东南大学周聪惠获国家专利权
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龙图腾网获悉东南大学申请的专利基于多智能体的防灾避险绿地体系布局优化方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119761059B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-03发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411952595.0,技术领域涉及:G06F30/20;该发明授权基于多智能体的防灾避险绿地体系布局优化方法及系统是由周聪惠;陶成蹊设计研发完成,并于2024-12-27向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于多智能体的防灾避险绿地体系布局优化方法及系统在说明书摘要公布了:本发明公开了基于多智能体的防灾避险绿地体系布局优化方法及系统,涉及城市规划技术领域。本发明包括:接收待优化区域内的原始地理数据,对原始地理数据进行预处理形成有效的地理数据,其中,原始地理数据包括原始居住区数据、原始道路网络数据及原始防灾避险绿地数据。本发明通过在防灾避险绿地规划设计中引入多智能体疏散模拟模型及在模拟时对道路拥堵、绿地超载等多目标进行优化,不仅能够精确模拟实时逃生情况,规避灾时的道路实时灾害风险、逃生人群拥堵风险及防灾避险绿地容量超载风险,制定最优逃生方案,还能够根据不同的应急需求动态调整疏散路径和策略,制定多目标情况下的最优方案。
本发明授权基于多智能体的防灾避险绿地体系布局优化方法及系统在权利要求书中公布了:1.基于多智能体的防灾避险绿地体系布局优化方法,应用于其特征在于,包括以下步骤: 接收待优化区域内的原始地理数据,对原始地理数据进行预处理形成有效的地理数据,其中,原始地理数据包括原始居住区数据、原始道路网络数据及原始防灾避险绿地数据; 设定疏散目标,选择指定疏散目标与多智能体疏散模型进行模拟,多智能体疏散模型输出最优疏散方案; 其中,多智能体疏散模型以有效的地理数据作为数据源,进行模拟并记录实时疏散状态,实时疏散状态包括每时间步内各防灾避险绿地进入人数及使用效率、各小区疏散路径、路网各段道路的道路使用人数及拥堵度; 最优疏散方案与原始道路网络数据、原始防灾避险绿地数据进行比对,优化待优化区域内的道路、防灾避险绿地的布局; 预先构建的多智能体疏散模型包括智能体模块、环境模块及通信模块,其中: 智能体模块包括居民区智能体、疏散智能体及绿地智能体; 环境模块包括GIS基础环境数据及全局实时信息,具体包括道路网络数据、居民区边界数据、绿地位置与最大容量数据以及动态更新的道路权重和绿地状态数据; 通信模块用于支持居民区智能体、疏散智能体及绿地智能体之间进行信息交互和资源共享,确保居民区智能体、疏散智能体与环境模块之间协作与同步; 所述道路拥堵度反馈更新,具体步骤如下: 71将处理后的道路网络数据转换成图结构数据,其中节点表示道路交叉点,边表示道路段,并设置边的初始权重,具体如下: 每条道路的选择权重Rn由其危险系数Dn和逃生距离Ln共同决定,具体计算公式为: 逃生距离L为基于A最优路径算法计算得到的路径长度,危险系数D为道路安全性影响因子经客观熵权法计算和归一化处理后得到; 72智能体模块已规划生成的模拟疏散路径,计算得到各段道路在不同时间步内的道路拥堵度,并更新各段道路边的权重,具体如下: 拥堵度C的计算公式为: 式中,N为道路段上的逃生人数,Nmax为道路段的最大承载人数; 根据拥堵度C调整道路段的权重,新的权重为: 式中,为新的权重、D为危险系数、L为逃生距离; 73智能体模块根据更新后的道路权重进行下一次迭代,重新计算得到最优疏散路径; 所述迭代控制及疏散模拟结果输出,具体步骤如下: 设定疏散目标或最大迭代次数为预设条件,在每次模拟后判断是否达到预设条件,决定是否继续迭代,然后进行多次计算及道路拥堵计算,进行迭代模拟过程,直到满足预设条件后输出疏散模拟结果; 其中疏散模拟结果包括智能体模块的疏散时间分布、各道路段的拥堵情况数据、防灾避险绿地的剩余容量数据及模拟疏散路径的空间分布; 根据实现不同疏散目标修改权重配比并生成最优疏散方案,具体如下: 疏散目标具体包括:绿地距离最近目标,追求目标绿地直线距离最近;总疏散时间目标,追求总时间最短;防灾避险绿地利用率目标,追求各防灾避险绿地综合利用率最高; 多种疏散模拟方案具体包括:绿地距离最近方案,以与居住小区直线距离作为目标终点绿地列表排序依据,以拥堵系数与危险系数相加作为道路选择权重;最短疏散时间方案,以与居住小区实际距离作为目标终点绿地列表排序依据,以道路距离与危险系数、拥堵系数相加作为道路选择权重;防灾避险绿地人员分布均衡化方案,以各绿地使用效率高低作为目标终点绿地列表排序依据、优先使用效率最低的绿地,以危险系数与拥堵系数相加作为道路选择权重; 最优疏散方案与原始道路网络数据、原始防灾避险绿地数据进行比对,优化待优化区域内的道路、防灾避险绿地的布局,具体包括三个方面: 防灾避险绿地新增选址优化:根据居民区密度较大但现有绿地服务覆盖不足的区域,提出新增绿地选址优化方案,选取交通便利、风险较低的地块作为候选绿地; 已有防灾避险绿地扩容优化:针对现有服务过载的绿地,拓展绿地面积或增加疏散功能设施; 防灾避险逃生路径优化:结合最优疏散方案的疏散路径,对通往绿地的主要道路进行改造或扩宽,同时调整路网结构,优化路径连通性。
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