避难道路能够通行的概率,求取各概率的平均值生成避难所可达概率,基于所述避难人员数量以及避难所人口容量生成人数比,并基于所述避难所可达概率以及人数比生成第二评估结果。
综上所述,本发明的优点在于:
1、通过服务器获取灾难影响范围内的人口密度数据、避难所数据、建筑数据以及地震震度分布数据,进而利用获取的数据计算各建筑的人口数量、建筑倒塌数量、避难人员数量;基于人口数量以及避难所数据,判断疏散半径内的所有建筑的人口数量之和是否超过避难所人口容量,进而对疏散半径内的避难所容量风险进行评估,生成第一评估结果;通过避难所数据、建筑数据、地震震度分布数据推算因地震破坏而导致的建筑倒塌数量以及避难人员数量,进而利用所述建筑倒塌数量、避难人员数量以及G IS地图,计算各条避难道路能够通行的概率,进而对避难所的可达性以及避难所容量风险进行评估,生成第二评估结果;最终利用第一评估结果以及第二评估结果对避难所的容量风险以及可达性进行预警,减少人员伤亡数量,提升应急疏散效率。
2、通过服务器将第一评估结果以及第二评估结果实时发送给灾难影响范围内的手机,使得人们能够及时掌握最近的避难所的容量风险以及可达性,进而理性的选择避难所以及避难道路,减少人员伤亡数量。
3、通过将人口密度数据、避难所数据以及建筑数据叠加显示于G IS地图上,便于数据的直观展示。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式,但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解,我们所描述的具体的实施例只是说明性的,而不是用于对本发明的范围的限定,熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化,都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。
Claims (5)
1.一种城市区域内避难所预警系统,其特征在于:包括如下模块:
数据获取模块,用于服务器获取灾难影响范围内的人口密度数据、避难所数据、建筑数据以及地震震度分布数据,并将所述人口密度数据、避难所数据以及建筑数据叠加显示于GIS地图上;
建筑人口数量计算模块,用于服务器基于所述人口密度数据以及建筑数据计算各建筑的人口数量;
第一评估结果生成模块,用于服务器设定一疏散半径,基于所述人口数量、避难所数据对疏散半径内的避难人员的避难所选择进行评估,生成第一评估结果;
第二评估结果生成模块,用于服务器基于所述避难所数据、建筑数据以及地震震度分布数据,推算因地震破坏而导致的建筑倒塌数量以及避难人员数量,进而利用所述建筑倒塌数量、避难人员数量以及GIS地图对避难所的可达性以及避难所容量风险进行评估,生成第二评估结果;
预警模块,用于服务器将所述第一评估结果以及第二评估结果实时发送给灾难影响范围内的手机进行预警。
2.如权利要求1所述的一种城市区域内避难所预警系统,其特征在于:所述数据获取模块中,所述人口密度数据为各建筑每单位建筑面积的人口数N;
所述避难所数据包括避难所经纬度、避难所面积以及避难所人口容量;
所述建筑数据包括建筑数量、建筑经纬度、建筑高度H、建筑外墙和道路中心线的距离D、建筑类型、从地图上测量的建筑投影面积Ai以及建筑层数fi;所述建筑类型包括住宅、住宅混合商铺、住宅混合办公、木制公寓、非木制公寓、木制公寓混合商铺以及非木制公寓混合商铺。
3.如权利要求2所述的一种城市区域内避难所预警系统,其特征在于:所述建筑人口数量计算模块具体为:
服务器基于各建筑每单位建筑面积的人口数N、建筑投影面积Ai以及建筑层数fi计算各建筑类型的建筑的人口数量:
住宅的人口数量:T1=e0.470×(Ai×fi)0.888;
住宅混合商铺的人口数量:T2=e0.162×(Ai×fi)0.957;
住宅混合办公的人口数量:T3=e0.162×(Ai×fi)0.957;
木制公寓的人口数量:T4=e0.009×(Ai×fi)0.979;
非木制公寓的人口数量:T5=e0.432×(Ai×fi)0.919;
木制公寓混合商铺的人口数量:T6=e0.096×(Ai×fi)0.966;
非木制公寓混合商铺的人口数量:T7=e1×(Ai×fi)0.826;
其中e为自然对数的底。
4.如权利要求2所述的一种城市区域内避难所预警系统,其特征在于:所述第一评估结果生成模块具体包括:
第一容量风险评估单元,用于服务器以各避难所为中心设定一疏散半径,判断所述疏散半径内的所有建筑的人口数量之和是否超过避难所人口容量,若是,则进入第二容量风险评估单元;若否,则生成避难所无容量风险的第一评估结果;
第二容量风险评估单元,用于判断人口数量是否超过50人,若是,则进入第三容量风险评估单元;若否,则生成避难所低容量风险的第一评估结果;
第三容量风险评估单元,用于判断人口数量是否超过100人,若是,则生成避难所高容量风险的第一评估结果;若否则生成避难所中容量风险的第一评估结果。
5.如权利要求2所述的一种城市区域内避难所预警系统,其特征在于:所述第二评估结果生成模块具体为:
服务器基于所述避难所经纬度、建筑经纬度以及GIS地图,得到各建筑通往避难所的避难道路;
服务器基于所述建筑高度H以及建筑类型计算各建筑倒塌产生的建筑碎片长度L;
服务器基于所述建筑外墙和道路中心线的距离D、建筑高度H以及建筑碎片长度L计算与各建筑相邻的避难道路的封锁率;
服务器基于所述避难所数据、建筑数据以及地震震度分布数据,推算因地震破坏而导致的建筑倒塌数量以及避难人员数量,进而基于建筑倒塌数量以及建筑数量计算各建筑类型的倒塌概率;
服务器将所述倒塌概率乘以封锁率计算各条避难道路能够通行的概率,求取各概率的平均值生成避难所可达概率,基于所述避难人员数量以及避难所人口容量生成人数比,并基于所述避难所可达概率以及人数比生成第二评估结果。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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