应急人员疏运方案可视化编辑方法研究与应用

近年来,地震、海啸等各种自然灾害以及化学危险品爆炸、毒气泄漏等重大工业事故频繁发生,使得人们逐渐认识到加强应急管理的重要性,在应急管理中应急预案对于处置灾难事件、减少事故损害有着重要作用。但应急预案大多以文本形式存在,存在信息形式化不直观、可操作性差等缺点。因此,应急预案的数字化、可视化是应急系统中研究的重要课题。随着虚拟现实技术的发展,通过计算机模拟技术来研究应急疏散问题、智能化分析应急预案的可行性,是应急管理研究中的主要技术手段。

现有应急预案数字化方法对预案结构化粒度不够细,很难满足应急疏散模拟对输入数据的要求。并且数字化过程繁琐、效率较低,很难实现复杂事故场景中疏运方案的快速生成。本文围绕大规模人群应急疏散模拟这一应用背景,针对应急人员疏运方案可视化编辑这一问题展开研究,取得了如下研究成果:1)提出一种面向应急疏散模拟的疏运方案模型本文设计的疏运方案模型分为基础场景层和疏运应用层。应急疏散的背景信息集中在基础场景层,其中分别对社区场景和交通路网两个要素进行层次语义建模,并用作底层数据,以便将数字化的方案应用到疏散模拟中去。

疏运应用层主要包含人员疏运过程有关的要素,是使用基础场景层中多种语义信息描述的。模型将文本方案和疏散场景进行合理的划分,用相对独立的要素来描述疏运方案,从而使方案的编辑过程更加清晰明了。2)提出一种人员疏运方案可视化编辑方法本文分别为疏运方案模型中的撤离要素和疏散背景信息添加几何特性、建立拓扑关系,并以图层的形式组成一张电子地图。在对模型中要素的某些属性做出了规定和约束的基础上,设计出一种借助交互操作的疏运方案半自动化生成方法。

该方法只需简单的几个交互操作就可以快速实现文本方案的数字化,且数字化的方案可直接被用于疏散模拟仿真。3)实现了相关算法,并在此基础上开发了疏运方案设置系统在上述工作的基础上,本文实现了疏运方案半自动化生成算法和方案合理性检查算法,并以成熟的地理信息系统(GIS)技术为基础,设计并实现了人员疏运方案设置系统,利用该系统可以灵活设置不同的疏运方案,同时展现直观、修改方便。