一种车站疏散路径规划方法、装置、设备及存储介质与流程

本发明涉及计算机，具体而言，涉及一种车站疏散路径规划方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、随着城市交通的迅速发展，越来越多的人选择乘坐包括地铁、高铁、火车在内的交通工具出行，而车站作为乘客搭乘交通工具的载体，其结构及功能也越来越复杂和多样化。但是随着车站人流量和交通工具数量的增多，以及车站结构和功能的复杂化，随之而来发生紧急事件的可能性也会增大。而一旦发生紧急事件，车站内的乘客的生命安全可能会受到影响和威胁，因此，针对紧急事件为乘客规划疏散路线，以供乘客在发生紧急事件时能够及时进行疏散，尽可能的消除安全隐患，确保乘客的生命安全是至关重要的。

2、现有技术中，通常是以路径距离最短为目标进行紧急事件疏散路径的规划，即仅考虑疏散路径的距离长度，在车站范围内根据乘客的位置为其规划出到达离其最近的出口的疏散路径。但是在研究中发现，由于上述方案仅考虑了疏散路径的距离长度，其规划得到的最短疏散路径可能会由于路径中人流量过大、阻塞等原因导致疏散效率的降低，导致乘客需要花费较长时间才能够通过疏散路径到达出口完成疏散，降低了乘客的疏散效率。除此之外，以距离最短为目标规划得到的疏散路径还可能会经过紧急事件发生区域，或者是经过会受到紧急事件影响的区域，从而会导致得到的疏散路径存在安全隐患，降低该疏散路径的有效性。当乘客通过该疏散路径进行疏散时，可能会对乘客的生命安全造成威胁。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种车站疏散路径规划方法、装置、设备及存储介质，以提高得到的疏散路径的有效性和疏散效率，确保能够基于疏散路径进行安全高效的疏散。

2、第一方面，本技术实施例提供了一种车站疏散路径规划方法，所述方法包括：

3、基于车站空间信息和实时感知信息构建车站环境模型；

4、基于所述车站环境模型，将从疏散起点至车站出入口所包含的三维车站空间转化为若干二维空间层次的组合，得到待搜索空间层次集合；

5、基于车站环境模型为紧急事件配置的可通行区域和所述疏散起点，利用路径规划算法和乘客通行效率评估模型同步计算出所述待搜索空间层次集合中各待搜索空间层次的可选疏散子路径和各可选疏散子路径的通行时长；

6、基于相邻空间层次的连接关系和路径连贯性准则将各待搜索空间层次的可选疏散子路径进行遍历组合得到所述疏散起点的若干可选疏散路径；

7、基于各可选疏散子路径的通行时长从若干可选疏散路径中确定出目标车站出入口及对应的目标疏散路径。

8、可选地，所述基于所述车站环境模型，将从疏散起点至车站出入口所包含的三维车站空间转化为若干二维空间层次的组合，得到待搜索空间层次集合，包括：

9、基于所述车站环境模型划分车站空间层次得到若干二维空间层次，其中，将同一楼层划分为独立的二维空间层次，将相邻空间层次之间的立体空间区域划分为连接层次，各连接层次为独立的二维空间层次；

10、基于车站层级连接关系，确定各二维空间层次的起点集合和终点集合，其中，所述起点集合中各二维空间层次的起点为所述终点集合上一二维空间层次的终点，所述终点集合中各二维空间层次的终点为所述起点集合中下一二维空间层次的起点；

11、基于各车站出入口的客流密度对各车站出入口的通行条件进行评估，将评估结果为可通行的车站出入口作为路径终点集合，其中，对于各车站出入口，判断该车站出入口的客流密度是否超过该车站出入口的最大可通行客流密度阈值；若该车站出入口的客流密度超过该车站出入口的最大可通行客流密度阈值，将该车站出入口的通行条件的评估结果确定为不可通行；若该车站出入口的客流密度未超过该车站出入口的最大可通行客流密度阈值，将该车站出入口的通行条件的评估结果确定为可通行；

12、遍历所述路径终点集合中的各路径终点，将从路径起点到各路径终点经由的全部二维空间层次确定为待搜索空间层次集合，其中，所述路径起点为所述疏散起点。

13、可选地，所述基于车站环境模型为紧急事件配置的可通行区域，利用路径规划算法和乘客通行效率评估模型同步计算出所述待搜索空间层次集合中各待搜索空间层次的可选疏散子路径和各可选疏散子路径的通行时长，包括：

14、基于所述车站环境模型中的空间层次布局、设备运行状态及突发事件影响范围，确定各待搜索空间层次中的可通行区域；

15、对于各待搜索空间层次中，将该待搜索空间层次中的各起点分别作为各当前节点，在该待搜索空间层次中的可通行区域内开始并行进行路径搜索；

16、其中，对于各起点，将该起点作为当前节点，计算所述当前节点与各相邻可到达节点之间的路径代价值；

17、将各相邻可到达节点中路径代价值最小的目标节点作为所述当前节点的下一节点，并判断各相邻可到达节点中是否该待搜索空间层次中的任一终点；

18、若相邻可到达节点中包括该待搜索空间层次中的任一终点，则结束路径搜索，将路径搜索结果确定为该起点的可选疏散子路径；

19、若各相邻可到达节点中不包括该待搜索空间层次中的任一终点，则将所述当前节点的下一节点作为当前节点继续搜索下一节点，直至搜索到的相邻可到达节点中包括该待搜索空间层次中的任一终点，此时结束路径搜索，将路径搜索结果确定为该起点的可选疏散子路径；

20、基于所述乘客通行效率评估模型和各可选疏散子路径的路径长度确定出各可选疏散子路径的通行时长。

21、可选地，所述路径代价值的定义如下：

22、f(c)＝p(c)+q(c)；

23、

24、其中，f(c)是节点c的代价值，p(c)是从路径起点到节点c的实际代价值，q(c)是从节点c到路径终点的预估代价值，x、y分别为路径终点的横坐标和纵坐标，xc、yc分别为节点c的横坐标和纵坐标，v为利用所述乘客通行效率评估模型计算得到的乘客实际通行速度。

25、可选地，所述基于相邻空间层次的连接关系和路径连贯性准则将各待搜索空间层次的可选疏散子路径进行遍历组合得到所述疏散起点的若干可选疏散路径，包括：

26、将每两个相邻的待搜索空间层次中的前一待搜索空间层次中的终点位置与后一待搜索空间层次中的起点位置相同的可选疏散子路径进行连接，得到若干可选疏散路径。

27、可选地，所述方法还包括：

28、基于单位空间最大可通行客流密度和客流密度对乘客通行速度的影响系数构建所述乘客通行效率评估模型；

29、所述乘客通行效率评估模型为：

30、

31、其中，α为客流密度对乘客通行速度的影响系数，ρmax为所述单位空间最大可通行客流密度，p为实际客流密度，p0为客流密度对乘客通行速度产生影响的临界值，为成人步行平均速度，v为所述乘客实际通行速度；

32、所述基于各可选疏散子路径的通行时长从若干可选疏散路径中确定出目标车站出入口及对应的目标疏散路径，包括：

33、根据各可选疏散子路径的通行时长计算出各可选疏散路径的总通行时间；

34、基于通行时长最短原则，确定出所述目标车站出入口及对应的目标疏散路径。

35、可选地，所述空间信息包括车站三维地图和车站周边地理信息，所述实时感知信息包括车站紧急事件信息、车站设备运行状态和车站客流信息，所述车站客流信息包括车站实际客流密度；

36、在基于所述车站环境模型，利用乘客通行效率评估模型从若干可选疏散路径中确定出目标疏散路径后，所述方法还包括：

37、基于所述车站环境模型和所述目标疏散路径生成疏散路径引导媒体文件；

38、在所述疏散起点处将所述疏散路径引导媒体文件进行展示。

39、第二方面，本技术实施例提供了一种车站疏散路径规划装置，所述装置包括：

40、车站环境模型构建模块，基于车站空间信息和实时感知信息构建车站环境模型；

41、搜索空间层次集合确定模块，用于基于所述车站环境模型，将从疏散起点至车站出入口所包含的三维车站空间转化为若干二维空间层次的组合，得到待搜索空间层次集合；

42、子路径及通行时长确定模块，用于基于车站环境模型为紧急事件配置的可通行区域和所述疏散起点，利用路径规划算法和乘客通行效率评估模型同步计算出所述待搜索空间层次集合中各待搜索空间层次的可选疏散子路径和各可选疏散子路径的通行时长；

43、可选疏散路径确定模块，用于基于相邻空间层次的连接关系和路径连贯性准则将各待搜索空间层次的可选疏散子路径进行遍历组合得到所述疏散起点的若干可选疏散路径；

44、目标车站出入口确定模块，用于基于各可选疏散子路径的通行时长从若干可选疏散路径中确定出目标车站出入口及对应的目标疏散路径。

45、可选地，所述基于所述车站环境模型，将从疏散起点至车站出入口所包含的三维车站空间转化为若干二维空间层次的组合，得到待搜索空间层次集合，包括：

46、基于所述车站环境模型划分车站空间层次得到若干二维空间层次，其中，将同一楼层划分为独立的二维空间层次，将相邻空间层次之间的立体空间区域划分为连接层次，各连接层次为独立的二维空间层次；

47、基于车站层级连接关系，确定各二维空间层次的起点集合和终点集合，其中，所述起点集合中各二维空间层次的起点为所述终点集合上一二维空间层次的终点，所述终点集合中各二维空间层次的终点为所述起点集合中下一二维空间层次的起点；

48、基于各车站出入口的客流密度对各车站出入口的通行条件进行评估，将评估结果为可通行的车站出入口作为路径终点集合，其中，对于各车站出入口，判断该车站出入口的客流密度是否超过该车站出入口的最大可通行客流密度阈值；若该车站出入口的客流密度超过该车站出入口的最大可通行客流密度阈值，将该车站出入口的通行条件的评估结果确定为不可通行；若该车站出入口的客流密度未超过该车站出入口的最大可通行客流密度阈值，将该车站出入口的通行条件的评估结果确定为可通行；

49、遍历所述路径终点集合中的各路径终点，将从路径起点到各路径终点经由的全部二维空间层次确定为待搜索空间层次集合，其中，所述路径起点为所述疏散起点。

50、可选地，所述基于车站环境模型为紧急事件配置的可通行区域，利用路径规划算法和乘客通行效率评估模型同步计算出所述待搜索空间层次集合中各待搜索空间层次的可选疏散子路径和各可选疏散子路径的通行时长，包括：

51、基于所述车站环境模型中的空间层次布局、设备运行状态及突发事件影响范围，确定各待搜索空间层次中的可通行区域；

52、对于各待搜索空间层次中，将该待搜索空间层次中的各起点分别作为各当前节点，在该待搜索空间层次中的可通行区域内开始并行进行路径搜索；

53、其中，对于各起点，将该起点作为当前节点，计算所述当前节点与各相邻可到达节点之间的路径代价值；

54、将各相邻可到达节点中路径代价值最小的目标节点作为所述当前节点的下一节点，并判断各相邻可到达节点中是否该待搜索空间层次中的任一终点；

55、若相邻可到达节点中包括该待搜索空间层次中的任一终点，则结束路径搜索，将路径搜索结果确定为该起点的可选疏散子路径；

56、若各相邻可到达节点中不包括该待搜索空间层次中的任一终点，则将所述当前节点的下一节点作为当前节点继续搜索下一节点，直至搜索到的相邻可到达节点中包括该待搜索空间层次中的任一终点，此时结束路径搜索，将路径搜索结果确定为该起点的可选疏散子路径；

57、基于所述乘客通行效率评估模型和各可选疏散子路径的路径长度确定出各可选疏散子路径的通行时长。

58、可选地，所述路径代价值的定义如下：

59、f(c)＝p(c)+q(c)；

60、

61、其中，f(c)是节点c的代价值，p(c)是从路径起点到节点c的实际代价值，q(c)是从节点c到路径终点的预估代价值，x、y分别为路径终点的横坐标和纵坐标，xc、yc分别为节点c的横坐标和纵坐标，v为利用所述乘客通行效率评估模型计算得到的乘客实际通行速度。

62、可选地，所述基于相邻空间层次的连接关系和路径连贯性准则将各待搜索空间层次的可选疏散子路径进行遍历组合得到所述疏散起点的若干可选疏散路径，包括：

63、将每两个相邻的待搜索空间层次中的前一待搜索空间层次中的终点位置与后一待搜索空间层次中的起点位置相同的可选疏散子路径进行连接，得到若干可选疏散路径。

64、可选地，所述装置还包括：

65、乘客通行效率评估模型构建模块，用于基于单位空间最大可通行客流密度和客流密度对乘客通行速度的影响系数构建所述乘客通行效率评估模型；

66、所述乘客通行效率评估模型为：

67、

68、其中，α为客流密度对乘客通行速度的影响系数，ρmax为所述单位空间最大可通行客流密度，p为实际客流密度，p0为客流密度对乘客通行速度产生影响的临界值，为成人步行平均速度，v为所述乘客实际通行速度；

69、所述基于各可选疏散子路径的通行时长从若干可选疏散路径中确定出目标车站出入口及对应的目标疏散路径，包括：

70、根据各可选疏散子路径的通行时长计算出各可选疏散路径的总通行时间；

71、基于通行时长最短原则，确定出所述目标车站出入口及对应的目标疏散路径。

72、可选地，所述空间信息包括车站三维地图和车站周边地理信息，所述实时感知信息包括车站紧急事件信息、车站设备运行状态和车站客流信息，所述车站客流信息包括车站实际客流密度；

73、所述装置还包括：

74、媒体文件生成模块，用于在基于所述车站环境模型，利用乘客通行效率评估模型从若干可选疏散路径中确定出目标疏散路径后，基于所述车站环境模型和所述目标疏散路径生成疏散路径引导媒体文件；

75、媒体文件展示模块，用于在所述疏散起点处将所述疏散路径引导媒体文件进行展示。

76、第三方面，本技术实施例提供了一种计算机设备，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当计算机设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行上述第一方面中任一种可选地实施方式中所述的车站疏散路径规划方法的步骤。

77、第四方面，本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行上述第一方面中任一种可选地实施方式中所述的车站疏散路径规划方法的步骤。

78、本技术提供的技术方案包括但不限于以下有益效果：

79、本技术通过基于车站空间信息和实时感知信息构建车站环境模型，然后基于所述车站环境模型，将从疏散起点至车站出入口所包含的三维车站空间转化为若干二维空间层次的组合，得到待搜索空间层次集合，能够针对三维地图所需计算资源较大的问题及车站内空间层次分布的地理特征，通过对车站三维模型的空间特征分层及连接设计，使得站内三维路径规划分解为多层二维路径规划，采用并行计算的方式，在保证搜索全面、可靠、最优的基础上降低计算时间，极大地提高了路径搜索效率，满足应急疏散的实时性需求。

80、然后基于车站环境模型为紧急事件配置的可通行区域和所述疏散起点，利用路径规划算法和乘客通行效率评估模型同步计算出所述待搜索空间层次集合中各待搜索空间层次的可选疏散子路径和各可选疏散子路径的通行时长；基于相邻空间层次的连接关系和路径连贯性准则将各待搜索空间层次的可选疏散子路径进行遍历组合得到所述疏散起点的若干可选疏散路径；基于各可选疏散子路径的通行时长从若干可选疏散路径中确定出目标车站出入口及对应的目标疏散路径；通过上述步骤，能够基于紧急事件和实时客流感知的最优疏散路径检索方法，在以路径最短为目标的基础上，融合紧急事件影响区域及实时客流量以用时最短的原则计算最优疏散路径，优化了乘客疏散通行效率评估准确度，有效提高了枢纽车站的疏散效率。

81、最后本技术还能够以图形化、动态化形式向乘客展示当前紧急事件危险区域、站内不同空间区域的客流情况和最佳疏散路径演示，较纯文本形式的紧急信息提示更加直观，使乘客更加便捷地看到车站客流和最佳路线，提高乘客信息服务设备在紧急情况下对乘客的疏散引导作用，避免乘客在疏散过程中从众跟随导致局部区域客流激增。

82、为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。