【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于建筑火灾疏散救援领域，具体涉及一种基于元胞自动机的火灾疏散-救援预测方法及系统。
技术介绍
1、火灾是建筑物内的主要灾害之一，对其安全产生巨大威胁。建筑物内一旦发生火灾，火势将迅速发展，释放大量热量与有毒烟气等，不仅影响建筑物自身结构和设备设施安全，也对被困人员造成严重的生命威胁，易造成人员的大量伤亡。近年来，建筑物设计愈加复杂，出现了超高层建筑，超大平面中庭建筑，超深地下建筑和各种复杂隧道等，在这种情况下，火灾下人员疏散更为困难，不熟悉建筑物布局的普通人几乎不可能依靠自己全部疏散至安全地带。因此，专业的消防力量必不可少，在发生火灾时，一方面可以抑制火灾发展，另一方面能够救助被困人群，是火灾疏散救援进展中至关重要的一环。
2、因此，应该充分考虑到火灾发展对人流分布、疏散决策、移动速度等人员行为与特性的影响，并进行清晰准确的模拟，这将有助于隧道火灾疏散场景的精准判断和隧道火灾疏散预案的科学制定。
3、为了能够精准预测火灾进度，制定科学的疏散救援方案，需要准确预测表征建筑物火灾发展与疏散救援进度。现有的一些计算方法多应用了人员动态模型来研究人员在火灾中的疏散行为。这些模型中，微观人员动态模型，例如社会力模型、格子气体模型、元胞自动机模型等在研究中很受欢迎，因为它们可以将个人的特征和偏好也引入人员疏散模型中。其中，元胞自动机模型在研究行人动态流方面具有广泛的应用。元胞自动机模型是一种利用网格来表示个体的局部联系的动力系统，由大量简单一致的有限状态变量即元胞分布在离散空间中构成，其具有计算速度快，过
4、然而，在目前的疏散模拟过程中，大多只考虑火灾发展与被困人员的疏散模拟。在模拟过程中，忽略了消防员的消防与救援行为对火灾发展和疏散进程的影响。这种消防角色的缺失一方面造成现有的计算方法不能准确科学的表征疏散进展，另一方面，也没有办法掌握消防员的行为状态和灭火进展，消防员安全难以保障，易发生伤亡。
5、因此，现有的火灾疏散模拟还具有较大的提升空间。
技术实现思路
1、本专利技术是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种基于元胞自动机的火灾疏散-救援预测方法及系统。
2、本专利技术提供了一种基于元胞自动机的火灾疏散-救援预测方法，具有这样的特征，包括以下步骤：步骤s1，根据建筑物的结构数据，构建对应的数字模型；步骤s2，对数字模型进行网格划分，得到多个网格节点的网格数据；步骤s3，根据初始火灾数据计算得到t＝0时刻的火灾场景数据；步骤s4，判断模拟消防员是否到达火场，若是，则进入步骤s5，若否，则进入步骤s6；步骤s5，根据t时刻的火灾场景数据和网格数据，结合预设的模拟消防员移动规则和模拟疏散人员移动规则，生成对应的二维随机元胞自动机模型，得到各个模拟消防员和模拟疏散人员在t时刻的移动结果，并进入步骤s7；步骤s6，根据t时刻的火灾场景数据，结合模拟疏散人员移动规则，通过二维随机元胞自动机模型计算得到模拟疏散人员在t时刻的移动结果；步骤s7，根据各个模拟疏散人员在t时刻的移动结果，判断是否疏散结束，若是，则进行步骤s9，若否，则进入步骤s8；步骤s8，根据t时刻的火灾场景数据和网格数据，计算得到t+1时刻的火灾场景数据，t+1，并进入步骤s4；步骤s9，根据所有移动结果，计算得到疏散-救援结果，其中，模拟消防员与模拟疏散人员在每个时刻均根据二维随机元胞自动机模型从当前元胞网格移动至相邻元胞网格，模拟消防员与模拟疏散人员在同一元胞网格时，该元胞网格内的模拟消防员与模拟疏散人员以火场出口为目标一同移动。
3、在本专利技术提供的基于元胞自动机的火灾疏散-救援预测方法中，还可以具有这样的特征：其中，火灾场景数据根据计算流体力学计算得到，包括各个网格节点的起火情况、温度数据、能见度数据、有毒气体数据和热辐射数据。
4、在本专利技术提供的基于元胞自动机的火灾疏散-救援预测方法中，还可以具有这样的特征：其中，二维随机元胞自动机模型包括多个元胞网格，元胞网格为根据t时刻的火灾场景数据和网格数据计算得到的人员可移动的网格节点。
5、在本专利技术提供的基于元胞自动机的火灾疏散-救援预测方法中，还可以具有这样的特征：其中，模拟消防员在每个时刻对其周边的存在火情的网格节点进行火势干预，将该网格节点转化为人员可移动的网格节点。
6、在本专利技术提供的基于元胞自动机的火灾疏散-救援预测方法中，还可以具有这样的特征：其中，模拟疏散人员移动规则根据模拟疏散人员的反应时间、移动速度、历史移动轨迹和出口选择构建得到。
7、在本专利技术提供的基于元胞自动机的火灾疏散-救援预测方法中，还可以具有这样的特征：其中，在步骤s7中，所有模拟疏散人员均移动至火场出口或未移动至火场出口的所有模拟疏散人员在t时刻均无法移动至相邻元胞网格时，则疏散结束。
8、在本专利技术提供的基于元胞自动机的火灾疏散-救援预测方法中，还可以具有这样的特征：其中，疏散-救援结果包括各个模拟疏散人员的疏散时间与疏散空间的演变数据、疏散总时间和疏散成功率。
9、在本专利技术提供的基于元胞自动机的火灾疏散-救援预测方法中，还可以具有这样的特征：其中，预先设置模拟消防员在t时刻到达火场，在步骤s4中，判断t时刻是否大于等于t时刻，若是，则模拟消防员到达火场，若否，则模拟消防员未到达火场。
10、本专利技术还提供了一种基于元胞自动机的火灾疏散-救援预测系统，具有这样的特征，包括：数据输入模块、数字模型生成模块、网格数据生成模块、火灾初始数据计算模块、消防员抵达判断模块、疏散-救援耦合移动模块、疏散移动模块、疏散-救援执行判断模块、火灾数据更新模块和疏散-救援结果计算模块，其中，数据输入模块用于用户输入建筑物的结构数据、初始火灾数据、模拟消防员达到数据和模拟疏散人员初始数据，数字模型生成模块用于根据结构数据，构建建筑物对应的数字模型，网格数据生成模块用于对数字模型进行网格划分，得到多个网格节点的网格数据，火灾初始数据计算模块用于根据初始火灾数据计算得到t＝0时刻的火灾场景数据，消防员抵达判断模块用于根据模拟消防员达到数据判断t时刻模拟消防员是否到达火场，若是，则控制疏散-救援耦合移动模块运行，若否，则控制疏散移动模块运行，疏散-救援耦合移动模块存储有预设的模拟消防员移动规则和模拟疏散人员移动规则，用于根据t时刻的火灾场景数据和网格数据，生成对应的二维随机元胞自动机模型，得到各个模拟消防员和模拟疏散人员在t时刻的移动结果，疏散移动模块存储有模拟疏散人员移动规则，用于根据t时刻的火灾场景数据，通过二维随机元胞自动机模型计算得到模拟疏散人员在t时刻的移动结果，疏散-救援执行判断模块用于根据各个模拟疏散人员在t时刻的移动结果，判断是否疏散结束，若是，则控制疏散-救本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于元胞自动机的火灾疏散-救援预测方法，用于得到建筑物发生火灾时的疏散-救援结果，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于元胞自动机的火灾疏散-救援预测方法，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的基于元胞自动机的火灾疏散-救援预测方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的基于元胞自动机的火灾疏散-救援预测方法，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的基于元胞自动机的火灾疏散-救援预测方法，其特征在于：
6.根据权利要求1所述的基于元胞自动机的火灾疏散-救援预测方法，其特征在于：
7.根据权利要求1所述的基于元胞自动机的火灾疏散-救援预测方法，其特征在于：
8.根据权利要求1所述的基于元胞自动机的火灾疏散-救援预测方法，其特征在于：
9.一种基于元胞自动机的火灾疏散-救援预测系统，用于得到建筑物发生火灾时的疏散-救援结果，其特征在于，包括：
【技术特征摘要】
1.一种基于元胞自动机的火灾疏散-救援预测方法，用于得到建筑物发生火灾时的疏散-救援结果，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于元胞自动机的火灾疏散-救援预测方法，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的基于元胞自动机的火灾疏散-救援预测方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的基于元胞自动机的火灾疏散-救援预测方法，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的基于元胞自...
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