根据改进蚁群算法的楼宇疏散系统设计
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＊ 基 金 项 目 ：北 京 理 工 大 学 珠 海 学 院科 研 发 展 基 金 项 目《基 于 物 联 网 的 智 能 楼 宇 消 防 监 测 及 疏 散 指 示 系统 ｂ（ＸＫ 一２０１５—１２）。
１．１ 传 统 的 人 员疏 散 策 略
传 统 的 人 员 疏 散 策 略 重 点 强 调 的 是 “就 近 原 则 ”，其 疏 散 路 线 是 固 定 不 变 的 ，无 法 根 据 现 场 实 时 监 测 到 的火 灾 情 况 动 态 调 整 逃 生 路 径 ，容 易 造 成 逃 生 人 员 误 入 险 境 ，导 致 人 员 伤 亡 。
ｌ＿ ｜ ＿ ｆｌ
根 据 改 进 蚁 群 算 法 的 楼 字 疏 散 系 统 设 计 ＊
罗 回 彬 ，黄 嘉蠼 ，卢 学 文
（北 京 理 工 大 学 珠 海 学 院 计 算 机 学 院 ，珠 海 ５１９０００）
摘 要 ：为 了解 决 传 统 疏散 系统 的 逃 生指 示 方 向 固 定 、人 员 疏 散 时 间 长 等 问题 ，提 出 了 一 种 基 于 Ｗ ＳＮ 的 楼 宇疏 散 系统 。
应 用 分 析 表 明 ，该 疏 散 系统 有 效 且 可行 ，可 实现 动 态控 制 疏 散 指 示灯 ，缩 短人 员疏 散 时 间 ，为 消 防疏 散 设 计提 供 参 考 的 系
统模 型 和 求 解 算 法 。
关 键 词 ：蚁 群 算 法 ；ＷｉＦｉ；传 感 器
中 图 分 类 号 ：ＴＰ２７３
通过 现 有 的 传 感 器技 术 、Ｗ ｉＦｉ探 针技 术 和 Ｗ ｉＦｉ无 线 通 信 技 术 实现 楼 宇 消 防 环 境 的 实 时 监 测 。在 此 基 础 上 ，利 模 型 ，进 行 了蚁 群 算 法 的优 化 和 改 进 ，并 给 出 了改进 后 的 蚁 群 算 法 的具 体 使 用 方 法 。根 据 实 例 的
目前 ，传 统 的 疏 散 系统 功 能 简 单 ，缺 乏 智 能 化 ，在 火 灾 发 生 时 ，人 员 疏 散 时 间长 、容 易 造 成 拥 挤 ，且 其 疏 散 指 示 方 向 固定 。但 如 果 指 示 的 前 方 发 生 火 灾 或 正 是 烟 雾 蔓 延 过 来 的方 向 ，将 严 重 危 及 逃 生 人 群 的安 全 。 因 此 ，本 文 设 计 一 种 基 于 ＷＳＮ 的 疏 散 系 统 ，在 火 灾 发 生 和 蔓 延 时 ，能 快 速 、安 全 、有 效 地 指 引 受 灾 人 员 逃 生 。
文 献 标 识 码 ：Ａ
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｅｖａｃｕａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｂａｓｅｄ Ｏ１３ Ｉｍ ｐｒｏｖｅｄ Ａｎｔ Ｃｏｌｏｎｙ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ
Ｌｕｏ Ｈｕｉｂｉｎ，Ｈｕａｎｇ Ｊｉａｘｉ，Ｌｕ Ｘｕｅｗｅｎ （Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｏｍ ｐｕｔｅｒ，Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｚｈｕｈａｉ，Ｚｈｕｈａｉ ５１９０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｅｖａｃｕａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｓｕｃｈ ａｓ ｆｉｘｅｄ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ，ａｎｄ ｌｏｎｇ ｔｉｍ ｅ ｅｖａｃｕａｔｉｏｎ，ａ Ｗ ＳＮ （Ｗ ｉｒｅｌｅｓｓ Ｓｅｎｓｏｒ Ｎｅｔｗ ｏｒｋ） ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｅｖａｃｕａｔｉｏｎ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅ ｓｅｎｓｏｒ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗ ｉＦｉ ｐｒｏｂｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｗ ｉＦｉ ｗ ｉｒｅｌｅｓｓ ｃｏｍ ｍ ｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｒｅ ｕｓｅｄ ｔＯ ａｃｈｉｅｖｅ ｒｅａｌ—ｔｉｍ ｅ ｍ ｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｏｆ ｆｉｒｅｆｉｇｈｔｉｎｇ ｅｎｖｉｒｏｎｍ ｅｎｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅｓｅ，ａ ｂｕｉｌｄ— ｉｎｇ ｅｖａｃｕａｔｉｏｎ ｍ ｏｄｅｌ ａｄｏｐｔｉｎｇ ａｎｔ ｃｏｌｏｎｙ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｉｓ ｓｅｔ．Ａｎｄ ｏｐｔｉｍ ｉｚａｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｍ ｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ａｒｅ ｄｉｓｃｌｏｓｅｄ ａｔ ｔｈｅ ｓａｍ ｅ ｔｉｍ ｅ．Ｔ ｈｅ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｅｘａｍ ｐｌｅ ｐｒｏｖｅｓ ｔｈｉｓ ｅｖａｃｕａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｒｅｌｉａｂｌｅ，ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｒｅａｌｉｚｅ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔａｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｅ— ｖａｃｕａｔｉｏｎ ｌｉｇｈｔｓ，ｓｈｏｒｔｅｎ ｔｈｅ ｅｖａｃｕａｔｉｏｎ ｔｉｍ ｅ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｅｖａｃｕａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｍ ｏｄｅｌ ａｎｄ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ａｒｅ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａｎｔ ｃｏｌｏｎｙ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ；Ｗ ｉＦｉ；ｓｅｎｓｏｒ
引 言
１ 人 员 疏 散 策 略
随 着 社 会 经 济 的 发 展 ，现 代 建 筑 越 来 越 趋 向 于 高 层 化 、多 功 能 化 及 大 型 化 ，现 有 的 公 共 消 防 监 测 设 备 还 不 尽 完 善 ，有 些 地 区 还 未 达 到 国 家 标 准 要 求 。高 层 建 筑 、大 型 商 场 、地 铁 隧 道 等 人 员 密 集 的 场 所 对 消 防 提 出 了 难 题 ，而 各 地 火 灾 事 故 的 发 生 也 将 消 防 装 备 配 备 与 疏 散 救 援 需 要 不 匹 配 的矛 盾 完 全 暴 露 出来 ，因此 各 地 必 将 增 加 消 防设 备 与 疏 散 系 统 的 投 入 和 完 善 。
１．１ 传 统 的 人 员疏 散 策 略
传 统 的 人 员 疏 散 策 略 重 点 强 调 的 是 “就 近 原 则 ”，其 疏 散 路 线 是 固 定 不 变 的 ，无 法 根 据 现 场 实 时 监 测 到 的火 灾 情 况 动 态 调 整 逃 生 路 径 ，容 易 造 成 逃 生 人 员 误 入 险 境 ，导 致 人 员 伤 亡 。
ｌ＿ ｜ ＿ ｆｌ
根 据 改 进 蚁 群 算 法 的 楼 字 疏 散 系 统 设 计 ＊
罗 回 彬 ，黄 嘉蠼 ，卢 学 文
（北 京 理 工 大 学 珠 海 学 院 计 算 机 学 院 ，珠 海 ５１９０００）
摘 要 ：为 了解 决 传 统 疏散 系统 的 逃 生指 示 方 向 固 定 、人 员 疏 散 时 间 长 等 问题 ，提 出 了 一 种 基 于 Ｗ ＳＮ 的 楼 宇疏 散 系统 。
应 用 分 析 表 明 ，该 疏 散 系统 有 效 且 可行 ，可 实现 动 态控 制 疏 散 指 示灯 ，缩 短人 员疏 散 时 间 ，为 消 防疏 散 设 计提 供 参 考 的 系
统模 型 和 求 解 算 法 。
关 键 词 ：蚁 群 算 法 ；ＷｉＦｉ；传 感 器
中 图 分 类 号 ：ＴＰ２７３
通过 现 有 的 传 感 器技 术 、Ｗ ｉＦｉ探 针技 术 和 Ｗ ｉＦｉ无 线 通 信 技 术 实现 楼 宇 消 防 环 境 的 实 时 监 测 。在 此 基 础 上 ，利 模 型 ，进 行 了蚁 群 算 法 的优 化 和 改 进 ，并 给 出 了改进 后 的 蚁 群 算 法 的具 体 使 用 方 法 。根 据 实 例 的
目前 ，传 统 的 疏 散 系统 功 能 简 单 ，缺 乏 智 能 化 ，在 火 灾 发 生 时 ，人 员 疏 散 时 间长 、容 易 造 成 拥 挤 ，且 其 疏 散 指 示 方 向 固定 。但 如 果 指 示 的 前 方 发 生 火 灾 或 正 是 烟 雾 蔓 延 过 来 的方 向 ，将 严 重 危 及 逃 生 人 群 的安 全 。 因 此 ，本 文 设 计 一 种 基 于 ＷＳＮ 的 疏 散 系 统 ，在 火 灾 发 生 和 蔓 延 时 ，能 快 速 、安 全 、有 效 地 指 引 受 灾 人 员 逃 生 。
文 献 标 识 码 ：Ａ
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｅｖａｃｕａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｂａｓｅｄ Ｏ１３ Ｉｍ ｐｒｏｖｅｄ Ａｎｔ Ｃｏｌｏｎｙ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ
Ｌｕｏ Ｈｕｉｂｉｎ，Ｈｕａｎｇ Ｊｉａｘｉ，Ｌｕ Ｘｕｅｗｅｎ （Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｏｍ ｐｕｔｅｒ，Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｚｈｕｈａｉ，Ｚｈｕｈａｉ ５１９０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｅｖａｃｕａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｓｕｃｈ ａｓ ｆｉｘｅｄ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ，ａｎｄ ｌｏｎｇ ｔｉｍ ｅ ｅｖａｃｕａｔｉｏｎ，ａ Ｗ ＳＮ （Ｗ ｉｒｅｌｅｓｓ Ｓｅｎｓｏｒ Ｎｅｔｗ ｏｒｋ） ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｅｖａｃｕａｔｉｏｎ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅ ｓｅｎｓｏｒ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗ ｉＦｉ ｐｒｏｂｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｗ ｉＦｉ ｗ ｉｒｅｌｅｓｓ ｃｏｍ ｍ ｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｒｅ ｕｓｅｄ ｔＯ ａｃｈｉｅｖｅ ｒｅａｌ—ｔｉｍ ｅ ｍ ｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｏｆ ｆｉｒｅｆｉｇｈｔｉｎｇ ｅｎｖｉｒｏｎｍ ｅｎｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅｓｅ，ａ ｂｕｉｌｄ— ｉｎｇ ｅｖａｃｕａｔｉｏｎ ｍ ｏｄｅｌ ａｄｏｐｔｉｎｇ ａｎｔ ｃｏｌｏｎｙ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｉｓ ｓｅｔ．Ａｎｄ ｏｐｔｉｍ ｉｚａｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｍ ｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ａｒｅ ｄｉｓｃｌｏｓｅｄ ａｔ ｔｈｅ ｓａｍ ｅ ｔｉｍ ｅ．Ｔ ｈｅ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｅｘａｍ ｐｌｅ ｐｒｏｖｅｓ ｔｈｉｓ ｅｖａｃｕａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｒｅｌｉａｂｌｅ，ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｒｅａｌｉｚｅ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔａｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｅ— ｖａｃｕａｔｉｏｎ ｌｉｇｈｔｓ，ｓｈｏｒｔｅｎ ｔｈｅ ｅｖａｃｕａｔｉｏｎ ｔｉｍ ｅ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｅｖａｃｕａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｍ ｏｄｅｌ ａｎｄ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ａｒｅ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａｎｔ ｃｏｌｏｎｙ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ；Ｗ ｉＦｉ；ｓｅｎｓｏｒ
引 言
１ 人 员 疏 散 策 略
随 着 社 会 经 济 的 发 展 ，现 代 建 筑 越 来 越 趋 向 于 高 层 化 、多 功 能 化 及 大 型 化 ，现 有 的 公 共 消 防 监 测 设 备 还 不 尽 完 善 ，有 些 地 区 还 未 达 到 国 家 标 准 要 求 。高 层 建 筑 、大 型 商 场 、地 铁 隧 道 等 人 员 密 集 的 场 所 对 消 防 提 出 了 难 题 ，而 各 地 火 灾 事 故 的 发 生 也 将 消 防 装 备 配 备 与 疏 散 救 援 需 要 不 匹 配 的矛 盾 完 全 暴 露 出来 ，因此 各 地 必 将 增 加 消 防设 备 与 疏 散 系 统 的 投 入 和 完 善 。