CN111982092A - 一种基于行人识别装置的化工园区应急疏散路线规划系统 - Google Patents

一种基于行人识别装置的化工园区应急疏散路线规划系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于行人识别装置的化工园区应急疏散路线规划系统；包括：事故研判模块、人员识别定位模块、路径规划模块和疏散指挥模块。进一步的，所述事故研判模块和所述人员识别定位模块分别与路径规划模块相连，路径规划模块与疏散指挥模块相连。本申请可以不依靠人员携带额外无线通讯定位装置，利用化工园区内部及周边视频监测器材，实时监测疏散人员的位置、疏散方向、疏散速度和人流密度，并以此预测人群聚集结果，并根据化工园区内各类生产事故监测及气象传感器，预测事故发展趋势，为不同区域疏散人群提前规避灾害且规划可接受的路径，避免造成人员的安全问题。

Description

一种基于行人识别装置的化工园区应急疏散路线规划系统
技术领域
本发明涉及路线规划领域，尤其涉及一种基于行人识别装置的化工园区应急疏散路线规划系统。
背景技术
在产业集群化发展的趋势下，化工园区成为我国化学工业发展的新模式，然而，化工园区往往处于经济发达、人口密集的敏感区域，聚集着种类众多，数量巨大的易燃、易爆、有毒危险化学品及重大危险源，在客观上可能存在发生生产安全事故的可能性。
因此，为防患于未然，有必要为人们规划一条通向安全区域的路线。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种基于行人识别装置的化工园区应急疏散路线规划系统。该系统用于监测疏散人员疏散位置、疏散方向、疏散速度和人流密度，预测事故发展趋势，为不同区域疏散人群提前规避灾害且规划可接受的路径。
本发明通过下述技术方案实现：
一种基于行人识别装置的化工园区应急疏散路线规划系统，包括的模块有：人员识别定位模块1、事故研判模块2、路径规划模块3和疏散指挥模块4；
所述事故研判模块2和所述人员识别定位模块1分别与路径规划模块3信号相连；
所述路径规划模块3与疏散指挥模块4信号相连。
所述人员识别定位模块1包括行人识别子模块11、行人定位子模块12和行人预测子模块13；
所述人员识别定位模块1用于化工园区内人员位置、疏散速度、疏散方向监测和人群聚集结果预测。
所述行人识别子模块11安装于化工园区内部及周边区域，用于对区域内进行视频监测，监测行人数量、移动速度和移动方向；
所述行人定位子模块对化工园区内人员进行实时定位。
行人定位子模块12接收行人识别子模块11发送来的人员定位及移动方向数据，并对数据进行分析处理，预测人员聚集趋势及人群最小移动速度。
所述行人预测子模块13接收行人定位子模块12发送来的人员定位及移动方向数据，通过对人员位置信息的聚类分析以及人员之间欧式距离在时间序列上变化的趋势，预测人员汇聚趋势及人群移动速度。
所述事故研判模块2包括监测子模块22、电子地图模块21和事故研判子模块23；
所述监测子模块22和电子地图模块21分别与事故研判子模块23信号相连；
所述事故研判模块2用于定量评估和预测化工园区内各区域危险性情况。
所述监测子模块22包括事故信息监测子模块221和气象信息监测子模块222；
所述监测子模块22用于动态监测化工园区内路况事故及环境信息；
所述电子地图模块21用于化工园区整体地理信息，以及监测子模块22中的所有传感器位置信息；
所述事故研判子模块23接收监测子模块22、电子地图模块21发送的数据并进行分析处理，定量评估和预测化工园区内各区域危险性情况。
所述事故研判子模块23由多个传感器组成，用于动态监测化工园区内事故信息变化；
所述气象信息监测子模块222由风速、风向、温度、湿度、天气传感器集成，用于动态监测化工园区内气象信息变化。
所述路径规划模块3包括应急预案子模块31、动态路径规划子模块32和路径更新子模块33；
所述路径规划模块3用于动态规划疏散路线。
所述应急预案子模块31包含化工园区相关各级应急预案，用于事故发生时，迅速确定事故疏散点；
所述动态路径规划子模块32用于根据不同人群的位置、疏散速度以及事故发展态势研判趋势，动态规划和更新面向不同人群的疏散路径。
所述动态路径规划子模块32具体规划如下：
对于任意人群，动态路径规划子模块32首先寻找距离该人群位置最近的出口，利用经典Dijkstra算法或者A*算法搜索到达该出口的最短路径，若该最近路口无法到达，选取其他出口；若可以到达，判断该路径是否经过危险区域，若经过危险区域，则将危险区域设为障碍物，重新规划路线；
如不经过危险区域，判断是否与其他人群产生冲突，如产生冲突，则根据人群数量确定优先级，数量较多的保留原规划路径，人数较少的，重新规划路径，直至最终寻到一条不经过危险区域、不与其他人群在时空序列上产生冲突且距离最短的路径。
所述疏散指挥模块4将路径信息用于化工园区人员疏散；所述疏散指挥模块4包括指示灯控制子模块41和现场指挥子模块42；
所述指示灯控制子模块41用于根据路径动态信息和指示灯自身的位置确定指示灯的指示方向，或指示灯点亮或熄灭情况；
所述现场指挥子模块42用于根据路径动态信息，派遣工作人员前往现场引导疏散。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：
本发明可以不依靠人员携带额外无线通讯定位装置，利用化工园区内部及周边视频监测器材，实时监测疏散人员的位置、疏散方向、疏散速度和人流密度，并以此预测人群聚集结果，并根据化工园区内各类生产事故监测及气象传感器，预测事故发展趋势，为不同区域疏散人群提前规避灾害且规划可接受的路径，避免造成人员安全问题。
附图说明
图1为本发明基于行人识别装置的化工园区应急疏散路线规划系统结构示意图。
图2为本发明动态路径规划子模块32的操作流程图。
图3为本发明疏散指挥模块4的操作流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。
如图1-3所示，本发明公开了一种基于行人识别装置的化工园区应急疏散路线规划系统结构，包括四个模块，分别为包括：人员识别定位模块1、事故研判模块2、路径规划模块3和疏散指挥模块4。
所述行人识别子模块11包括各类智能视频监测装置，安装于化工园区内部及周边区域各地，用于对相关区域进行视频监测，通过对比相邻两帧视频图像确定视频变化区域，对视频变化区域进行识别，确定目标物是否为行人，并监测行人数量、移动速度和移动方向，并将行人数据发送至行人定位子模块12。
所述行人定位子模块12接收行人识别子模块11发来的数据，并结合电子地图子模块12中的化工园区整体地理信息及行人识别子模块11中所有行人识别装置位置信息，然后使用本领域技术人员已知的任何方法来背景建模，帧差等方式提取目标，再将数据进行配准融合得到属于同个目标的物体，然后进行定位跟踪，对化工园区内人员进行实时定位，并将人员定位数据发送至行人预测子模块13。
所述行人预测子模块13接收行人定位子模块12发送来的人员定位及移动方向数据，通过对人员位置信息的聚类分析以及人员之间欧式距离在时间序列上变化的趋势，预测人员汇聚趋势及人群移动速度。
所述事故研判模块2，包括监测子模块21、电子地图模块22和事故研判子模块23；
所述监测子模块21监测化工园区事故过程中各类生产安全和气象信息参数变化，并将各参数数据发送至事故研判子模块23；
所述电子地图模块包括各化工园区整体地理信息及监测子模块21中所有传感器位置信息，并将地理位置信息发送至事故研判子模块23；
所述事故研判子模块23接收监测子模块21、电子地图模块22发送的数据并进行分析处理，一旦事故发生，通过模块中内置的事故反演模型和事故链路预测模型，预测并实时修正事故发生的种类、位置、规模等信息，并利用内置的事故后果模型，预测事故的影响范围，结合电子地图模块中储存的园区建筑物、设备和人员信息，评估化工园区内各区域危险性情况。
所述监测子模块21包括事故信息监测子模块211和气象信息监测子模块212，所述事故信息子模块由多个传感器组成，用于监测事故发生时相关事故信息；
所述气象信息监测子模块213由风速、风向、温度、湿度、天气传感器集成，动态监测化工园区内气象信息变化。
所述路径规划模块3包括应急预案子模块31、动态路径规划子模块32和路径更新子模块33，用于接收事故研判模块1和人员识别定位模块2发送的数据，并动态规划疏散路线。
所述应急预案子模块31包含化工园区内企业、总体及所属区/县、市、省级应急预案，用于事故发生时，迅速根据事故发生位置和发展趋势，确定事故疏散点，并将疏散点位置信息发送至动态路径规划子模块32。
所述动态路径规划子模块32，兼容经典Dijkstra算法、A*算法或其他启发式搜索算法，用于接收事故研判模块1、人员识别定位模块2发送的数据和应急预案子模块31发送的疏散点位置信息，根据不同人群的位置、疏散速度以及事故发展态势研判趋势，动态规划和更新面向不同人群的疏散路径，并将路径信息发布至疏散指挥模块4。
图2示出了动态路径规划子模块32的操作流程。对于任意人群，动态路径规划子模块32首先寻找距离该人群位置最近的出口，利用经典Dijkstra算法、A*算法或其他启发式搜索算法搜索到达该出口的最短路径，如该最近路口无法到达，选取其他出口；如可以到达，判断该路径是否经过危险区域，如经过危险区域，则将危险区域设为障碍物，重新规划路线。如不经过危险区域，判断是否与其他人群产生冲突，如产生冲突，则根据人群数量确定优先级，数量较多的保留原规划路径，人数较少的，重新规划路径，直至最终寻到一条不经过危险区域、不与其他人群在时空序列上产生冲突且距离最短的路径。
所述疏散指挥模块4包含指示灯控制子模块41和现场指挥子模块42，用于接收路径规划模块3发来的动态路径信息，并将路径信息用于化工园区人员疏散。
所述指示灯控制子模块41接收路径规划模块3发来的动态路径信息，并根据路径动态信息和指示灯自身的位置确定指示灯的指示方向，或指示灯点亮或熄灭情况。
所示现场指挥子模块42接收路径规划模块3发来的动态路径信息，并根据路径动态信息，派遣工作人员前往现场引导疏散。
图3示出了疏散指挥模块4的操作流程。对于疏散路径上的所有路口，判断是否已安装指示灯，若未安装指示灯，则需要增派人员前往该路口现场指挥辅助疏散，若已安装指示灯，但指示灯无法按照疏散路径指示方向，除增派人员现场指挥外，还需将该路口的指示灯关闭，以免误导疏散人员，此外，若路口人员流量极大或路口情况复杂，仍需增派人员现场指挥疏散。
如上所述，本发明可以监测疏散人员疏散位置、疏散方向、疏散速度和人流密度，预测事故发展趋势，为不同区域疏散人群提前规避灾害且规划可接受的路径，避免造成人员的安全问题。
本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于行人识别装置的化工园区应急疏散路线规划系统，其特征在于包括：
人员识别定位模块(1)、事故研判模块(2)、路径规划模块(3)和疏散指挥模块(4)；
所述事故研判模块(2)和所述人员识别定位模块(1)分别与路径规划模块(3)信号相连；
所述路径规划模块(3)与疏散指挥模块(4)信号相连。
2.根据权利要求1所述基于行人识别装置的化工园区应急疏散路线规划系统，其特征在于：
所述人员识别定位模块(1)包括行人识别子模块(11)、行人定位子模块(12)和行人预测子模块(13)；
所述人员识别定位模块(1)用于化工园区内人员位置、疏散速度、疏散方向监测和人群聚集结果预测。
3.根据权利要求2所述基于行人识别装置的化工园区应急疏散路线规划系统，其特征在于：
所述行人识别子模块(11)安装于化工园区内部及周边区域，用于对区域内进行视频监测，监测行人数量、移动速度和移动方向；
所述行人定位子模块(12)对化工园区内人员进行实时定位；
行人定位子模块(12)接收行人识别子模块(11)发送来的人员定位及移动方向数据，并对数据进行分析处理，预测人员聚集趋势及人群最小移动速度；
所述行人预测子模块(13)接收行人定位子模块(12)发送来的人员定位及移动方向数据，通过对人员位置信息的聚类分析以及人员之间欧式距离在时间序列上变化的趋势，预测人员汇聚趋势及人群移动速度。
4.根据权利要求3所述基于行人识别装置的化工园区应急疏散路线规划系统，其特征在于：所述事故研判模块(2)包括监测子模块(22)、电子地图模块(21)和事故研判子模块(23)；
所述监测子模块(22)和电子地图模块(21)分别与事故研判子模块(23)信号相连；
所述事故研判模块(2)用于预测化工园区内各区域危险性情况。
5.根据权利要求4所述基于行人识别装置的化工园区应急疏散路线规划系统，其特征在于：
所述监测子模块(22)包括事故信息监测子模块(221)和气象信息监测子模块(222)；
所述监测子模块(22)用于动态监测化工园区内路况信息；
所述电子地图模块(21)用于化工园区整体地理信息，以及监测子模块(22)中的所有传感器位置信息；
所述事故研判子模块(23)接收监测子模块(22)、电子地图模块(21)发送的数据并进行分析处理，预测化工园区内各区域危险性情况。
6.根据权利要求5所述基于行人识别装置的化工园区应急疏散路线规划系统，其特征在于：所述事故研判子模块(23)由多个传感器组成，用于动态监测化工园区内事故信息变化；
所述气象信息监测子模块(222)由风速、风向、温度、湿度、天气传感器集成，用于动态监测化工园区内气象信息变化。
7.根据权利要求6所述基于行人识别装置的化工园区应急疏散路线规划系统，其特征在于：所述路径规划模块(3)包括应急预案子模块(31)、动态路径规划子模块(32)和路径更新子模块(33)；
所述路径规划模块(3)用于动态规划疏散路线。
8.根据权利要求7所述基于行人识别装置的化工园区应急疏散路线规划系统，其特征在于：
所述应急预案子模块(31)包含化工园区应急预案，用于事故发生时，迅速确定事故疏散点；
所述动态路径规划子模块(32)用于根据不同人群的位置、疏散速度以及事故发展态势研判趋势，动态规划和更新面向不同人群的疏散路径。
9.根据权利要求8所述基于行人识别装置的化工园区应急疏散路线规划系统，其特征在于：所述动态路径规划子模块(32)具体规划如下：
对于任意人群，动态路径规划子模块(32)首先寻找距离该人群位置最近的出口，利用经典Dijkstra算法或者A*算法搜索到达该出口的最短路径，若该最近路口无法到达，选取其他出口；若可以到达，判断该路径是否经过危险区域，若经过危险区域，则将危险区域设为障碍物，重新规划路线；
如不经过危险区域，判断是否与其他人群产生冲突，如产生冲突，则根据人群数量确定优先级，数量较多的保留原规划路径，人数较少的，重新规划路径，直至最终寻到一条不经过危险区域、不与其他人群在时空序列上产生冲突且距离最短的路径。
10.根据权利要求1-9中任一项所述基于行人识别装置的化工园区应急疏散路线规划系统，其特征在于：所述疏散指挥模块(4)将路径信息用于化工园区人员疏散；所述疏散指挥模块(4)包括指示灯控制子模块(41)和现场指挥子模块(42)；
所述指示灯控制子模块(41)用于根据路径动态信息和指示灯自身的位置确定指示灯的指示方向，或指示灯点亮或熄灭情况；
所述现场指挥子模块(42)用于根据路径动态信息，派遣工作人员前往现场引导疏散。
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