基于位置信息的群集人員區(qū)域客流應(yīng)急系統(tǒng)

肖賓杰

(上海第二工業(yè)大學(xué) 上海城建設(shè)計(jì)集團(tuán)，上海 200125)

0 引 言

城市中人員群集的場(chǎng)合越來(lái)越多，存在安防風(fēng)險(xiǎn)防控及緊急客流疏散的需求，尤其是城市軌道交通及特大型地下空間綜合體，客流量大、空間相對(duì)封閉，乘客處于陌生環(huán)境，發(fā)生突發(fā)事件時(shí)，安全應(yīng)急疏散的及時(shí)性、有效性是空間安全管理的關(guān)鍵[1-3]。除了利用技術(shù)手段對(duì)空間內(nèi)人流、環(huán)境狀態(tài)等信息智能感知、動(dòng)態(tài)識(shí)別、及時(shí)預(yù)警及疏散救援技術(shù)使用外，如何利用應(yīng)急方案獲取疏散現(xiàn)場(chǎng)的個(gè)體感知或發(fā)出請(qǐng)求的信息，是實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確預(yù)警、提高應(yīng)急處置效率的重要措施。

1 人員群集場(chǎng)所應(yīng)急疏散系統(tǒng)要求

對(duì)緊急事件情況下群集人員的疏散，是基于人工巡視或者監(jiān)看視頻圖像來(lái)發(fā)現(xiàn)人員移動(dòng)和聚散等活動(dòng)問(wèn)題。常規(guī)方法是由疏散標(biāo)記及疏散指示燈引導(dǎo)人員離開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)[4-5]。這種情況對(duì)出口明確且場(chǎng)地空間有限的場(chǎng)合較為有效，但對(duì)室內(nèi)大空間或室外區(qū)域，緊急情況下疏散的出口及路徑有多種選擇，具體該選擇何種最優(yōu)路徑僅依靠靜態(tài)的疏散指示標(biāo)志或指示燈不能解決問(wèn)題。

對(duì)人員群集場(chǎng)所，尤其是疏散過(guò)程中可能形成新的人員擁堵場(chǎng)合，采用常規(guī)疏散指示的方法則更易耽誤疏散時(shí)機(jī)，無(wú)法獲知該過(guò)程中人員的聚集情況，也無(wú)法對(duì)遺留人員及時(shí)施救。該場(chǎng)所應(yīng)急疏散需要第一時(shí)間獲取應(yīng)急事件信息，同時(shí)掌握待疏散場(chǎng)所的客流及分布，根據(jù)場(chǎng)所應(yīng)急預(yù)案及疏散路徑及時(shí)發(fā)布應(yīng)急疏散信息，在疏散過(guò)程中監(jiān)測(cè)疏散客流信息，及時(shí)更新應(yīng)急疏散信息，以提高客流疏散效率和速度。

2 基于位置信息的應(yīng)急疏散信息引導(dǎo)方案

針對(duì)以上應(yīng)急疏散需求，基于位置信息的應(yīng)急疏散信息引導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)置若干信息源檢測(cè)器，利用群集人員自身攜帶信息源設(shè)備作為信息源，實(shí)現(xiàn)基于位置信息的應(yīng)急疏散信息引導(dǎo)。如對(duì)人員群集的地鐵站、區(qū)間及隧道內(nèi)，通過(guò)布設(shè)檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)信息源，并在突發(fā)事件下結(jié)合人員群集所在區(qū)域(如地鐵、隧道)疏散的自身特點(diǎn)，配合疏散人員參與和打開(kāi)疏散門(mén)等措施，并向信息設(shè)備發(fā)送疏散信息，完成疏散。通過(guò)布設(shè)信息源檢測(cè)器檢測(cè)信息源設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)疏散場(chǎng)景中人員監(jiān)測(cè)、基于位置信息的實(shí)時(shí)疏散引導(dǎo)信息推送、信息反饋及疏散引導(dǎo)信息更新。對(duì)各信息源檢測(cè)器進(jìn)行唯一編碼，針對(duì)人員群集區(qū)域發(fā)生突發(fā)事件的情況下，根據(jù)采集的對(duì)應(yīng)該編碼位置的檢測(cè)信息向監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的群集人員發(fā)布緊急突發(fā)事件信息，疏散過(guò)程中通過(guò)檢測(cè)設(shè)備監(jiān)控所檢測(cè)到的信息終端位置信息變化。

3 基于位置信息的客流應(yīng)急疏散系統(tǒng)

3.1 系統(tǒng)組成

基于位置信息的緊急疏散系統(tǒng)如圖1所示，包括：信息源、信息源檢測(cè)器、無(wú)線通信單元、應(yīng)急疏散管理主機(jī)、信息接入單元、全方位攝像機(jī)、用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器、疏散引導(dǎo)信息發(fā)送服務(wù)器、廣播系統(tǒng)、GIS服務(wù)器、時(shí)鐘系統(tǒng)以及上一級(jí)應(yīng)急管理系統(tǒng)的接入單元等主要模塊。

信息源檢測(cè)器內(nèi)置信息檢測(cè)單元和檢測(cè)信息發(fā)送單元，各信息源檢測(cè)器通過(guò)檢測(cè)接收單元接入應(yīng)急疏散管理主機(jī)。每個(gè)信息源檢測(cè)器分布在不同區(qū)域，并進(jìn)行唯一編碼，所采集的檢測(cè)信息包含對(duì)應(yīng)該編碼的位置信息。每個(gè)信息源檢測(cè)器位置處設(shè)置一個(gè)全方位攝像機(jī)，將采集得到視頻信息傳輸給應(yīng)急疏散管理主機(jī)，作為人工干預(yù)疏散信息的來(lái)源和參考信息。

基于位置信息的疏導(dǎo)信息推送的緊急疏散系統(tǒng)，包括構(gòu)建于監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的用于數(shù)據(jù)交互的主干網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，以及用于實(shí)現(xiàn)信息處理、分析和應(yīng)急管理的應(yīng)急疏散管理主機(jī)。設(shè)置于各監(jiān)控區(qū)域的出口、入口或通道處信息源檢測(cè)器，各信息源檢測(cè)器通過(guò)檢測(cè)接收單元接入主干網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。各信息源檢測(cè)器所檢測(cè)到的信息包括對(duì)應(yīng)信息源設(shè)備的MAC地址信息，用以確認(rèn)信息源主體的位置信息變化、獲知所監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的人流密度分布和步行速度。各信息源檢測(cè)器的位置附近還設(shè)置有全方位攝像機(jī)，將采集得到的視頻信息傳輸給應(yīng)急疏散管理主機(jī)。

緊急疏散系統(tǒng)還包括GIS服務(wù)器，其通過(guò)主干網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)接入到應(yīng)急疏散管理主機(jī)。廣播設(shè)備或LED顯示屏布置在信息檢測(cè)器附近，其所采用編碼和信息源檢測(cè)器相對(duì)應(yīng)。通過(guò)對(duì)不同通信方式信息源的檢測(cè)和基于位置信息的疏散信息推送實(shí)現(xiàn)人員群集區(qū)域緊急狀態(tài)下的信息共享，構(gòu)建基于位置信息和疏散路徑規(guī)劃的疏散信息引導(dǎo)和發(fā)送，通過(guò)實(shí)時(shí)交互信息，有效提高緊急事件處置中的疏散效果和疏散能力。

3.2 系統(tǒng)方案

人員群集區(qū)域發(fā)生突發(fā)事件時(shí)，系統(tǒng)的應(yīng)急疏散管理主機(jī)和工作站根據(jù)應(yīng)急預(yù)案確定疏散引導(dǎo)信息的發(fā)布機(jī)制。應(yīng)急疏散管理主機(jī)實(shí)現(xiàn)信息處理、分析和應(yīng)急管理等功能，可根據(jù)反饋信息，監(jiān)控疏散關(guān)鍵通道的擁擠狀況，結(jié)合工作站人工判讀信息，通過(guò)區(qū)域內(nèi)的主干網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，利用GIS信息及時(shí)將基于位置的引導(dǎo)信息發(fā)送給疏散者所攜帶的信息源，并發(fā)送更新的有針對(duì)的疏散引導(dǎo)信息，以及時(shí)、快速指引其至其他便捷出口，高效疏解擁擠區(qū)域。

3.2.1 緊急疏散方法的處理流程

基于位置信息的疏導(dǎo)信息推送的緊急疏散的方法步驟如下，流程見(jiàn)圖2。

(1)在各監(jiān)控區(qū)域設(shè)置若干信息源檢測(cè)器，對(duì)各信息源檢測(cè)器分別進(jìn)行唯一編碼，通過(guò)多種方式向監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的群集人員發(fā)布緊急突發(fā)事件信息。

(2)向不同監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的群集人員實(shí)時(shí)推送包括出口方位、距出口距離以及推薦的疏散路徑在內(nèi)的疏導(dǎo)信息，疏散路徑根據(jù)應(yīng)急預(yù)案路徑信息，或采集的現(xiàn)場(chǎng)信息及GIS信息確認(rèn)。

(3)對(duì)監(jiān)控區(qū)域內(nèi)疏散通道處及易出現(xiàn)擁堵處發(fā)現(xiàn)疏散通道有擁擠現(xiàn)象的，重新調(diào)整相應(yīng)的疏散引導(dǎo)信息，并且按步驟(2)的方式發(fā)送調(diào)整后的疏散引導(dǎo)信息。

(4)對(duì)監(jiān)控區(qū)域內(nèi)監(jiān)控到的長(zhǎng)時(shí)間滯流人員，則持續(xù)關(guān)注，并發(fā)送疏導(dǎo)信息。

(5)檢查需疏散現(xiàn)場(chǎng)，向疏散現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)需要救助人員施救。

3.2.2 基于位置信息的群集人員區(qū)域客流應(yīng)急疏散系統(tǒng)

以一個(gè)人員群集區(qū)域?yàn)槔?圖3)來(lái)具體說(shuō)明基于位置信息的群集人員緊急疏散方法。在一個(gè)人員群集區(qū)域，如展覽中心，內(nèi)部布展復(fù)雜，疏散出口大于6個(gè)，疏散路徑因布展的分割而變化多樣；在疏散過(guò)程中實(shí)現(xiàn)對(duì)疏散人員疏散路線、狀態(tài)的監(jiān)測(cè)。

圖3為會(huì)展中心的緊急疏散圖，沿疏散主路徑將會(huì)展中心場(chǎng)地分割成多區(qū)域，假如緊急事件發(fā)生在其中的第三象限區(qū)位，則優(yōu)先疏散該區(qū)域的臨近人員，具體的疏散路徑可根據(jù)常規(guī)的場(chǎng)館應(yīng)急預(yù)案、信息源檢測(cè)器所采集的信息源信息和GIS服務(wù)器所采集的GIS信息來(lái)確定。若在某區(qū)域突發(fā)火災(zāi)，需要緊急疏散所有人員，群集人員緊急疏散的方法實(shí)施步驟如下：

第一步，預(yù)先在人員群集區(qū)域和關(guān)鍵出入口布置信息源檢測(cè)器、廣播設(shè)備及LED顯示屏，在監(jiān)控中心布設(shè)系統(tǒng)信息處理單元。當(dāng)發(fā)生緊急突發(fā)事件后，需要緊急疏散在場(chǎng)人員，圖1中的主信息系統(tǒng)發(fā)布事件信息和疏散指令。

第二步，當(dāng)發(fā)生突發(fā)事件后，由應(yīng)急疏散管理主機(jī)通過(guò)連接的疏散信息發(fā)送服務(wù)器發(fā)布緊急事件信息和疏散引導(dǎo)信息，其中，緊急事件信息和疏散引導(dǎo)信息的推送是通過(guò)無(wú)線通信單元推送到相應(yīng)的處于待疏散區(qū)域中的群集人員所持的信息源設(shè)備，同時(shí)通過(guò)廣播設(shè)備等媒介同步發(fā)送引導(dǎo)信息。在每個(gè)信息源檢測(cè)器位置處還設(shè)有一全方位攝像機(jī)，用于將采集得到視頻信息傳輸給應(yīng)急疏散管理主機(jī)，作為人工干預(yù)疏散信息的來(lái)源和參考信息。

根據(jù)圖1中監(jiān)測(cè)設(shè)備監(jiān)測(cè)到不同區(qū)域人員的數(shù)量，結(jié)合后臺(tái)存儲(chǔ)的基礎(chǔ)場(chǎng)館信息(如出入口位置、距離和推薦疏散路徑等)向不同區(qū)域人員的信息設(shè)備推送有針對(duì)的疏散信息，目的是快速疏散以及減少人流的交織或擁堵。

第三步，利用圖1中信息源檢測(cè)器檢測(cè)的疏散過(guò)程中的人員位置和移動(dòng)速度信息，對(duì)疏散通道有擁堵趨向的，調(diào)整相應(yīng)的路徑引導(dǎo)信息。并基于GIS信息，對(duì)長(zhǎng)期停留在某一個(gè)區(qū)域的人員進(jìn)行基于信息源檢測(cè)信息和位置信息的疏散引導(dǎo)信息推送和更新，并提升或施救幫助。

第四步，重復(fù)上述疏散引導(dǎo)信息推送，全過(guò)程利用圖1中系統(tǒng)的各個(gè)設(shè)備獲取疏散人員的信息，并基于信息源檢測(cè)器的位置信息、GIS信息，發(fā)送疏散指令或引導(dǎo)信息。根據(jù)監(jiān)測(cè)到的遺留疏散人員實(shí)施救援，并以圖2所示的疏散流程進(jìn)行人員疏散，最后完成全員疏散。

4 結(jié)束語(yǔ)

以人員自身攜帶信息源設(shè)備為信息源實(shí)現(xiàn)疏散場(chǎng)景中人員監(jiān)測(cè)，基于位置信息的實(shí)時(shí)疏散系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)引導(dǎo)信息推送，信息反饋及疏散引導(dǎo)信息更新，遺留或逗留人員疏散，以及人工判讀參與等功能。疏散過(guò)程中實(shí)現(xiàn)對(duì)疏散人員疏散路線、狀態(tài)的監(jiān)測(cè)。疏散通路發(fā)生擁堵時(shí)，可通過(guò)信息交互及時(shí)調(diào)整、疏解。借助疏散人員攜帶的信息設(shè)備及附屬的通信模塊，實(shí)現(xiàn)疏散信息的發(fā)布及疏散人員的監(jiān)測(cè)，有助于提升疏散效率和靈活性，避免人員遺留或發(fā)生疏散擁堵。通過(guò)實(shí)時(shí)交互信息，有效提高緊急事件處置中的疏散效果和疏散能力，加速大客流的應(yīng)急疏散。