一种应用协同优化策略的有组织疏散方案

随着城市化建设水平的不断提高,城市结构日趋复杂,给城市应急疏散的设计和实施带来困难和挑战。针对复杂城市道路网络中高密度人群的多出口疏散问题,以疏散时长和拥堵时长为优化目标,提出了一种基于协同优化的有组织疏散方案。首先,对道路网络和疏散人群进行建模;接着,为每个疏散组分配疏散出口和最短路线;然后,针对出口占用不平衡问题,对部分疏散组的出口进行协同再分配;最后,应用协同优化策略,根据道路拥堵情况计算疏散组的最快路线。模拟实验分析了多出口和多人数因素对疏散效果的影响,揭示了所提方案的有用性。与已有方案的对比实验表明,所提方案在疏散总时长和平均拥堵时长等指标上具有明显优势。     

改进A?的高层建筑逃生路径规划算法研究

针对高层建筑内部结构复杂，发生火灾时没有疏散引导情况，逃生通道极易发生拥堵导致疏散效率降低的问题，本文基于对A*算法的改进，提出了高层建筑逃生路径规划算法。该算法以高层建筑内部路网节点为关键要素，综合火灾发生位置、人员密度、人员数量等因素，从逃生终点优化分配、节点扩展优化、权值优化3个方面进行改进，实现了火灾发生时高层建筑内部的逃生路径规划，并以某高层建筑为例，验证了本文算法的可行性。     

考虑实时路况反馈的动态路径规划算法研究

针对现有的路径规划算法在应对突发事件人员车辆疏散过程中没有考虑实时交通拥堵路况反馈因素,降低了疏散路径方案的有效性问题,该文提出了一种引入实时路况的动态疏散路径规划算法。首先将动态路网中的实时路况信息建模和量化,构建实时动态的旅行时间矩阵,然后利用交通预测模型改进的动态蚁群算法求解全局疏散时间最小化、道路网利用率最大化的最优路径。采用改进的动态蚁群算法构建的动态路径规划方法,能在交通拥堵区和动态路网阻抗变化后快速更新路线,较好地平衡了疏散过程中的全局疏散时间与局部拥堵间的矛盾。实验结果表明,当交通拥堵级别增加时,相比现有的路径规划算法,本文的方法分别减少18%的平均疏散时间和11%的总旅行时间,增加26%的路网利用率。     

利用反向流和冲突消除进行人车混行疏散路网优化

城市突发事件时人员会选择不同的交通方式（步行、驾车等）进行疏散,在交叉口处极易出现人车混行。提出了一种利用反向流和冲突消除策略的人车混行疏散路网优化方法,对主要疏散路径进行人、车流的反向以扩大通行能力,并在交叉口处禁止人、车的部分转向来进行人车分流以消减人车冲突。建立了以平均疏散时间和平均疏散路径长度最小为目标的优化模型,并利用遗传算法求解最优的人车分流方案。以武汉市2 km范围内的路网为例进行实验,并针对不同的人车混合比例进行模型敏感性分析。结果表明,所提方法能通过人车混行网络设计提高疏散效率,在行人比例较高的情况下,平均疏散时间及疏散路径长度的改善较明显。     

基于虚拟现实的蒸气云爆炸事故逃生路径模拟研究

以某化学制药厂为例,基于ArcGIS空间数据结构上,采用C#开发语言在ArcGlobe基础之上进行二次开发,实现了应急疏散路径的生成.并在三维模型GIS系统中实现可视化.通过GIS空间网络分析功能,结合三维展示系统,直观地将最短路径及最佳疏散路径展示出来.本文对在快速救援指挥中分配与管理救援人员,迅速采取措施,加快救援速度,防止发生二次事故,最大程度上降低生命财产损失十分有利,同时也为决策者制定救援方案提供了科学依据.     

大型网络中容量受限的疏散路径规划方法

针对启发式算法利用Dijkstra算法求解大型动态网络中疏散路径规划问题时,存在疏散时间长、稳定性差等不足,该文提出了一种改进CCRP的方法,即用蚁群算法替代Dijkstra算法求解最优路径,进而减少疏散时间,增加估算疏散时间的精确性。实验表明,该方法能够在大型动态网络下实现路网容量受限的疏散路径规划有效求解,具有疏散时间短、疏散路径少、线性关系强等特点,相比原有CCRP算法更能满足实际疏散的需要。在寻找最优路径上采用蚁群算法求解,相比贪心算法更能支持全局最优、并行计算、疏散效率更高,在支持路况信息实时更新、大规模人群快速疏散、及时调整疏散路线等方面更具优势。     

城市人口疏散网络中路线选择的最优化分析

路线的选择是城市人口疏散过程中的一项重要工作,本文从疏散网络的视角,对人口疏散路线的选择进行了系统研究。提出了四种疏散路径分配模型,并对疏散路径的最优化进行了分析,构建了无约束的疏散网络模型,实现了疏散路径的最优化,具有一定的实用价值。     

利用GPS轨迹二次聚类方法进行道路拥堵精细化识别

针对当前在精细识别道路拥堵时空范围方面研究的不足,提出一种利用GPS轨迹的二次聚类方法,通过快速识别大批量在时间、空间上差异较小且速度相近的轨迹段,反映出道路交通状态及时空变化趋势,并根据速度阈值确定拥堵状态及精细时空范围。首先将轨迹按采样间隔划分成若干条子轨迹,针对子轨迹段提出相似队列的概念,并设计了基于密度的空间聚类的相似队列提取方法,通过初次聚类合并相似子轨迹段,再利用改进的欧氏空间相似度度量函数计算相似队列间的时空距离,最后以相似队列为基本单元,基于模糊C均值聚类的方法进行二次聚类,根据聚类的结果进行交通流状态的识别和划分。以广州市主干路真实出租车GPS轨迹数据为例,对该方法进行验证。实验结果表明,该二次聚类方法能够较为精细地反映城市道路的拥堵时空范围,便于管理者精准疏散城市道路拥堵,相比直接聚类方法可以有效提升大批量轨迹数据的计算效率。     

顾及道路风险的应急疏散路径规划方法

突发自然灾害下的道路网络存在安全隐患,安全性成为应急疏散中首先要考虑的因素。当前对应急疏散的研究主要集中在疏散效率方面,对疏散的安全性、道路风险的考虑仍然存在不足。针对这一问题,从路径的可靠性角度考虑道路风险因素,建立了基于时间和道路风险的路径可靠性度量模型,进而提出了顾及道路风险的应急疏散路径规划方法。为检验方法的有效性,选择位于地质灾害多发区的四川茂县为研究区进行实验分析。结果表明,该方法得到的受灾点人员与应急避难场所之间的分配关系合理,所规划路径有效地避开了风险较高的道路,该方法稳定、可靠,可以为城市的应急疏散体系建设提供科学参考。     

基于虚拟眼动实验的指向型应急疏散标识布局优化方法

应急疏散标识是逃生人员能否安全逃生的关键因素之一,但其布局的合理性需要进一步的定量优化研究。以办公楼为实验区,借助虚拟眼动实验,分析了实验区指向型应急疏散标识布局的不合理之处;同时设计有效的修改优化方案,提升了应急疏散标识的指向作用。设计了两组虚拟眼动疏散实验,每组实验由两个实验构成,其中实验组1使用真实疏散标识布局,实验组2作为验证实验,使用修改后的疏散标识布局。对比实验结果可得,实验组2的两个实验较实验组1的疏散时间分别缩短了30.28%和30.99%,期望疏散距离分别缩短了42.67%和40.06%,疏散时间和期望疏散距离均明显改善。实验结果与数据分析证明了实验区域内指向型应急疏散标识修改方法和修改方案的有效性。同时创建了一套新的指向型应急疏散标识布局优化方法和流程。     

A Multi‐Objective,Multi‐Criteria Approach to Improve Situational Awareness in Emergency Evacuation Routing Using Mobile Phone Data

Emergency services personnel face risks and uncertainty as they respond to natural and anthropogenic events. Their primary goal is to minimize the loss of life and property, especially in neighborhoods with high population densities, where response time is of great importance. In recent years, mobile phones have become a primary communication device during emergencies. The portability of cell phones and ease of information storage and dissemination has enabled effective implementation of cell phones by first responders and one of the most viable means of communication with the population. Using cellular location data during evacuation planning and response also provides increased awareness to emergency personnel. This article introduces a multi‐objective, multi‐criteria approach to determining optimum evacuation routes in an urban setting. The first objective is to calculate evacuation routes for individual cell phone locations, minimizing the time it would take for a sample population to evacuate to designated safe zones based on both distance and congestion criteria. The second objective is to maximize coverage of individual cell phone locations, using the criteria of underlying geographic features, distance and congestion. In summary, this article presents a network‐based methodology for providing additional analytic support to emergency services personnel for evacuation planning.     

基于泛在网信息的城市应急疏散决策研究

实时动态信息对城市应急疏散决策有着至关重要的意义,泛在网的发展使得获取城市实时动态信息变成现实.文中在分析城市应急疏散决策与泛在网特点的基础上,提出基于泛在网信息的城市应急疏散决策,设计基于泛在网的城市应急疏散决策概念模型,模型包含泛在感知层、泛在网络层、数据处理层、应用模型层、决策应用层.     

顾及时空异质性的缺失数据时空插值方法

时空插值方法被广泛应用于缺失时空数据集的插值与估计。时空插值是时空建模与分析的一个重要内容,当前该研究关注的热点之一是异质条件下的时空插值与估计问题。因此,本文从时空数据的异质性出发,提出了一种顾及时空异质性的缺失数据时空插值方法。该方法首先对数据集进行时空分区,然后分别在时间和空间按照异质协方差模型计算缺失数据的估计值,进而利用相关系数确定时空权重、融合时间和空间估计值得到缺失数据的最终估计结果。最后通过两组气象数据集进行交叉验证对比分析试验。试验结果表明本文方法对比其他插值方法具有更高的精度和适用性。     

A Space-Time GIS Approach to Exploring Large Individual-based Spatiotemporal Datasets

The increasing number of large individual-based spatiotemporal datasets in various research fields has challenged the GIS community to develop analysis tools that can efficiently help researchers explore the datasets in order to uncover useful information. Rooted in Hägerstrand's time geography, this study presents a generalized space-time path (GSTP) approach to facilitating visualization and exploration of spatiotemporal changes among individuals in a large dataset. The fundamental idea of this approach is to derive a small number of representative space-time paths (i.e. GSTPs) from the raw dataset by identifying spatial cluster centers of observed individuals at different time periods and connecting them according to their temporal sequence. A space-time GIS environment is developed to implement the GSTP concept. Different methods of handling temporal data aggregation and the creation of GSTPs are discussed in this article. Using a large individual-based migration history dataset, this study successfully develops an operational space-time GIS prototype in ESRI's ArcScene and ArcMap to provide a proof-of-concept study of this approach. This space-time GIS system demonstrates that the proposed GSTP approach can provide a useful exploratory analysis and geovisualization environment to help researchers effectively search for hidden patterns and trends in such datasets.     

一种改进元胞自动机的人员疏散模型

为使人员疏散离散模型更好描述行人微观特性,提出一种改进元胞自动机的人员疏散模型。在传统模型基础上,将空间划分为更细小网格,令单个行人占据多个网格以便展现行人间微观行为。引入社会力模型中自身驱动力、排斥力、摩擦力的运算规则改进模型,以模拟行人间碰撞现象。通过建立行人出口选择机制并改进移动规则,真实模拟行人动态出口选择过程。疏散过程中考虑了速度因素,能更加具体展现行人不同的移动方式。模拟结果显示,改进的模型能够真实地反映人员疏散的具体过程。     

海洋时空基准网的进展与趋势

全球时空基准网是获取地球时空信息的基础设施，它包括地基时空基准网、空间时空基准网和海洋时空基准网3个部分，其中海洋时空基准网的建设尚属起步阶段。先就海洋时空基准网的概念及内涵进行了分析，并从海洋定位导航基准、高精度海洋水平及垂直定位基准等角度介绍并分析了其发展现状及未来趋势。海洋时空基准网的主要构建方式是综合运用GNSS（Global Navigation Satellite System）卫星定位、水下声学定位以及压力传感器等技术将全球统一的时空基准传递到海洋表层、内部和底部。它的建设在我国还属于空白，故需结合国情、配合国家战略规划大力推进；指出当前全球和各国海洋环境监测的需求普遍甚旺，而现有海洋环境监测网多为局域网络，未与时空基准网融合，故海洋环境缓变或快变的时空位置不清楚或不精确，因此，将海洋时空基准网与海洋环境监测网融合起来建设，实现效益、效率和功能的互补提升，显得尤为重要和紧迫。在此基础上还认为，融合后的海洋时空基准网与环境监测网加上通信和数据交换功能，以实现海洋环境精准监测并进行海洋信息传输的目的，进而逐渐推进以形成具有时空位置属性的全球性海洋环境感知认知网络，即为海洋物联网。进一步探讨设想:将海洋物联网与海底通信光缆链接起来，同时通过海面浮标观测舱与通信卫星链接起来，就构成了有时空位置属性的海洋互联网。最后认为，我国应加快建立以中国周边海域为主的精密动态海洋时空基准和环境监测网，并通过国际合作开展全球性海洋时空基准与环境监测网的布设。     

关于运动物体观测论取代狭义相对论的探讨

简单介绍了狭义相对论的基本假设和基本时空观,运动物体观测论的基本假设和基本时空观。提出了视时空的概念。导出了运动坐标系真实时空、静止坐标系视时空与静止坐标系真实时空的关系。通过对比分析认为,运动物体观测论解决了运动物体的测量问题,运动不会产生长度变化、时间变化和质量变化,不存在光障。应该放弃狭义相对论。     

实时威胁态势感知的室内火灾疏散路径动态优化方法

如何在火灾态势迅速演变的复杂室内环境下选择安全有效的疏散路线是正确引导人群疏散、减少人员伤亡的重要保障。传统静态寻径方法难以顾及火灾态势演变过程,导致疏散决策的盲目性和滞后性突出。本文提出了一种实时威胁态势感知的室内火灾疏散路径动态优化方法,充分利用实时接入的火场状态和室内建筑环境状态等火灾威胁态势场信息,动态调整和优化疏散路径。该方法建立了室内火灾实时威胁态势信息在语义空间的统一表示模型,并对多源、多尺度火灾传感器观测数据在语义空间进行统一建模,从实时接入的动态观测数据中提取室内火灾三维威胁态势信息,用于约束疏散路径的动态优化。模拟试验证明,本方法可根据火灾态势演变准确可靠地动态调整疏散路径,从而显著提高应急疏散的精准性。     

时空一体化框架下时空异常探测

：提出一种时空一体化的时空异常探测方法,首先基于时空统计学与聚类分析构建一体化时空邻近域。进而, 发展兼顾时空相关与异质性的时空异常度量方法。最后,采用一种3步骤的策略探测时空异常。应用本文方法探测中国 陆地区域33年(1970年—2002年)的年平均气温时空数据中的时空异常,探测结果具有较好的可靠性,反映时空数据的时 空一体化特征。同时,对时空异常的产生机理与实际意义进行分析和解释。