[发明专利]室外应急导向路径指示方法

权利要求书

1.一种室外应急导向路径指示方法，其特征在于，包括以下步骤：

S10，对群体疏散时间影响较大的因素包括人员特征和路径特征，对各特征因素在合理范围内随机取值，利用室外群体疏散行为模型进行模拟得到疏散时间；

S20，将得到的数据进行分组，针对每组数据，通过sklearn库的split函数，将每组数据划分为训练数据75％和测试数据25％；

S30，通过数据特征与预测结果的关系初步判断，选择线性回归预测方法建立预测模型，采用最小二乘法构建损失函数，利用python的scikit-learn构建模型，优化过程中采用最小梯度法，以相对误差构建评价函数，并利用测试数据计算得出结论，得到各自适应的相对误差衡量值，得到预测时间参数矩阵，建立时间预测模型；

S40，基于室外应急疏散时间预测模型，对路径的选择规划进行分析：

t_s＝t(l_s,w_s,n,p)

其中：

t_s--仅以最短路径进行疏散的预计疏散时间，s；

l_s，w_s-最短疏散路径长度、宽度，m；

t_d--以两条路径进行疏散的预计疏散时间，s；

l_c，w_c-备选疏散路径长度、宽度，m；

N——疏散路径规划数量；

n——路口前10米内疏散人员数量；

p——体能较差人员所占比例，％。

2.如权利要求1所述的室外应急导向路径指示方法，其特征在于，所述室外群体疏散行为模型以作用力为基础，假定人在疏散过程中，x方向受到自身向前疏散力的作用F，同时受到空气、道路对其向后的综合阻力f以及其前方人员对其施加的向后的作用力fp；y方向受到路边或左右侧人的作用，为模型简化需要，该作用以瞬时力的形式存在，即仅影响人在y的疏散方向，不影响其y方向的疏散速度大小，

沿x方向第i个人当前时刻的疏散加速度为：

其中：

a_i——第i个人前进方向的加速度，m/s²；

P——疏散人员集合；

w——疏散人员肩宽，取0.5m；

v_i、v_j——第i、j个人前进方向的速度，m/s；

x_i、x_j——第i、j个人前进方向的位置坐标，m；

y_i、y_k——第i、k个人垂直前进方向的位置坐标，m；

v_mi——第i个人前进方向的最大速度，m/s；

t_mi——第i个人由静止加速至1m/s所用时间，取0.2～1.2s；

利用python的tkinter编程将该模型进行界面化实现。

3.如权利要求1所述的室外应急导向路径指示方法，其特征在于，按照疏散路径长度将得到的数据进行分组。

4.如权利要求1所述的室外应急导向路径指示方法，其特征在于，相对误差计算如下：

其中：

δ_i——第i个预测的相对误差；

y_reali——第i个疏散时间仿真值；

y_predi——第i个疏散时间预测值；

Δ——相对误差衡量值；

n₂——验证数据集的数据量；

N_i——离散化函数；

S——求平均值函数。

5.如权利要求1所述的室外应急导向路径指示方法，其特征在于，预测时间参数矩阵为：

其中W为权重向量，b为截距。

6.如权利要求5所述的室外应急导向路径指示方法，其特征在于，根据预测时间参数矩阵得到的时间预测模型为：

其中：

t--预计疏散时间，s；

l--疏散路径长度，m；

w₂--疏散路径宽度，m；

n–-路口前10米内疏散人员数量；

p--体能较差人员所占比例，％。