基站所覆蓋的區(qū)域?qū)希蛔詈?，對所有不同區(qū)域，分別進行人口分布特點數(shù)據(jù)挖掘，得出不同區(qū)域任意時段人口分布特征。據(jù)此，結合該城市的靜態(tài)人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)，得出任一時段，任一基站所在區(qū)域的總?cè)丝?。這也就是我們的實時動態(tài)人口分布數(shù)據(jù)。這里需要提示的是，手機使用數(shù)據(jù)和實際人口的數(shù)量是有一定差別的，這可以根據(jù)傳統(tǒng)人口統(tǒng)計和實際手機使用數(shù)據(jù)進行分析，使手機使數(shù)據(jù)和實際人口更好地結合起來，比如，某區(qū)域內(nèi)實際統(tǒng)計人口和該區(qū)域手機基站統(tǒng)計到的數(shù)據(jù)比例，參照多個區(qū)域情況進行分析，得到手機使數(shù)據(jù)與實際人口的對應數(shù)據(jù)。
[0047]3)利用受災區(qū)域判斷子系統(tǒng)劃定疏散點做為所有人的疏散終點。參見圖3，先是從相關部門獲得災害發(fā)生的類型、級別(強度)和地理位置，如洪水、海嘯、地震等類型的災害發(fā)生時，再選擇相應模塊，即應對不同的自然災害的處理方式，運用特定災害生成模塊模擬生成受災區(qū)域，結合GIS地圖信息子系統(tǒng)提供的信息，主要根據(jù)受災點及相應區(qū)域GIS中的等高線來初步判定實際受災區(qū)域，然后再選取其中面積最大的幾個非受災區(qū)域作為安全疏散點(該疏散點是原規(guī)劃中的疏散點)。還可以將受災區(qū)域根據(jù)基站位置進行小區(qū)域劃分，再根據(jù)小區(qū)域來劃定疏散目的地區(qū)域數(shù)據(jù)。
[0048]4)利用疏散仿真子系統(tǒng)根據(jù)以上獲取的GIS地圖信息、人員實時分布信息和災害區(qū)域判斷信息，計算人員疏散路徑和全體人員疏散方案。如圖4所示，假定每一個人都是一個智能體，每個智能體都有年齡、心理狀態(tài)等自身屬性，這些都將影響到他們的最大疏散速度。其中安全疏散區(qū)域就是智能體的終點，每個智能體都有自己的終點，它將根據(jù)后面的路徑規(guī)劃算法來確定。在智能體疏散仿真的過程中，智能體需要考慮到與其它智能體，還有障礙物之間的關系。智能體不能穿過障礙物，在遇到其它智能體的時候要采取避讓措施。路很窄人很多的時候，智能體之間會發(fā)生擁堵，此時有部分智能體會選擇繞道走。以上這些都是本方案中所設定的疏散規(guī)則。本實施例中城市的道路假想成一個有權重的網(wǎng)絡拓撲結構。每條路作為一根線，線和線之間通過點來連接，點也就是實際當中的路口，每條路都有自己相應的負載能力，負載能力作為一個權值加到每條線上。本實施例采取網(wǎng)絡最大流算法，來進行全局優(yōu)化路徑規(guī)劃，它在考慮道路負載能力的同時，讓所有的智能體以最快的速度到達終點，可以得出不同時間段的主要路口人員密度狀況及各小區(qū)域內(nèi)人員疏散終點及路徑相應數(shù)據(jù)。相比于A*最短路徑算法，這個算法是全局最優(yōu)的，它能兼顧整體的疏散效率，較好解決疏散產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)問題。
[0049]根據(jù)以上所提供的信息，并進一步計算，最終將生成最優(yōu)方案以供防災救災決策，本實施例方法還提供疏散方案生成與發(fā)布子系統(tǒng)，用于將疏散仿真子系統(tǒng)計算的結果生成最佳的疏散方案并發(fā)布。如圖5所示，在災害發(fā)生的瞬間，通過基站發(fā)送各小區(qū)域內(nèi)人員疏散終點及路徑等疏散指引信息(終點及具體路徑信息)，給其覆蓋區(qū)域內(nèi)的個人，如使用短信方式；如，根據(jù)不同時間段的主要路口人員密度狀況，根據(jù)人員密度情況設置人工交通指引，主要是在人口稠密主要擁堵路口進行，還可以在基站覆蓋小區(qū)域主要路口設置人員運輸車并確定數(shù)量；根據(jù)疏散仿真產(chǎn)生的結果(各個疏散終點區(qū)域的人口及其密度)設定救護車數(shù)量等。另外，為了更清晰形象地展示輸出的最終疏散方案，本發(fā)明還包括三維渲染子系統(tǒng)，用于將生成的最佳方案渲染成三維模型，可以進一步提高防災救災指揮部的工作效率。
[0050]據(jù)此還可以得到一種基于移動手機數(shù)據(jù)的實時城市應急疏散仿真系統(tǒng)，如圖1所示，該仿真包括以下子系統(tǒng):
[0051]GIS地圖信息子系統(tǒng)1:用于獲取GIS地圖信息，包括城市地理要素和要素間關系信息；
[0052]人員實時分布挖掘子系統(tǒng)2:通過移動手機數(shù)據(jù)結合GIS地圖信息子系統(tǒng)獲取的信息計算人員實時分布信息；
[0053]受災區(qū)域判斷子系統(tǒng)3:確定災害類型、級別和受災地理位置后，劃定疏散點做為所有人的疏散終點；
[0054]疏散仿真子系統(tǒng)4:根據(jù)以上獲取的GIS地圖信息、人員實時分布信息和災害區(qū)域判斷信息，計算人員疏散路徑和全體人員疏散方案；
[0055]疏散方案生成與發(fā)布子系統(tǒng)5，用于將疏散仿真子系統(tǒng)4計算的結果生成最佳的疏散方案并發(fā)布；
[0056]三維渲染子系統(tǒng)6,用于將生成的最佳方案渲染成三維模型。
[0057]以上各子系統(tǒng)的功能及相互之間的關系已經(jīng)在仿真方法中詳細描述，這里不再贅述。
[0058]盡管已經(jīng)參照其示例性實施例具體顯示和描述了本發(fā)明，但是本領域的技術人員應該理解，在不脫離權利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對其進行形式和細節(jié)上的各種改變。
【主權項】
1.基于移動手機數(shù)據(jù)的實時城市應急疏散仿真方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)利用GIS地圖信息子系統(tǒng)獲取GIS地圖信息，其中GIS地圖信息包括城市地理要素和要素間關系信息； 2)利用人員實時分布挖掘子系統(tǒng)通過移動手機數(shù)據(jù)結合GIS地圖信息計算人員實時分布信息； 3)確定災害類型、級別和受災地理位置后，利用受災區(qū)域判斷子系統(tǒng)劃定疏散點做為所有人的疏散終點； 4)利用疏散仿真子系統(tǒng)根據(jù)以上獲取的GIS地圖信息、人員實時分布信息和災害區(qū)域判斷信息，計算人員疏散路徑和全體人員疏散方案。
2.根據(jù)權利要求1所述的應急疏散仿真方法，其特征在于，還包括疏散方案生成與發(fā)布子系統(tǒng)，用于將疏散仿真子系統(tǒng)計算的結果生成最佳的疏散方案并發(fā)布。
3.根據(jù)權利要求2所述的應急疏散仿真方法，其特征在于，還包括三維渲染子系統(tǒng)，用于將生成的最佳方案渲染成三維模型。
4.根據(jù)權利要求1所述的應急疏散仿真方法，其特征在于，所述地理要素包括道路、建筑、山地、湖泊、河流；要素間關系信息是將所有道路交接處視為一個點，所有道路都是相鄰兩點的連線。
5.根據(jù)權利要求4所述的應急疏散仿真方法，其特征在于，所述每條道路根據(jù)負載能力給定一個權值，形成拓撲路徑圖。
6.根據(jù)權利要求1所述的應急疏散仿真方法，其特征在于，所述人員實時分布挖掘子系統(tǒng)獲取人員實時分布信息為:按生活、工作作息時間將一天分為多個時間段，統(tǒng)計在某個時間段內(nèi)在相應區(qū)域內(nèi)人員使用手機的時間、位置以及相應的手機號，以若干天為一個周期將該相同時間段的數(shù)據(jù)進行疊加，得到某個時間段人員的實時分布信息。
7.根據(jù)權利要求6所述的應急疏散仿真方法，其特征在于，所述周期為七天。
8.根據(jù)權利要求1所述的應急疏散仿真方法，其特征在于，所述受災區(qū)域判斷子系統(tǒng)根據(jù)受災地理位置及相應區(qū)域GIS中的等高線來初步判定實際受災區(qū)域，然后再選取其中面積最大的幾個非受災區(qū)域作為安全疏散點。
9.根據(jù)權利要求1所述的應急疏散仿真方法，其特征在于，所述疏散仿真子系統(tǒng)將獲得的人員實時分布信息按區(qū)域人員結構將模擬為每個人員都有相應的年齡、心理狀態(tài)。
10.一種基于移動手機數(shù)據(jù)的實時城市應急疏散仿真系統(tǒng)，其特征在于，包括以下子系統(tǒng): GIS地圖信息子系統(tǒng):用于獲取GIS地圖信息，包括城市地理要素和要素間關系信息； 人員實時分布挖掘子系統(tǒng):通過移動手機數(shù)據(jù)結合GIS地圖信息子系統(tǒng)獲取的信息計算人員實時分布信息； 受災區(qū)域判斷子系統(tǒng):確定災害類型、級別和受災地理位置后，劃定疏散點做為所有人的疏散終點； 疏散仿真子系統(tǒng):根據(jù)以上獲取的GIS地圖信息、人員實時分布信息和災害區(qū)域判斷信息，計算人員疏散路徑和全體人員疏散方案。
11.根據(jù)權利要求10所述的應急疏散仿真系統(tǒng),其特征在于,還包括疏散方案生成與發(fā)布子系統(tǒng)，用于將疏散仿真子系統(tǒng)計算的結果生成最佳的疏散方案并發(fā)布。
12.根據(jù)權利要求11所述的應急疏散仿真系統(tǒng)，其特征在于，還包括三維渲染子系統(tǒng)，用于將生成的最佳方案渲染成三維模型。
13.根據(jù)權利要求10所述的應急疏散仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述地理要素包括道路、建筑、山地、湖泊、河流；要素間關系信息是將所有道路交接處視為一個點，所有道路都是相鄰兩點的連線。
14.根據(jù)權利要求13所述的應急疏散仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述每條道路根據(jù)負載能力給定一個權值，形成拓撲路徑圖。
15.根據(jù)權利要求10所述的應急疏散仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述人員實時分布挖掘子系統(tǒng)獲取人員實時分布信息為:按生活、工作作息時間將一天分為多個時間段，統(tǒng)計在某個時間段內(nèi)在相應區(qū)域內(nèi)人員使用手機的時間、位置以及相應的手機號，以若干天為一個周期將該相同時間段的數(shù)據(jù)進行疊加，得到某個時間段人員的實時分布信息。
16.根據(jù)權利要求15所述的應急疏散仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述周期為七天。
17.根據(jù)權利要求10所述的應急疏散仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述受災區(qū)域判斷子系統(tǒng)根據(jù)受災地理位置及相應區(qū)域GIS中的等高線來初步判定實際受災區(qū)域，然后再選取其中面積最大的幾個非受災區(qū)域作為安全疏散點。
18.根據(jù)權利要求10所述的應急疏散仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述疏散仿真子系統(tǒng)將獲得的人員實時分布信息按區(qū)域人員結構將模擬為每個人員都有相應的年齡、心理狀態(tài)。
【專利摘要】一種基于移動手機數(shù)據(jù)的實時城市應急疏散仿真方法，包括：1）利用GIS地圖信息子系統(tǒng)獲取GIS地圖信息；2）利用人員實時分布挖掘子系統(tǒng)通過移動手機數(shù)據(jù)結合GIS地圖信息子系統(tǒng)獲取的信息計算人員實時分布信息；3）確定災害類型、級別和受災地理位置后，利用受災區(qū)域判斷子系統(tǒng)劃定疏散點做為所有人的疏散終點；4）利用疏散仿真子系統(tǒng)根據(jù)以上獲取的GIS地圖信息、人員實時分布信息和災害區(qū)域判斷信息，計算人員疏散路徑和全體人員疏散方案。本發(fā)明通過手機通信數(shù)據(jù)挖掘方法，得出人口動態(tài)分布點。將此種方法與城市疏散仿真相結合，得到疏散發(fā)生前整個城市的人口狀態(tài)。保證了城市疏散仿真結果的科學性、準確性，并為之后的疏散方案決策提供有效依據(jù)。
【IPC分類】G06F17-50, G06F17-30, H04L29-08
【公開號】CN104750895
【申請?zhí)枴緾N201310746786
【發(fā)明人】於琦, 胡金星, 尹凌, 張寶運, 任鵬
【申請人】深圳先進技術研究院
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2013年12月30日