(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211008055.8 (22)申请日 2022.08.22 (71)申请人 沈阳建筑大学 地址 110168 辽宁省沈阳市 浑南区浑南中 路25号 (72)发明人 张瑞　阎卫东　刘家喜　马健　 刘舒　刘国奇　 (74)专利代理 机构 北京君琅知识产权代理有限 公司 16017 专利代理师 陈建 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06T 17/00(2006.01) G06T 19/00(2011.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种基于考虑引导因素的火灾疏散模型的 疏散仿真方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于考虑引导因素的火 灾疏散模型的疏散仿真方法， 基于元胞自动机模 型， 考虑引导因素和火灾因素， 构建考虑引导因 素的火灾疏散(GF ‑CA)模型， 为疏散安全管理提 供有效的技 术支持和改善建议。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 115358077 A 2022.11.18 CN 115358077 A 1.一种基于考虑引导因素的火灾疏散模型的疏散 仿真方法， 其特 征在于， 具体过程 为： 将建筑空间划分为均匀的网格， 选择四方网格的二维元胞空间结构， 邻居类型选取 Moore型， 元胞可以向周围八个方向移动， 边界为疏散墙 壁和安全出口； 用Pij表示元胞i从中 心移至位置j的概 率， 其由静态场强Sij和动态场强Dij决定； 在此基础上， 建立 考虑引导因素的火灾疏散模型如下： 其中N为概率的归一化因子， 保证∑Pij＝1， KS表示静态场强的权重系数， 反映安全出口 的位置对人员疏散 的影响强度； KD表示动态场强的权重系数， 反映人与人之间相互作用的 影响强度； nij和 ξij分别描述 元胞i此时刻是否被墙或障碍物以及是否被行人占据； KF表示火 灾场强的权重系数， 反映火灾对人员疏散的影响强度； KG表示引导场强的权重系数， 反映引 导作用对人员疏散的影响强度； 火灾场强Fij及引导场强Gij表示影响元胞i选择位置j的概 率的影响因素， 火灾场强Fij大小主要由火灾位置所决定； 引导场强Gij主要通过对指示标志 引导、 广播指引和引导员 引导进行量 化分析获得； 通过计算静态场强值Sij、 动态场强值Dij、 火灾场强值Fij、 引导场强值Gij， 代入公式(2) 中， 可以计算元 胞的选择概 率Pij， 由此可以得到考虑引导因素后的疏散路径。 2.根据权利要 求1所述的方法， 其特征在于， 设定Rf为火灾极限范围， di s为元胞i到火灾 区域边界的最短距离， 当元 胞位于此 范围中时， Fij大于0， 反之Fij等于0： 其中， di,f表示元胞i到火灾边缘的距离； di,f与Fij呈反比例相关， 当di,f取值越大， 即元 胞i距离火灾位置较远， 此时火灾对其影响较小， 所产生的火灾场强较小， 元胞i选择位置j 的概率越大。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 元 胞尺寸设置为0.4m ×0.4m。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， nij和 ξij分别描述元胞i此时刻是否被墙或 障碍物以及是否被行 人占据如下： 5.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， KS、 KD、 KF、 KG取值范围为[ ‑1,1]， 且满足KS+ KD+KF+KG＝1。 6.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 对指示标志引导进行量 化分析的过程 为：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115358077 A 2视觉引导中的指示标志B1对疏散者 的作用强度表示为 主要与人员的视野范围D1、 指示标志位置作用范围D2及指示标志数量密度D3相关： 其中， 表示人员视野范围半径； 表示指示标志作用范围系数； 表示指示标志密 度系数； 表示元胞i与指示标志B1的距离； 表示指示标志作用方向， 为单位矢量。 7.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 对广播指引进行量 化分析的过程 为： 广播指引 B2对疏散者的作用强度表示为 主要与人员主观反应特征D4、 环境客观特 征D5及广播数量D6相关： 其中， 表示人员主观反应特征系数； 表示语音报警系统干扰因子， 与广播数量有 关； 表示广播指引作用方向， 为单位矢量； 体现此刻环境客观特 征， 主要与能见度和警 报声信息的清晰度有关： 表示能见度系数， 取值范围为(0,1)， 可用正态分布求得， 能见度越低， 疏散者依赖 广播指引效果更明显； 表示警报声信息的权 重， 取决于该位置的声压级和混响时间。 8.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 对引导员 引导的量 化分析的过程 为： 引导员B3对疏散者的作用强度表示为 主要与引导员作用强度D7、 引导员作用范围 D8和引导员数量D9相关： 表示引导员作用强度系数； 表示引导员作用范围系数； 表示引导员引导干扰 因子， 由引导员数量影响； 表示元胞i与引导员B3的距离； 表示引导员作用方向， 为单 位矢量。 9.根据权利要求1、 6 ‑8任一所述的方法， 其特征在于， 通过对引导因素中的指示标志引 导、 广播指引以及引导员引导进 行量化分析， 得到指示标志、 广播指引以及引导员对疏散者 的作用强度 最终引导作用强度 取三类引导作用中效果最佳的引导作用 强度， 引导场强值Gij即引导作用强度 的大小： 权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115358077 A 3