專利名稱：一種災(zāi)難突發(fā)環(huán)境下面向城市交通的人員疏散方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于現(xiàn)代交通安全技術(shù)領(lǐng)域，主要是實(shí)現(xiàn)一種災(zāi)難突發(fā)環(huán)境下面向城市交通的人 群疏散方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)前城市在面對(duì)災(zāi)難威脅時(shí)，缺乏一個(gè)有效而迅速的統(tǒng)一的人員疏散。本發(fā)明針對(duì)多災(zāi) 害并發(fā)威脅下的城市交通環(huán)境，提供高效、可靠、安全、智能的預(yù)案規(guī)劃方法，解決多災(zāi)難 環(huán)境下的人群疏散調(diào)度，加快對(duì)災(zāi)難的響應(yīng)速度。在交通指揮、搶險(xiǎn)救災(zāi)、國防戰(zhàn)備、公共 安全、醫(yī)療救護(hù)、消防救援等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
目前，針對(duì)災(zāi)難的交人員疏散規(guī)劃方法中有的是根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)針對(duì)災(zāi)難對(duì)人員疏散進(jìn)行 規(guī)劃。利用經(jīng)驗(yàn)來手工配置資源很難達(dá)到人員優(yōu)化疏散的目的，往往造成人員疏散不及時(shí)而 造成不必要的損失。而另外一些的人員疏散方法針對(duì)單一的災(zāi)害、處理方式較單調(diào)、安全支 持有限，而且當(dāng)前的應(yīng)急交通疏散中對(duì)疏散行人車輛的行程路徑選擇、疏散方案效果評(píng)價(jià)較 少，很難適應(yīng)并發(fā)災(zāi)害威脅下的城市交通的發(fā)生多處災(zāi)難的需求，阻礙了現(xiàn)有的交通應(yīng)急管 理系統(tǒng)在現(xiàn)代大城市交通環(huán)境下的應(yīng)用。
傳統(tǒng)的基于恒定的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)流模型中，網(wǎng)絡(luò)的路段長度、路段的通行能力等并沒有隨著 時(shí)間的改變而發(fā)生變化。然而，考慮到災(zāi)害造成道路阻塞或者通行能力降低時(shí)，可能導(dǎo)致應(yīng)急 疏散網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)間而改變。同時(shí)，以往的疏散規(guī)劃優(yōu)化研究往往僅針對(duì)某一評(píng)價(jià)指標(biāo)或單一環(huán) 節(jié)(如路徑選擇問題)，這不利于大規(guī)模人員疏散的整體優(yōu)化。綜合考慮以上靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)和動(dòng)態(tài) 網(wǎng)絡(luò)的不足，就有必要建立基于時(shí)變的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)流模型，減少疏散時(shí)間。
現(xiàn)有的方法主要存在的問題有針對(duì)室內(nèi)，特別是建筑物內(nèi)，針對(duì)單一的靜態(tài)的災(zāi)難對(duì)人 群進(jìn)行疏散指導(dǎo)，這些方法所針對(duì)的災(zāi)難單一，針對(duì)靜態(tài)的災(zāi)難，而沒有考慮到災(zāi)難的動(dòng)態(tài) 變化，而且沒有考慮到資源的分配，對(duì)資源的宏觀上分配，而是針對(duì)個(gè)體的進(jìn)行指導(dǎo)。
現(xiàn)有的方法針對(duì)人員疏散的方法主要涉及到最短路徑或者在疏散過程中的最短時(shí)間，而
不是針對(duì)從受災(zāi)或危險(xiǎn)區(qū)域被疏散的時(shí)間，實(shí)際上，只要人員被疏散出危險(xiǎn)區(qū)域，在其未達(dá) 到安全區(qū)域之前都是安全的，因此疏散時(shí)間的最優(yōu)化而是指該受災(zāi)區(qū)域中的人員被疏散離開 該危險(xiǎn)區(qū)域的時(shí)間最優(yōu)，亦即時(shí)間最短，同時(shí)在保證使得人們?cè)陔x開危險(xiǎn)區(qū)域的同時(shí)到達(dá)庇 護(hù)所的距離或者是疏散時(shí)間最短。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決上述技術(shù)所存在的缺陷，提供一種災(zāi)難突發(fā)環(huán)境下面向城市交通的人群疏 散方法，本發(fā)明面對(duì)多災(zāi)難并發(fā)威脅下的城市交通環(huán)境，根據(jù)基于時(shí)變的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)流模型進(jìn) 行突發(fā)事件下的人員疏散，滿足多處災(zāi)難，多庇護(hù)所環(huán)境下的城市交通應(yīng)急管理的需求，其 深遠(yuǎn)意義重大。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案
本發(fā)明針對(duì)多災(zāi)難點(diǎn)的環(huán)境下，將多災(zāi)難點(diǎn)的人們疏散到多個(gè)避難點(diǎn)中去，針對(duì)當(dāng)前交 通流的狀況，使得人們繞開有害的區(qū)域，到達(dá)目的地，將受災(zāi)區(qū)域中的人群疏散到各庇護(hù)點(diǎn)， 確保非災(zāi)難影響區(qū)域的交通正常運(yùn)行。本發(fā)明的目的是在多處災(zāi)難的環(huán)境下求得將人員從危 險(xiǎn)區(qū)域疏散到最優(yōu)疏散路線，該最優(yōu)路線保證將人群盡快地從危險(xiǎn)區(qū)域疏散到鄰近的安全區(qū) 域，同時(shí)保證疏散過程中所經(jīng)過的路徑長度最短。
本發(fā)明根據(jù)網(wǎng)絡(luò)流模型，綜合平衡考慮多種因素，如道路的轉(zhuǎn)向限制，道路的通行能力， 在災(zāi)難點(diǎn)以及救援點(diǎn)的位置，并考慮應(yīng)急疏散網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)間而改變的特征，在多災(zāi)難點(diǎn)-多疏散 點(diǎn)的背景下，引入整體規(guī)劃的思路，考慮疏散目標(biāo)、疏散距離、到達(dá)安全地點(diǎn)人數(shù)等多個(gè)優(yōu) 化子目標(biāo)，同時(shí)對(duì)不同受災(zāi)區(qū)域的疏散次序，交通量的分配，路徑的選擇，設(shè)計(jì)基于時(shí)變的 動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)流模型用于疏散系統(tǒng)的優(yōu)化，如實(shí)地反映出疏散路網(wǎng)隨時(shí)間而變的狀況并最終得到 整個(gè)系統(tǒng)優(yōu)化的人員疏散安排方案，提升道路運(yùn)輸能力，縮短人員在災(zāi)難區(qū)域中的時(shí)間。
本發(fā)明所述的這種災(zāi)難突發(fā)環(huán)境下面向城市交通的人群疏散方法，具體步驟如下
(1) 、獲取與疏散相關(guān)的信息將每條道路的信息以及轉(zhuǎn)向限制、災(zāi)難點(diǎn)的位置以及災(zāi) 難區(qū)域中的人員數(shù)量信息、庇護(hù)所的位置以及庇護(hù)所余下的可接收庇護(hù)人員的容量信息從外 部文件或其它數(shù)據(jù)源中讀入內(nèi)存；
(2) 、建立路網(wǎng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)每一條有單行道視為一條有向弧，每一條雙向道路視為兩條 有向弧，每一條弧的方向表示該道路的車流方向；利用擴(kuò)展的前向關(guān)聯(lián)邊結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)路網(wǎng)數(shù)
據(jù)，表達(dá)交叉口轉(zhuǎn)向限制以及每條道路的最大流量以及長度，將道路的相關(guān)數(shù)據(jù)從讀入內(nèi)存， 建立數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；
(3) 、確定災(zāi)難點(diǎn)的位置，修改路網(wǎng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)保證從一個(gè)災(zāi)難區(qū)的被疏散的人群不會(huì) 進(jìn)入另外一個(gè)災(zāi)難區(qū)，將進(jìn)入災(zāi)難點(diǎn)的所有道路都設(shè)置為不可達(dá)；
(4) 、利用所建立的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，根據(jù)基于動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)流的最大流改進(jìn)算法進(jìn)行疏散根據(jù) 該受災(zāi)區(qū)域當(dāng)前受災(zāi)情況以及該災(zāi)難區(qū)的剩余人口進(jìn)行判斷，并且根據(jù)庇護(hù)所的位置、剩余 容量信息讀入內(nèi)存中，每過一段時(shí)間找出每一個(gè)災(zāi)難點(diǎn)到庇護(hù)所所經(jīng)過的路線，在具有多個(gè) 源點(diǎn)與多個(gè)匯點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)中，確定最大流的問題；
(5) 、根據(jù)疏散過程中記錄的數(shù)據(jù)顯示隨著時(shí)間的疏散率比變化以及疏散路徑。 本發(fā)明有益的效果是
1. 本發(fā)明能夠針對(duì)多處災(zāi)難突發(fā)環(huán)境，面向多個(gè)子目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化，提供較合理的資源 分配方法。
2. 本發(fā)明能夠處理多車道以及道路轉(zhuǎn)向限制的情況，使得疏散更貼近實(shí)際的城市應(yīng)急 條件下的人員疏散。
3. 本發(fā)明能處理實(shí)時(shí)突發(fā)事件，基于多個(gè)災(zāi)難點(diǎn)以及多個(gè)庇護(hù)所的位置來進(jìn)行人員疏 散。
4. 本發(fā)明能夠基于動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)流模型，考慮災(zāi)難點(diǎn)與庇護(hù)所的變化信息，使得疏散更貼 近實(shí)際，更為有效。


圖1本發(fā)明多災(zāi)難點(diǎn)多庇護(hù)所圖； 圖2本發(fā)明路網(wǎng)例圖3本發(fā)明用于處理實(shí)際路網(wǎng)的擴(kuò)展的前向關(guān)聯(lián)邊結(jié)構(gòu)；
圖4本發(fā)明的基于動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)流的人員疏散處理流程。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步介紹 本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的具體步驟如下 一、 獲取與疏散相關(guān)的信息。
將每條道路的信息以及轉(zhuǎn)向限制、災(zāi)難點(diǎn)的位置以及災(zāi)難區(qū)域中的人員數(shù)量信息、庇護(hù) 所的位置以及庇護(hù)所余下的可接收庇護(hù)人員的容量等信息從外部文件或其它數(shù)據(jù)源中讀入內(nèi) 存。
二、 建立路網(wǎng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
路網(wǎng)作為大型稀疏網(wǎng)絡(luò)，具有交叉口轉(zhuǎn)向限制的特點(diǎn)，針對(duì)這些特點(diǎn)，利用擴(kuò)展的前向 關(guān)聯(lián)邊結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)路網(wǎng)數(shù)據(jù)，可以使得存儲(chǔ)量盡可能小，正確表達(dá)交叉口轉(zhuǎn)向限制以及每條 道路的最大流量以及長度，如圖2所示。將道路的相關(guān)數(shù)據(jù)從外部(如xml文件或其他數(shù)據(jù) 源中)讀入內(nèi)存，建立數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
將每一條有單行道視為一條有向弧，每一條雙向道路視為兩條有向弧，每一條弧的方向 表示該道路的車流方向。"前向關(guān)聯(lián)邊"的鏈表結(jié)構(gòu)核心在于將由同一個(gè)結(jié)點(diǎn)發(fā)出的所有弧存 放在一起，同時(shí)引進(jìn)了一個(gè)指針數(shù)組Pointer,該數(shù)組中的每一個(gè)指針對(duì)應(yīng)一個(gè)結(jié)點(diǎn)，記錄 由此結(jié)點(diǎn)發(fā)出的第一條弧在整個(gè)弧集中的起始位置，該數(shù)組的長度值與所有交叉口的數(shù)量相 等。此外，還用一個(gè)數(shù)組PointedNodes存儲(chǔ)Pointer數(shù)組中的指針?biāo)赶虻慕Y(jié)點(diǎn)，數(shù)組 PointedNodes的長度與所有表示有向道路的弧的數(shù)量相等。若Pointer數(shù)組的下標(biāo)從1開始， 則該下標(biāo)恰好是每一條弧的起點(diǎn)，PointedNodes數(shù)組中存儲(chǔ)的是每一條弧的終點(diǎn)，兩者結(jié)合 起來正好完整地描述了每一條弧。
MaxFlux數(shù)組表示的是對(duì)應(yīng)Pointer數(shù)組的下標(biāo)語PointedNodes數(shù)組元素合在一起所描 述的弧,存儲(chǔ)該弧所代表路段上的最大流量。
同時(shí)使用TravelTim數(shù)組，表示對(duì)應(yīng)Pointer數(shù)組的下標(biāo)與PointedNodes,數(shù)組元素合 在一起所描述的弧，存儲(chǔ)該弧所代表路段上的平均行駛時(shí)間。
二維Delays數(shù)組存儲(chǔ)在Pointer數(shù)組的下標(biāo)與PointedNodes數(shù)組元素合在一起所描述 的弧處，下一步允許的所有轉(zhuǎn)向操作對(duì)應(yīng)的權(quán)重，該權(quán)重可以用來表示是否可以轉(zhuǎn)向到以該 有向弧的終點(diǎn)為起點(diǎn)的相鄰的道路，也可以用來存儲(chǔ)轉(zhuǎn)向在該交叉口的延誤，其第一維的長 度與數(shù)組PointedNode數(shù)組的長度相同；第二維的長度等于該P(yáng)ointedNodes數(shù)組元素。
建立擴(kuò)展的前向關(guān)聯(lián)邊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的步驟
1、首先讀入所有交叉口 (包含交叉口 ID的對(duì)象)，再讀入所有道路對(duì)象(一個(gè)對(duì)象就表
示一條有向弧，弧的起點(diǎn)與終點(diǎn)就用其所在的交叉口的ID表示)，若道路為雙向，則分為兩
條方向相逆的有向弧。生成一個(gè)交叉口動(dòng)態(tài)數(shù)組和一個(gè)表示道路的數(shù)組。
2、將交叉口動(dòng)態(tài)數(shù)組以及道路的動(dòng)態(tài)數(shù)組里的數(shù)據(jù)插入到PointedNode與Pointer、 Delays數(shù)組中，從而建立擴(kuò)展的前向關(guān)聯(lián)邊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
三、 確定災(zāi)難點(diǎn)的位置，修改路網(wǎng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
保證從一個(gè)災(zāi)難區(qū)的被疏散的人群不會(huì)進(jìn)入另外一個(gè)災(zāi)難區(qū)，將進(jìn)入災(zāi)難點(diǎn)的所有道路 都設(shè)置為不可達(dá)。
四、 利用所建立的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，根據(jù)基于動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)流的最大流改進(jìn)算法進(jìn)行疏散。 根據(jù)該受災(zāi)區(qū)域當(dāng)前受災(zāi)情況以及該災(zāi)難區(qū)的剩余人口進(jìn)行判斷，并且根據(jù)庇護(hù)所的位
置、剩余容量信息讀入內(nèi)存中。找出每一個(gè)災(zāi)難點(diǎn)到庇護(hù)所所經(jīng)過的路線。每過一段時(shí)間。
流網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)有向圖，其中每條弧均有一非負(fù)容量(流量)，具有一個(gè)源點(diǎn)和一個(gè)起點(diǎn)。 本發(fā)明不只是一個(gè)起點(diǎn)和一個(gè)終點(diǎn)，而是多個(gè)源點(diǎn)和多個(gè)匯點(diǎn)的流網(wǎng)絡(luò)，而且該流網(wǎng)絡(luò)中的 每條邊的流量(容量)不是固定不變的，而是時(shí)變的。
在具有多個(gè)源點(diǎn)與多個(gè)匯點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)中，確定最大流的問題可以歸約為一個(gè)普通的最大流 問題。在本發(fā)明中，增加了一個(gè)超級(jí)起點(diǎn)，并且對(duì)每個(gè)災(zāi)難點(diǎn)i-l,2,3，…m加入有向邊(s,si)， 其流量f(s,si)為無窮大，創(chuàng)建了一個(gè)新的超級(jí)匯點(diǎn)T，并且每個(gè)庇護(hù)所〗=1，2,3...,11加入有向邊 (tj,t)，其流量f(tj,t)為無窮大。
采用最小費(fèi)用最大流的原理來解決該問題。
本發(fā)明解決該問題的所使用的算法的基本流程是
1、 從某個(gè)可行流F出發(fā)，找到關(guān)于這個(gè)流的一個(gè)可改進(jìn)路P，然后沿著P調(diào)整F，對(duì)新 的可行流試圖尋找關(guān)于它的可改進(jìn)路，如此反復(fù)直至求得最大流?，F(xiàn)在要找最短時(shí)間的最大 流，可以證明，若F是流量為V(F)的流中時(shí)間費(fèi)用最小者，而P是關(guān)于F的所有可改進(jìn)路中 平均時(shí)間費(fèi)用最小的可改進(jìn)路，則沿著P去調(diào)整F,得到的可行流F—定是流量為V(F)的所有 可行流中的最小時(shí)間費(fèi)用流。這樣，當(dāng)F是最大流時(shí)候，它就是所要求的最短時(shí)間最大流。
2、 在疏散的過程中，記錄每個(gè)受災(zāi)點(diǎn)疏散的人數(shù)，以便當(dāng)某災(zāi)難點(diǎn)的疏散人數(shù)等于該災(zāi) 難點(diǎn)內(nèi)所有人口數(shù)量時(shí)，表明該災(zāi)難點(diǎn)人員全部疏散完成，則刪除該災(zāi)難點(diǎn)，但仍然設(shè)置進(jìn) 入該災(zāi)難點(diǎn)的弧的權(quán)值為無窮大。3、同時(shí)在疏散的過程中，記錄每個(gè)庇護(hù)所已所容納的人口數(shù)量，當(dāng)此數(shù)量值與該庇護(hù)所 總?cè)萘肯嗟葧r(shí)表明該庇護(hù)所已經(jīng)完成其功能，不再將人口向該庇護(hù)所進(jìn)行疏散。
在本發(fā)明中，由于每條弧的平均時(shí)間費(fèi)用權(quán)值大于或者等于0，所以F:0必是流量為0 的最小費(fèi)用(最短時(shí)間)流，這樣總可以從F-O出發(fā)求出最短時(shí)間最大流。假設(shè)已知F是流 量V(F)的最短時(shí)間流，那么本發(fā)明余下的問題就是如何去尋找關(guān)于F的最短時(shí)間可改進(jìn)路。
每一個(gè)頂點(diǎn)上設(shè)置一個(gè)參數(shù)CT，表示源點(diǎn)至該頂點(diǎn)的通路上的時(shí)間總和。如果我們得出 一條關(guān)于F的最小費(fèi)用可改進(jìn)路時(shí)，則該路上的每一個(gè)頂點(diǎn)的CT值相對(duì)于其它可改進(jìn)路來 說是最小的。每一次尋找最小費(fèi)用可改進(jìn)路時(shí)前，源點(diǎn)的CT為0，其它頂點(diǎn)的CT為+^。
設(shè)cost為流的總長度，初始時(shí)由于FK)，則cost-O,我們每求出一條關(guān)于F的最小費(fèi)用可改 進(jìn)路，累積流的運(yùn)輸時(shí)間的增加量。
另外設(shè)置布爾變量break為最小費(fèi)用可改進(jìn)路的延伸標(biāo)志，在搜索了網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)節(jié) 點(diǎn)后，若break=true表示可改進(jìn)路還可以延伸，還需要重新搜索網(wǎng)絡(luò)中的頂點(diǎn)；否則說明最 短時(shí)間的可改進(jìn)路已經(jīng)找到或者最大流已經(jīng)求出。
該算法的偽代碼具體如下-cost = 0; repeat
將可改進(jìn)路撤空；
設(shè)源點(diǎn)的CT值為0并進(jìn)入可改進(jìn)路； repeat
break = false;
for u =1to N do begin
分析以U為起始節(jié)點(diǎn)的所有弧^J,V^并分析是否可以轉(zhuǎn)向 if (0,V〉的流量可改進(jìn))并且(源點(diǎn)至U有通路)并且(U的CT值+〈U，V〉的 平均行駛時(shí)間< V的CT值)then begin break=true;
V的CT值=U的CT值+〈U,V〉的權(quán)值中的時(shí)間部分； V進(jìn)入可改進(jìn)路經(jīng)并為之標(biāo)號(hào)； end if cud for until break=false if 匯點(diǎn)標(biāo)記 then begin
從匯點(diǎn)出發(fā)倒向修正可改進(jìn)路的流量；
cost = cost + SB(e)*d (其中eEP，d為P的可改進(jìn)量)； end if until 匯點(diǎn)未標(biāo)記； 顯示結(jié)果。
該算法使用寬度優(yōu)先搜索來來尋找增廣路徑，復(fù)雜度是O(VE)，其中V是節(jié)點(diǎn)數(shù)目，E 是邊數(shù)目。
五、根據(jù)疏散過程中記錄的數(shù)據(jù)顯示隨著時(shí)間的疏散率比變化以及疏散路徑。
1 、根據(jù)每個(gè)災(zāi)難點(diǎn)在某一時(shí)刻的疏散人數(shù)變化在界面上顯示疏散百分比與時(shí)間的關(guān)系；
2、 根據(jù)每個(gè)庇護(hù)所在某一時(shí)刻的容納人數(shù)變化在界面上顯示容納人數(shù)隨時(shí)間的變化關(guān)系。
3、 在界面上顯示每個(gè)災(zāi)難點(diǎn)到與其有關(guān)的庇護(hù)所的路徑。
圖1圖示了實(shí)際路網(wǎng)中的多災(zāi)難點(diǎn)多庇護(hù)所的一個(gè)路網(wǎng)。在該圖中，含有大寫字母如 A，B,C,D的圓圈為災(zāi)難點(diǎn)，而含有小寫字母如a,b,c,d的圓圈為庇護(hù)所，不含字母的為普通的 交叉口，有向弧代表的為道路，其方向表示該道路上的車流方向，若此道路不為單行道，則 用兩條方向相反的有向弧，每條有向弧上所包含的數(shù)據(jù)有最大流量，平均行駛時(shí)間，車道數(shù) 信息。
圖2圖示了一個(gè)道路網(wǎng)絡(luò)，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)代表一個(gè)交叉口，有向弧方向表示道路中車流的 方向，有向弧中的權(quán)值有兩個(gè)部分，分別表示該條道路的最大流量以及其平均行駛時(shí)間。
圖3圖示了用于表示實(shí)際路網(wǎng)的擴(kuò)展的前向關(guān)聯(lián)邊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。Node表示交叉口集合， Pointer表示一個(gè)指針，指向另外一個(gè)交叉口，代表由起點(diǎn)出發(fā)的第一條道路。PointedNodes 表示一條有向弧所指向的終點(diǎn)(交叉口)， MaxFlux表示每條弧所表示的道路上的最大流量。 TravleTime表示每條弧所表示的道路上的平均時(shí)間。Delays表示的是該弧是否可以轉(zhuǎn)向以該 弧終點(diǎn)為起點(diǎn)的其他道路，l表示可以轉(zhuǎn)向，0表示不可以轉(zhuǎn)向。
圖4圖示了本發(fā)明基于動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)流的人員疏散處理流程。具體如下
1、 獲取與疏散相關(guān)的信息
2、 建立能表示實(shí)際路網(wǎng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
3、 確定災(zāi)難點(diǎn)的位置，修改路網(wǎng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
4、 根據(jù)基于動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)流的最大流改進(jìn)算法進(jìn)行疏散。
5、 輸出疏散過程中的相關(guān)信息。
上述實(shí)施例用來解釋說明本發(fā)明，而不是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制，在本發(fā)明的精神和權(quán)利要 求的保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本發(fā)明作出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種災(zāi)難突發(fā)環(huán)境下面向城市交通的人群疏散方法，其特征在于具體步驟如下(1)、獲取與疏散相關(guān)的信息將每條道路的信息以及轉(zhuǎn)向限制、災(zāi)難點(diǎn)的位置以及災(zāi)難區(qū)域中的人員數(shù)量信息、庇護(hù)所的位置以及庇護(hù)所余下的可接收庇護(hù)人員的容量信息從外部文件或其它數(shù)據(jù)源中讀入內(nèi)存；(2)、建立路網(wǎng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)每一條有單行道視為一條有向弧，每一條雙向道路視為兩條有向弧，每一條弧的方向表示該道路的車流方向；利用擴(kuò)展的前向關(guān)聯(lián)邊結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)路網(wǎng)數(shù)據(jù)，表達(dá)交叉口轉(zhuǎn)向限制以及每條道路的最大流量以及長度，將道路的相關(guān)數(shù)據(jù)從讀入內(nèi)存，建立數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；(3)、確定災(zāi)難點(diǎn)的位置，修改路網(wǎng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)保證從一個(gè)災(zāi)難區(qū)的被疏散的人群不會(huì)進(jìn)入另外一個(gè)災(zāi)難區(qū)，將進(jìn)入災(zāi)難點(diǎn)的所有道路都設(shè)置為不可達(dá)；(4)、利用所建立的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，根據(jù)基于動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)流的最大流改進(jìn)算法進(jìn)行疏散根據(jù)該受災(zāi)區(qū)域當(dāng)前受災(zāi)情況以及該災(zāi)難區(qū)的剩余人口進(jìn)行判斷，并且根據(jù)庇護(hù)所的位置、剩余容量信息讀入內(nèi)存中，每過一段時(shí)間找出每一個(gè)災(zāi)難點(diǎn)到庇護(hù)所所經(jīng)過的路線，在具有多個(gè)源點(diǎn)與多個(gè)匯點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)中，確定最大流的問題；(5)、根據(jù)疏散過程中記錄的數(shù)據(jù)顯示隨著時(shí)間的疏散率比變化以及疏散路徑。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的災(zāi)難突發(fā)環(huán)境下面向城市交通的人群疏散方法，其特征在于 所述的建立擴(kuò)展的前向關(guān)聯(lián)邊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的步驟(1) 、首先讀入所有交叉口，包含交叉口 ID的對(duì)象，再讀入所有道路對(duì)象， 一個(gè)對(duì)象 就表示一條有向弧，弧的起點(diǎn)與終點(diǎn)就用其所在的交叉口的ID表示，若道路為雙向，則分 為兩條方向相逆的有向弧，生成一個(gè)交叉口動(dòng)態(tài)數(shù)組和一個(gè)表示道路的數(shù)組；(2) 、將交叉口動(dòng)態(tài)數(shù)組以及道路的動(dòng)態(tài)數(shù)組里的數(shù)據(jù)插入到PointedNode與Pointer、 Delays數(shù)組中，從而建立擴(kuò)展的前向關(guān)聯(lián)邊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的災(zāi)難突發(fā)環(huán)境下面向城市交通的人群疏散方法，其特征在于.-采用最小費(fèi)用最大流的原理來確定最大流的問題，基本流程是 (1) 、從某個(gè)可行流F出發(fā)，找到關(guān)于這個(gè)流的一個(gè)-可改進(jìn)路P，然后沿著P調(diào)整F， 對(duì)新的可行流試圖尋找關(guān)于它的可改進(jìn)路，如此反復(fù)直至求得最大流，若F是流量為V(F) 的流中時(shí)間費(fèi)用最小者，而P是關(guān)于F的所有可改進(jìn)路中平均時(shí)間費(fèi)用最小的可改進(jìn)路，則 沿著P去調(diào)整F，得到的可行流F'—定是流量為V(F')的所有可行流中的最小時(shí)間費(fèi)用流，當(dāng) F是最大流時(shí)候，它就是所要求的最短時(shí)間最大流；(2) 、在疏散的過程中，記錄每個(gè)受災(zāi)點(diǎn)疏散的人數(shù)，當(dāng)某災(zāi)難點(diǎn)的疏散人數(shù)等于該災(zāi) 難點(diǎn)內(nèi)所有人口數(shù)量時(shí)，表明該災(zāi)難點(diǎn)人員全部疏散完成，則刪除該災(zāi)難點(diǎn)，但仍然設(shè)置進(jìn) 入該災(zāi)難點(diǎn)的弧的權(quán)值為無窮大；(3) 、同時(shí)在疏散的過程中，記錄每個(gè)庇護(hù)所已所容納的人口數(shù)量，當(dāng)此數(shù)量值與該庇 護(hù)所總?cè)萘肯嗟葧r(shí)表明該庇護(hù)所巳經(jīng)完成其功能，不再將人口向該庇護(hù)所進(jìn)行疏散。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種災(zāi)難突發(fā)環(huán)境下面向城市交通的人群疏散方法，步驟如下(1)獲取與疏散相關(guān)的信息(2)建立路網(wǎng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)利用擴(kuò)展的前向關(guān)聯(lián)邊結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)路網(wǎng)數(shù)據(jù)，表達(dá)交叉口轉(zhuǎn)向限制以及每條道路的最大流量以及長度，將道路的相關(guān)數(shù)據(jù)從讀入內(nèi)存，建立數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；(3)確定災(zāi)難點(diǎn)的位置，修改路網(wǎng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；(4)利用所建立的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，根據(jù)基于動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)流的最大流改進(jìn)算法進(jìn)行疏散；(5)根據(jù)疏散過程中記錄的數(shù)據(jù)顯示隨著時(shí)間的疏散率比變化以及疏散路徑。本發(fā)明有益的效果是能夠提供較合理的資源分配方法，使得疏散更貼近實(shí)際的城市應(yīng)急條件下的人員疏散，能處理實(shí)時(shí)突發(fā)事件，基于多個(gè)災(zāi)難點(diǎn)以及多個(gè)庇護(hù)所的位置來進(jìn)行人員疏散。
文檔編號(hào)G06Q10/00GK101183445SQ20071016119
公開日2008年5月21日 申請(qǐng)日期2007年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月20日
發(fā)明者健 吳, 吳朝暉, 周少林, 尹建偉, 煒 施, 瑩 李, 鄧水光 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)