一种基于室内外位置信息的船舶应急疏散方法与流程

技术特征：
1.一种基于室内外位置信息的船舶应急疏散方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：a、构建船舶拓扑结构图；b、先利用zigbee协议所构建的无线传感器网络对危险信息进行检测，得出危险位置，再通过相邻时刻危险位置的变化得出危险速度，然后将危险位置和危险速度作为危险信息整合到船舶拓扑结构图中；通过bds确定船舶室外的船上人员位置与救生物资位置，通过wifi确定船舶室内的船上人员位置与救生物资位置，然后通过船上人员位置确定船上人员速度，通过救生物资位置确定救生物资数量；c、根据船舶拓扑结构图、危险信息、船上人员位置、船上人员速度、救生物资位置、救生物资数量得到疏散路径所需的约束条件和影响因素；d、通过约束条件和影响因素得到两个疏散目的地，即物资点位置和疏散出口位置，将物资点位置和疏散出口位置通过手机或者手环发送给船上人员进行逃生。2.根据权利要求1所述的一种基于室内外位置信息的船舶应急疏散方法，其特征在于：步骤a中，所述船舶拓扑结构图由节点和链路构成，所述节点包括关键节点、物资节点和出口节点，各节点通过链路连接，所述关键节点是指对疏散产生影响的节点，所述物资节点是指救生物资所在的位置，所述出口节点是指救生艇或救生筏所在的位置，所述链路是指船上人员逃生时能够行走的路线。3.根据权利要求2所述的一种基于室内外位置信息的船舶应急疏散方法，其特征在于：步骤b中，所述无线传感器网络由多个传感器模块组成，所述传感器模块由cc2530f256上装载ds18b20温度传感器、dht11温湿度传感器、mq
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2烟雾传感器构成，ds18b20温度传感器、dht11温湿度传感器、mq
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2烟雾传感器分别检测船舶的着火位置、进水区域、烟雾毒气范围。4.根据权利要求3所述的一种基于室内外位置信息的船舶应急疏散方法，其特征在于：步骤b中，在走廊中，每隔10m布设一个传感器模块；在密闭空间中，若不存在阻碍移动的障碍物，则在密闭空间的中心点处布置传感器模块；若存在阻碍移动的障碍物，则将密闭空间的墙壁轮廓和障碍物的外轮廓线勾勒出来，在两个障碍物的外轮廓线的中间点以及障碍物外轮廓线与墙壁轮廓的中间点布置传感器模块；在门口、楼梯、拐弯处、物资节点、出口节点都布设一个传感器模块。5.根据权利要求2所述的一种基于室内外位置信息的船舶应急疏散方法，其特征在于：步骤b中，在登船前，给船上人员发放手环，记录船上人员信息，并对其进行编号，船上人员信息整合成姓名、性别、年龄、伤残与否的形式，在危险发生时，通过bds和wifi对手环进行定位，得到编号以及船上人员信息；根据船上人员生理信息确定船上人员移动速度的规则为：对于男性船上人员：10岁以下，移动速度为0.75m/s；10岁至45岁，移动速度为1 m/s；45岁至65岁，移动速度为0.9 m/s；65岁以上，移动速度为0.75 m/s；对于女性船上人员：10岁以下，移动速度为0.75m/s；10岁至45岁，移动速度为0.95 m/s；45岁至65岁，移动速度为0.8 m/s；65岁以上，移动速度为0.7 m/s；伤残人员的移动速度为正常人员移动速度的三分之一；船舶发生横倾时的船上人员逃生速度为：
；船舶发生纵倾时的船上人员逃生速度为：；其中，为船舶横倾或者纵倾时的倾斜角度；船上人员速度为：。6.根据权利要求5所述的一种基于室内外位置信息的船舶应急疏散方法，其特征在于：步骤b中，所述救生物资数量根据救生物资当前位置和救生物资起始位置是否相同判断，若救生物资当前位置与救生物资起始位置不同，则判断该救生物资被占用。7.根据权利要求6所述的一种基于室内外位置信息的船舶应急疏散方法，其特征在于：步骤c中，所述影响因素为：节点之间的距离、节点的排队时长、到达节点后的倾覆风险；节点的排队时长为：；其中，为当前节点与所选物资节点或者所选出口节点之间的距离，为船上人员速度，为节点的排队人数，为疏散路径中最小通过能力节点所对应的通过能力；到达节点后的倾覆风险为：；其中，为当前节点到所选物资节点再到出口节点中节点段的个数，为节点的排队人
数，为每个节点段的路径长度，为节点处对倾覆风险的容忍能力，为船上人员速度，为当前节点与所选物资节点之间的距离，为所选物资节点与出口节点之间的距离。8.根据权利要求7所述的一种基于室内外位置信息的船舶应急疏散方法，其特征在于：步骤c中，约束条件为：通过能力约束：；其中，为船舶拓扑结构图中所有节点通过能力的汇总表，为疏散路径中最小通过能力节点所对应的通过能力，为节点的排队人数；时间约束：；；；其中，为船上人员疏散时间，为当前节点与所选物资节点之间的距离，为所选物资节点与出口节点之间的距离，为船上人员速度，为疏散截止时间，为有效波高的周期；为有效波高，通过雷达来测量；参数和参数通过使用相同周期的更高波浪的仿真来获取；危险障碍约束：；其中，为时刻船上人员移动到的节点，为时刻危险移动到的节点；必备救生物资数量约束：；其中，为时刻选择去某节点处拿救生物资的人数，为某节点处剩余救生物资的数量。9.根据权利要求8所述的一种基于室内外位置信息的船舶应急疏散方法，其特征在于：步骤c中，危险传播到其相邻节点或相邻路线的时间为：；其中，为危险节点到疏散路径的距离，为危险节点向疏散路径移动的速度，为正常节点和正常节点确定疏散路径与危险节点和正常节点连线的夹角。10.根据权利要求9所述的一种基于室内外位置信息的船舶应急疏散方法，其特征在于：步骤d中，构建疏散路径评价函数：
；其中，、、、为影响因素的权重，为当前节点与所选物资节点之间的距离，为所选物资节点与出口节点之间的距离，为节点的排队时长，为到达节点后的倾覆风险；选择评价函数数值最低的一个解，得到一个物资点位置和一个疏散出口位置。

技术总结
一种基于室内外位置信息的船舶应急疏散方法，包括以下步骤：A、构建船舶拓扑结构图；B、先利用无线传感器网络对危险信息进行检测，得出危险位置，再通过相邻时刻危险位置的变化得出危险速度，然后将危险位置和危险速度作为危险信息整合到船舶拓扑结构图中；通过BDS确定船舶室外的船上人员信息与救生物资信息，通过WiFi确定船舶室内的船上人员信息与救生物资信息；C、根据船舶拓扑结构图、危险信息、船上人员信息、救生物资信息得到疏散路径所需的约束条件和影响因素；D、通过约束条件和影响因素得到物资点位置和疏散出口位置，并将其发送给船上人员进行逃生。本设计提高了疏散逃生成功率。率。率。


技术研发人员：陈默子 张艺瀚 刘克中 杨星 马玉亭 郑凯 曾小玲 裴大帅
受保护的技术使用者：武汉理工大学
技术研发日：2021.11.03
技术公布日：2021/11/30