一种面向城市多点爆炸袭击的应急力量路径规划方法

本发明涉及隔振器结构件，具体涉及一种面向城市多点爆炸袭击的应急力量路径规划方法。

背景技术：

1、城市规模的扩大和人口密集使得恐怖袭击事件后果愈发严重，其中，爆炸袭击作为占比最高的恐怖袭击方式，其多点爆炸形式因目标多、范围广、影响大，已成为当代爆炸式恐怖袭击的主要活动方式。

2、多点爆炸袭击下的应急路径规划是应急响应的重要一环，旨在确保在多点爆炸袭击发生后，应急力量能够迅速、有效地到达到各个受影响点，以降低伤亡、减轻损失，并为当局制定预防措施提供有力支撑，由于恐怖袭击的复杂性，涉及多重因素，因此应急路径规划的研究需要综合多学科知识，深入探索涉爆场景下城市路网的通行状态，从而更有效地支持应急响应决策的制定。

3、当前在应急路径规划的研究中，面对多点爆炸袭击等突发事件，现有的路径规划模型无法完全适用，多点爆炸袭击的独特性，包括地点的分散性、爆炸事件原生次生及衍生影响、场景不确定性与突发性的需求，使得传统的路径规划方法难以直接应用，尽管部分模型提出了风险评估与路径规划相结合，但其所考虑的影响因素主要是运输车辆本身的燃爆风险。

4、因此如何有快速、合理、高效地规划应急路径，确保多点爆炸袭击事件后应急响应顺利完成，成为了一个重要课题。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种面向城市多点爆炸袭击的应急力量路径规划方法，用以解决多点爆炸袭击事件后，应急路径规划问题。

2、为解决上述问题，本发明的技术方案如下：一种面向城市多点爆炸袭击的应急力量路径规划方法，包括以下步骤：

3、(1)通过gis获取路网基础信息，所述路网基础信息包括道路设计速度、道路拥挤程度分级、各个路段不同拥挤程度下的通行速度；

4、(2)基于步骤(1)中的路网基础信息，分析获取路段发生交通事故概率的潮汐变化；

5、(3)基于步骤(1)中的路网基础信息，进行路段灵活性分析；

6、(4)基于步骤(1)中的路网基础信息，进行涉爆场景下路网数据影响分析，所述涉爆场景下路网数据影响分析包括有效事件场景筛选、事件影响范围计算、基于次生衍生分析的事件影响范围修正，通过所述有效事件场景筛选获得爆炸袭击事件链，基于所述爆炸袭击事件链推演分析爆炸事件后果，进行事件影响范围计算；

7、(5)在步骤(1)-(4)的基础上构建路阻函数，获得路径规划模型；

8、(6)采用改进a*算法对路径规划模型进行计算；

9、(7)获得路径优化方案，结束。

10、进一步，所述步骤(2)通过统计分析城市道路上的交通事故分布、交通规律的时段分布特征，获得路段交通事故概率的潮汐变化。

11、进一步，所述步骤(3)中路段灵活性为构成路网的各个节点相互连通的程度，包括路段长度、端结点连接其余路段数。

12、进一步，所述步骤(4)中事件影响范围计算包括：

13、根据爆炸作用原理通过推导修正，冲击波安全距离公式为：

14、

15、其中，w为爆炸物的tnt当量，小于150m的按150m划定影响范围；

16、基于冲击波安全距离公式及人体承受的超压小于0.02mpa，可得人体安全距离，综合现场工作的需要，可得影响范围ri，(r1、r2、r3…ri表示不同场景下的爆炸物影响范围)

17、根据能量相似计算等效装药的公式为

18、其中，r为距离爆炸中心的距离(m)，s为一个方向上传播的冲击波面积，

19、确定汽车炸弹的最小警戒范围ri，

20、进一步，所述步骤(4)中基于次生衍生分析的事件影响范围修正包括单一事件类型的修正，爆炸超压区间为[ai，bi]，则n为划分区间数，βi中i取值不同时代表不同的爆炸区间。

21、进一步，所述步骤(4)中基于次生衍生分析的事件影响范围修正还包括不同场景组合对应影响范围修正系数，μ1、μ2、μ3为事故权重系数，

22、权重系数大小可根据层次分析法确定，利用影响范围修正系数，对爆炸事件发生整体影响范围进行修正，则rk＝(1+αk)ri，

23、根据爆炸事件发生整体影响范围，放大最小影响范围1.5至2倍，获得事件疏散人群的影响范围，r′k＝τrk，其中，τ在[1.5-2.0]之间取值。

24、进一步，所述路阻函数为

25、

26、其中，di是路段i的长度，se是车辆的期望行驶速度，pi是路段i发生事故的概率，cdi是路段i终点处连接其他路段的数量，tq是事故带来的时间延误。

27、进一步，所述路阻函数的求解方法：采用熵值法对路阻函数求解权重系数包括以下步骤，

28、经过正向化和标准化处理过后构成数据矩阵r＝(rij)m×n，

29、对指标rj，信息熵为ej，

30、

31、当指标的信息熵ej较小时，反映了该指标的异变程度大，

32、计算权重：

33、若存在主观权重可以对ωj进行修正，得到更加准确的估计权值，

34、进一步，由所述路阻函数获得路径规划模型为

35、

36、进一步，所述改进a*算法求解步骤为，

37、基于a*算法的函数表达中，其一般形式f(n)＝g(n)+h(n)，

38、其中f(n)是经过节点n的总体代价值，g(n)是从出发点到节点n的实际累积代价，h(n)是从节点n到目标点的预估代价值，

39、转化a*算法的距离成本为时间成本，

40、其中g(n)是从起点到当前节点n的时间成本，e(n，d)是节点n到终点d的估计时间，选用欧式距离除以路网平均速度作为估计值，

41、引入时间优化目标函数，即：f(n，t)＝g(n，t)+h(n，t+g(n+t))，

42、其中g(n，t)是指t时刻从起点到当前节点n所用的时间成本，h(n，t+g(n+t))是当前节点n从t+g(n+t)时刻到目标节点的估计时间。

43、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：基于事件链技术，分析爆炸原生次生及衍生事件对路网的影响，综合考虑事件的潜在风险，更贴合多点涉爆场景下实际路网状态，提高路径规划的可靠性；

44、采用改进a*算法，可根据实时信息动态调整路径选择，从而确保在爆炸事件发生时，应急力量能够迅速、准确地找到最优路径，更加贴合实际涉爆场景。

技术特征：

1.一种面向城市多点爆炸袭击的应急力量路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的规划方法，其特征在于：所述步骤(2)通过统计分析城市道路上的交通事故分布、交通规律的时段分布特征，获得路段交通事故概率的潮汐变化。

3.根据权利要求1所述的规划方法，其特征在于：所述步骤(3)中路段灵活性为构成路网的各个节点相互连通的程度，包括路段长度、端结点连接其余路段数。

4.根据权利要求1所述的规划方法，其特征在于：所述步骤(4)中事件影响范围计算包括：

5.根据权利要求4所述的规划方法，其特征在于：所述步骤(4)中基于次生衍生分析的事件影响范围修正包括单一事件类型的修正，爆炸超压区间为[ai，bi]，则n为划分区间数，βi中i取值不同时代表不同的爆炸区间。

6.根据权利要求5所述的规划方法，其特征在于：所述步骤(4)中基于次生衍生分析的事件影响范围修正还包括不同场景组合对应影响范围修正系数，μ1、μ2、μ3为事故权重系数，

7.根据权利要求1所述的规划方法，其特征在于：所述路阻函数为

8.根据权利要求7所述的规划方法，其特征在于：所述路阻函数的求解方法：采用熵值法对路阻函数求解权重系数包括以下步骤，

9.根据权利要求8所述的规划方法，其特征在于：由所述路阻函数获得路径规划模型为

10.根据权利要求1所述的规划方法，其特征在于：所述改进a*算法求解步骤为，

技术总结本发明涉及反恐防爆应急技术领域，具体涉及一种面向城市多点爆炸袭击的应急力量路径规划方法包括以下步骤：(1)通过GIS获取路网基础信息；(2)分析获取路段发生交通事故概率的潮汐变化；(3)进行路段灵活性分析；(4)进行涉爆场景下路网数据影响分析(5)构建路阻函数，获得路径规划模型；(6)采用改进A*算法对路径规划模型进行优化；(7)获得路径优化方案，结束，本发明具有以下有益效果：基于事件链技术，分析爆炸原生次生及衍生事件对路网的影响，综合考虑事件的潜在风险，更贴合多点涉爆场景下实际路网状态，提高路径规划的可靠性；应急力量能够迅速、准确地找到最优路径，更加贴合实际涉爆场景。技术研发人员：袁梦琦,万佳维,端木维可,李润婉,马文辉,张姝雨,张宏,侯龙飞受保护的技术使用者：北京理工大学技术研发日：技术公布日：2024/9/9