[发明专利]一种基于MSC的海上人员应急逃生路径规划方法

说明书

本发明属于船舶人员撤离能力评估领域，具体涉及一种基于MSC的海上人员应急逃生路径规划方法。本发明在最短路径基础上，综合考虑路径上人员数量，即拥挤度问题，校核判断撤离时间因素，并最终规划出最优撤离路线，可在设计早期对船舶人员的撤离能力进行评估，规划人员应急逃生最优撤离路线，对于船舶设计、应急情景设置、疏散预案的制定乃至推动航运业安全性的提升都具有重大的理论价值和社会意义。

技术领域

本发明属于船舶人员撤离能力评估领域，具体涉及一种基于MSC的海上人员应急逃生路径规划方法。

背景技术

随着造船技术的不断发展，船舶设计与建造呈现大型化、复杂化、智能化发展趋势，船舶载重量、载客量不断增大，一旦发生倾覆、火灾等灾难时，往往造成更为巨大的生命财产损失。因此，如何实现大量人员在复杂、狭小的船体空间内有序、迅速地撤离成为船舶设计中的重点问题，即在设计早期对船舶人员的撤离能力进行评估，规划人员应急逃生最优撤离路线，对于船舶设计、应急情景设置、疏散预案的制定乃至推动航运业安全性的提升都具有重大的理论价值和社会意义。

对于船舶人员疏散模型的研究相对较少，在现有对于船舶疏散模型研究中，沈继红等通过改进蚁群算法对船舶人员疏散问题进行了研究；刘红等在模型中引入当量长度，选用最短路径法来实现疏散路径的最优化；陈淼等将Agent理论引入船舶疏散模型中，同时对物理空间进行了建模，并在元胞自动机理论基础上结合舱室布局特点建立了CAEE模型。

现有研究大多针对疏散过程，缺乏整体性，对于人员疏散过程皆运用国际先进的软件模拟，对于海上建筑的撤离能力仅有指导意义，很难针对特定案例进行详细分析。

发明内容

本发明的目的在于基于国际海事组织导则要求下，考虑最短路径以及人员应急逃生时拥挤度问题，基于最短路径基础上，综合考虑拥挤度问题，校核判断撤离时间因素，并最终构建海上建筑人员应急逃生疏散的最优撤离路线的一种基于MSC的海上人员应急逃生路径规划方法。

本发明的目的通过如下技术方案来实现：包括以下步骤：

步骤一：获取从起点到集合点的所有撤离路线；

步骤二：获取每条撤离路线上的每分枝路径上的人数N；

步骤三：根据分枝路径属性，计算撤离路线上人员的速度V和具体流量F_S；所述的具体流量F_S为每单位时间内每个单位面积内撤离路线中撤离路线的数量；

步骤四：分别计算每条撤离路线的撤离时间T；

其中，L_j为路径方案，i为疏散人流，该条撤离路线中共含有j条分支路径；L_y为该条撤离路线中第y条分支路径的长度；v_y为该条撤离路线中第y条分支路径中的人员速度；N_y为该条撤离路线中第y条分支路径中的总人数；F_sy为该条撤离路线中第y条分支路径中的具体流量；W_cy为该条撤离路线中第y条分支路径中的静宽度；γ为修正因子，取值为2；

步骤五：判断每条撤离路线的撤离时间T是否符合MSC规定，并判断每条撤离路线是否拥挤，在不拥挤且撤离时间T符合MSC规定的撤离路线中选取撤离时间最短的路径为海上人员应急逃生的最优路径。

本发明还可以包括：

所述的步骤五中判断每条撤离路线是否拥挤的方法具体为：满足下式的撤离路线为不拥挤：

所述的步骤三中人员速度V的计算方法为：