多层建筑人员疏散时间的预测方法、装置、设备及介质

技术特征：
1.一种多层建筑人员疏散时间的预测方法，其特征在于，包括：获取第一信息和第二信息，所述第一信息包括用于训练的空间平面图以及所述空间平面图对应的人员分布数据，所述第二信息包括待预测建筑的空间结构平面图和预测时的人员分布数据；对所述第一信息进行分析得到疏散场景，所述疏散场景包含建筑的空间结构和人员分布数据；根据所有所述疏散场景构建得到人员疏散模型，并对所述人员疏散模型进行模拟计算得到人员疏散时间集合；将所有所述疏散场景的空间结构转换为建筑结构节点图，所述建筑结构节点图中的每个节点包括对应建筑物的一个空间结构单元、对应空间结构单元连接信息以及对应空间结构单元特征信息；根据所有所述建筑结构节点图和所述人员疏散时间集合构建得到疏散时间预测模型，将所述第二信息作为所述疏散时间预测模型的输入值，计算得到待预测建筑物的人员疏散时间预测值。2.根据权利要求1所述的多层建筑人员疏散时间的预测方法，其特征在于，将所有所述疏散场景转换为建筑结构节点图，所述建筑结构节点图中的每个节点包括对应建筑物的一个空间结构单元、对应的空间结构单元连接信息以及对应空间结构单元特征信息，包括：对所述疏散场景中的建筑物结构进行结构特征提取得到空间结构单元信息，所述空间结构单元信息包括空间结构单元以及空间结构单元连接信息，所述空间结构单元指构建建筑物的结构单元（如房间、走廊、步梯间等），所述空间结构单元连接信息包括空间结构单元名称和任意两个空间结构单元间的连通信息，即连接两个空间结构单元的通道面积；根据建筑物中每一层所述空间结构单元信息建立单层建筑结构节点图；针对多层建筑，将步梯空间抽象为一个空间结构单元并作为步梯节点添加到所述单层建筑结构节点图中，通过所述步梯节点将相邻楼层所对应的所述单层建筑结构节点图进行连接建立建筑结构节点图；根据所述建筑结构节点图及对应空间平面图和人员分布数据提取得到各节点对应空间结构单元的空间结构单元特征信息，所述空间结构单元特征信息包括：空间结构单元人数分布数据、空间结构单元平面面积、从该空间结构单元疏散到建筑外所需经历的最少空间结构单元个数，并将所述空间结构单元特征信息添加为对应节点的节点特征信息。3.根据权利要求1所述的多层建筑人员疏散时间的预测方法，其特征在于，根据所述建筑结构节点图和所述人员疏散时间集合构建得到疏散时间预测模型，将所述第二信息作为所述疏散时间预测模型的输入值，计算得到待预测建筑物的人员疏散时间预测值，包括：根据所述建筑结构节点图和所述人员疏散时间集合构建得到疏散场景-疏散时间数据集，所述疏散场景-疏散时间数据集包括每个所述疏散场景对应的空间结构邻接矩阵和对应的空间结构单元特征矩阵，以及每个所述疏散场景对应的人员疏散时间；构建基于图卷积神经网络算法对所述疏散场景-疏散时间数据集进行特征提取并构建得到疏散时间预测模型；将所述第二信息中的空间结构平面图和预测时的人员分布数据进行处理得到输入数据，所述输入数据包括待预测建筑物的空间结构邻接矩阵和空间结构单元特征矩阵；
将所述输入数据输入至所述疏散时间预测模型计算得到疏散时间预测值。4.根据权利要求3所述的多层建筑人员疏散时间的预测方法，其特征在于，根据所述建筑结构节点图和所述人员疏散时间集合构建得到疏散场景-疏散时间数据集，包括：将所述建筑结构节点图中的节点和节点连接关系转换为邻接矩阵，得到每一种所述疏散场景对应的空间结构邻接矩阵；将所述建筑结构节点图中的节点特征信息转换为空间结构单元特征矩阵；将所述空间结构邻接矩阵、所述空间结构单元特征矩阵和所述疏散时间集合建立对应关系，构建得到疏散场景-疏散时间数据集；将所述疏散场景-疏散时间数据集按照预设比例划分为训练集、验证集和测试集。5.一种多层建筑人员疏散时间的预测装置，其特征在于，包括：获取模块，用于获取第一信息和第二信息，所述第一信息包括空间平面图以及所述空间平面图对应的人员分布数据，所述第二信息包括待预测空间结构平面图和预测时的人员分布数据；分析模块，用于对所述第一信息进行分析得到疏散场景，所述疏散场景包含建筑的空间结构和人员分布数据；构建模块，用于根据所有所述疏散场景构建得到人员疏散模型，并对所述人员疏散模型进行模拟计算得到人员疏散时间集合；转换模块，用于将所有所述疏散场景对应建筑结构转换为建筑结构节点图，所述建筑结构节点图中的每个节点包括对应建筑物的一个空间结构单元、对应空间结构单元连接信息以及对应空间结构单元特征信息；计算模块，用于根据所有所述建筑结构节点图和所述人员疏散时间集合构建得到疏散时间预测模型，将所述第二信息作为所述疏散时间预测模型的输入值，计算得到待预测建筑物的人员疏散时间预测值。6.根据权利要求5所述的多层建筑人员疏散时间的预测装置，其特征在于，所述转换模块包括：第二提取单元，用于对所述疏散场景中的建筑物模型进行特征提取得到空间结构单元信息，所述空间结构单元信息包括空间结构单元、空间结构单元连接信息以及空间结构单元特征信息，所述空间结构单元连接信息包括相空间结构单元名称和连通两个空间结构单元的通道面积，所述空间结构单元特征信息包括空间结构单元人数分布数据、空间结构单元平面面积、从该空间结构单元疏散到建筑外所需经历的最少空间结构单元个数；第一处理单元，用于根据建筑物中每一层所述空间结构单元信息建立单层节点图；第二处理单元，针对多层建筑，将步梯空间抽象为一个空间结构单元并作为步梯节点添加到所述单层建筑结构节点图中，通过所述步梯节点将相邻楼层所对应的所述单层建筑结构节点图进行连接建立建筑结构节点图；第三处理单元，用于根据所述建筑结构节点图及对应空间平面图和人员分布数据提取得到各节点对应空间结构单元的空间结构单元特征信息，所述空间结构单元特征信息包括：空间结构单元人数分布数据、空间结构单元平面面积、从该空间结构单元疏散到建筑外所需经历的最少空间结构单元个数，并将所述空间结构单元特征信息添加为对应节点的节点特征信息。
7.根据权利要求5所述的多层建筑人员疏散时间的预测装置，其特征在于，所述计算模块包括：第二构建单元，用于根据所有所述建筑结构节点图和所述人员疏散时间集合构建得到疏散场景-疏散时间数据集，所述疏散场景-疏散时间数据集包括每个所述疏散场景对应的空间结构邻接矩阵和对应的空间结构单元特征矩阵；第三提取单元，基于图卷积神经网络算法对所述疏散场景-疏散时间数据集进行特征提取并构建得到疏散时间预测模型；第四处理单元，用于将所述空间结构平面图和预测时的人员分布数据进行处理得到输入数据，所述输入数据包括待预测建筑物的空间结构邻接矩阵和空间结构单元特征矩阵；第三计算单元，用于将所述输入数据输入至所述疏散时间预测模型计算得到疏散时间预测值。8.根据权利要求7所述的多层建筑人员疏散时间的预测装置，其特征在于，所述第三构建单元包括：第一转换单元，用于将所述建筑结构节点图中的节点和节点连接关系转换为邻接矩阵的形式，得到每一种所述疏散场景对应的空间结构邻接矩阵；第二转换单元，用于将所述建筑结构节点图中的节点特征信息转换为空间结构单元特征矩阵；第三构建单元，用于将所述空间结构邻接矩阵、所述空间结构单元特征矩阵和所述疏散时间集合建立对应关系，构建得到疏散场景-疏散时间数据集；第五处理单元，用于将所述疏散场景-疏散时间数据集按照预设比例划分为训练集、验证集和测试集。9.一种多层建筑人员疏散时间的预测设备，其特征在于，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述多层建筑人员疏散时间的预测方法。10.一种介质，其特征在于：所述介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述多层建筑人员疏散时间的预测方法。

技术总结
本发明提供了一种多层建筑人员疏散时间的预测方法、装置、设备及介质，涉及人工智能技术领域，包括：获取第一信息和第二信息；对第一信息进行分析得到疏散场景；根据所有疏散场景构建得到人员疏散模型计算得到人员疏散时间集合；将所有疏散场景转换为建筑结构节点图；根据建筑结构节点图和人员疏散时间集合构建得到疏散时间预测模型;将第二信息传入疏散时间预测模型，计算得到人员疏散时间预测值。本发明通过将建筑结构抽象为节点图，利用节点图的连接关系和节点属性反映建筑的结构关系，将多层建筑的不同层结构统一刻画在一个邻接矩阵中，使得人员疏散时间预测模型在兼顾预测准确度和计算效率的同时能够运用到多层建筑的疏散时间预测。疏散时间预测。疏散时间预测。


技术研发人员：陈娟 马剑 陈俊 夏钤强 赵思琪 王巧
受保护的技术使用者：西南交通大学
技术研发日：2023.02.10
技术公布日：2023/3/10