具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

参见图2，本发明实施例一提供了一种建筑物楼层内人员导航方法，包括如下操作步骤：

步骤S100：首先服务器直接或间接采集建筑物内的人员位置信息和疏散出口位置信息；在具体实施时，服务器可以直接通过服务器端获取采集的上述人员位置信息和疏散出口位置信息；当然服务器其可以通过定位装置等采集设备间接获取到人员位置信息和疏散出口位置信息；

步骤S200：服务器根据建筑物内所有人员的数量分布确定一条初始的人数均值分界线A，使得位于人数均值分界线A两侧人员数量相等或两侧人数差小于人数预设值；

步骤S300：服务器根据建筑物的疏散出口位置信息，确定一条初始的距离相近分界线B，使得距离相近分界线B两侧的疏散出口到距离相近分界线B的距离相等或距离差值小于距离预设值；在初始的人数均值分界线A和初始的距离相近分界线B之间设置一条初始因素平衡线C,初始因素平衡线C夹在人数均值分界线A和距离相近分界线B之间；

步骤S400：服务器以初始因素平衡线C为基准线，将位于初始因素平衡线C两侧的所有人员分别为集合M和集合N；指引集合内的人员向与该集合位于初始平衡线C相同侧的出口疏散；此时人员手中具有手持设备，可以通过手持设备获得服务器的指引指令；

步骤S500：服务器计算集合M和集合N的人员疏散至相应疏散出口的时间分别为Tm和Tn，同时计算整体疏散时间差△t＝|Tm-Tn|；

步骤S600：服务器判断当前整体疏散时间差△t是否小于时间差阈值，若是，则认定当前的集合M和集合N为最优分配集合，且当前人员对应的疏散路径为最佳疏散路径，并跳转步骤S800执行；若否，则认定当前的集合M和集合N为非最优分配集合，且当前人员的疏散路径并非最佳疏散路径，然后进入步骤S700执行；

步骤S700：服务器继续对此时的疏散路径进行调整分析，此时整体疏散时间差△t大于或等于时间差阈值，判断若Tm>Tn+△t,则在集合M中选取离初始因素平衡线C最近的一个人员归入集合N中，使该人员的对应的疏散出口调整为原集合N中的人员对应的疏散出口(本实施例中的上述疏散出口为两个)，确定了更新后的集合M和集合N；判断若Tn>Tm+△t,则在集合N中选取离初始因素平衡线C最近的一个人员归入集合M中，使该人员的对应的疏散出口调整为原集合M中的人员对应的疏散出口,确定了更新后的集合M和集合N回到步骤S500继续执行相应操作；

步骤S800:服务器存储集合M和集合N对应的人员的疏散路径作为疏散依据。

本发明实施例一提供的建筑物楼层内人员导航方法，其中的疏散路径计算方法涉及如下方案：服务器以初始因素平衡线C为基准线，将位于初始因素平衡线C两侧的所有人员分别划分为集合M和集合N；然后分别向集合M和集合N对应的人员持有的手持设备发送导航指令，引导确定每个人员的疏散路径信息；其中集合M为初始因素平衡线C一侧人员，导航指令引导集合M的人员疏散至该侧的疏散出口；集合N为初始因素平衡线另一侧人员，导航指令引导集合N的人员疏散至上述集合N位置同侧的疏散出口；

随后服务器计算集合M和集合N的人员疏散至相应疏散出口的时间分别为Tm和Tn，同时计算整体疏散时间差△t，△t＝|Tm-Tn|(在初始状态下，第一次计算整体疏散时间差△t其实际上为初始的整体疏散时间差△t，然而在随后的迭代求解过程中其将对整体疏散时间差△t进行不断更新)；随后判断当前整体疏散时间差△t是否小于时间差阈值，若是，则认定当前的集合M和集合N为最优分配集合，且当前人员对应的疏散路径为最佳疏散路径，并跳转步骤S800执行(此时认定其满足整体逃逸时间最短条件)；若否，则认定当前的集合M和集合N为非最优分配集合，且当前人员的疏散路径并非最佳疏散路径，需要选取离初始因素平衡线C最近的一个人员重新规划其所属集合，得到更新后的集合M和集合N，然后进入步骤S500继续对更新后的集合M和集合N计算相应疏散出口的时间，同时计算更新后的整体疏散时间差△t，继续判断整体疏散时间差△t与时间差阈值关系，直至其满足整体逃逸时间最短条件跳转执行步骤S800；即多次顺序重复步骤S500、步骤S600、步骤S700直至确定更新后的集合M和集合N对应的人员的疏散路径，满足当前整体疏散时间差△t小于时间差阈值条件后，跳转执行步骤S800。步骤S800:服务器存储集合M和集合N对应的人员的疏散路径作为疏散依据，从而完成上述导航处理的主要流程。

通过分析上述步骤可知，本发明实施例一提供的建筑物楼层内人员导航方法，其以初始因素平衡线C为基准，逐一分配每个疏散出口的初始使用人数以及确定疏散路径，计算得到两侧对应疏散出口之间的整体疏散时间差(以上疏散路径以及整体疏散时间差实际是系统基于整体用时最短策略原则初步设计的，其中当整体疏散时间差△t小于时间差阈值时则认定其满足整体逃逸时间最短条件)；如果满足整体逃逸时间最短条件，则认定当前集合M和集合N为最佳分配集合，同时认定当前集合M和集合N对应人员的疏散路径为最佳疏散路径；如果不满足整体逃逸时间最短条件，则系统需要调整更新初始因素平衡线两侧的集合对应的人员，后续需要反复验证，通过动态验算方式不断验算疏散路径，直至更新后的集合满足整体逃逸时间最短条件后，确定更新后的集合为最佳分配集合，此时更新后的疏散路径为最佳疏散路径。

在具体调整初始因素平衡线两侧的集合的人员时，需要继续判断若Tm>Tn+△t,则在集合M中选取离初始因素平衡线C最近的一个人员归入集合N中，使该人员的对应的疏散出口调整为原集合N中的人员对应的疏散出口，确定了更新后的集合M和集合N；继续判断若Tn>Tm+△t,则在集合N中选取离初始因素平衡线C最近的一个人员归入集合M中，使该人员的对应的疏散出口调整为原集合M中的人员对应的疏散出口,确定了更新后的集合M和集合N；

在上述操作步骤中，上述初始因素平衡线的设计已经参考了人数和距离两大因素，从而确定了集合M和集合N；然而在执行上述建筑内人员导航方法时需要在初始的疏散路径基础上，继续不断验证疏散路径的是否满足整体逃逸时间最短条件，不满足时，则根据两个集合具体分布特点，一个人员一个人员的划拨调整集合M和集合N的人员，经过多次验算不断更新集合M和集合N，最终在某次验算过程中求解出更新后的集合M和集合N满足整体逃逸时间最短条件，由此确定更新后疏散路径为最佳疏散路径；这样一来，通过上述疏散路径计算方法实现了整体用时最短策略原则以及人数平衡，空间疏散距离平衡两个方面因素考虑设计了疏散路径，并经过不断验算迭代，确定了最佳路径规划方案，确保了整个建筑内所有人员在整体用时上实现了科学分配，确保人员安全及时疏散。本发明实施例建筑物楼层内人员导航方法，针对上述两个疏散出口进行导航时，在极端情况下，如果所有人员按照最短路径原则都走单侧的疏散出口(例如：都走左侧的疏散出口)所用时间仍然小于本实施例所采用的楼层导航方法任意一种疏散路径的整体疏散时间，则说明所有人员都走左侧的疏散出口就是最佳疏散路径，就不必分配人使用右边的疏散通道了。这种情况下不必采用本发明实施例的应用方法，因此说在进行人员分配之前，需先验证在当前情况下应用本发明是否合适，认定合适后再采用本发明实施例输出的最佳路径。对于不适用本发明实施例的建筑物楼层内人员导航方法的情况，本申请不再赘述。

实施例二

参见图3，本发明实施例二提供了一种建筑物楼层内人员导航方法，该导航方法的主要处理方式与上述实施例一中的建筑物楼层内人员导航方法的主要处理方式相同，其主要操作包括步骤S100-步骤S800，关于上述步骤S100-步骤S800同样也可以参见图3；不仅如此，本发明实施例二涉及的建筑物楼层内人员导航方法其在具体实施时还涉及动态采集监测、合理划分初始因素平衡线C等技术方案；

在执行步骤S100时，本发明实施例二涉及的建筑物楼层内人员导航方法其需要实时采集建筑物内的人员位置信息；而且需要每隔预设时间周期更新采集所有人员的人员位置信息；当检测人员位置信息发生变化时，执行步骤S100-步骤S800的操作；分析可知，本实施例二涉及的建筑物楼层内人员导航方法其对于楼层内人员的疏散路径规划是随着具体情况而动态变化的，其不断采集建筑物内的人员位置信息，并按照预设时间周期进行监控，可以不断更新优化规划策略；举例说明，当初始规划路径确定执行后并疏散一段预设时间周期后，发现人员分布情况有了新的变化，此时则需要在此基础上重新执行步骤S100-步骤S800的操作(需要重新采集人员位置信息，重新划分人数均值分界线A和距离相近分界线B，重新规划调整集合M和集合N的人员等)，而不是简单的执行步骤S500到步骤S800的操作。然而在采集完成后，在新的预设时间周期内则需要不断迭代验算更新的规划路径，更新的集合M和集合N的分配人数，此时则需要按照步骤S500到步骤S800来顺序执行，从而求解出满足整体逃逸时间最短条件的更新后的集合M和集合N，由此确定更新后疏散路径为最佳疏散路径。

在本发明实施例二的技术方案中：为了使初始分配的人员数量贴近最终分配的目的，促使其满足整体逃逸时间最短条件，从而设计了初始的因素平衡线；上述初始的因素平衡线对于后续人员导航路径规划具有重要的意义；在步骤S300中，当人数均值分界线A以及距离相近分界线B这两条线平行时，取人数均值分界线A以及距离相近分界线B的距离中间线为初始因素平衡线C；当人数均值分界线A以及距离相近分界线B这两条线不平行时，取人数均值分界线A以及距离相近分界线B两线夹角的角度平分线的延长线为初始因素平衡线C。在本发明实施例的具体技术方案中，人数均值分界线是一条直线，同样距离相近分界线也是一条直线，但是只有部分情况下两条直线平行，当然也有情况下的不平行。平行时，取人数均值分界线以及距离相近分界线的距离中间线为初始因素平衡线，这样得到的初始因素平衡线认为是平衡中和了以上两个参考因素，以此进行后续的验算操作。当然，研究发现两条线不平行时也可以取人数均值分界线以及距离相近分界线两线夹角的角度平分线的延长线为初始因素平衡线，在这种情况下，计算得到的初始因素平衡线也认为是平衡中和了以上两个参考因素，从而确定了最合理的初始因素平衡线C的位置。

在本发明实施例二的具体技术方案中，在步骤S800之后还包括如下操作；步骤S900：在最优分配集合以及最佳疏散路径确定后，服务器将每个人员的疏散路径信息发送至该人员的手持设备中(即服务器将对应存储集合M的人员的最佳疏散路径的数据发送至集合M所在人员所持有的手持设备上；服务器将对应存储集合N的人员的最佳疏散路径的数据发送至集合N所在人员所持有的手持设备上)；步骤S1000：手持设备接收最佳疏散路径的数据；其中，最佳疏散路径的数据反映的是如下信息：包括最佳的疏散出口位置，当前定位位置和建筑楼层结构图等。

一般来说。每个房间出口至疏散出口位置的时间将与以下两个主要因素有关，一个是疏散距离，即使用当前这个疏散通道进行疏散的人员离这个疏散通道出口距离。另一个因素是人数，人数多的时候排队时间长，疏散时间更长。基于这两个主要影响因素，本实施例的规划方法设定这样的初始划分方式，如图4所示：

首先计算总人数，按人数的中间值画一条线(如图4左边的垂直线，简称人数均值分界线A)，在这条线两边的人数相等或趋于相等。然后计算疏散距离，在疏散距离的中间值再画一条线，在这条线两边的疏散距离相等和人数均值分界线不同，我们有可能找不到使线两边距离相等的线，这时候选择使得疏散距离相差最短的线(如图5右边的垂直线，这条线和办公室的右侧墙壁重合，简称距离相近分界线B)。然后在这两条线中间的位置画一条线(如图4中间的垂直线，简称初始因素平衡线C)，在这条线(因素平衡线)左侧的人员初始分配走左边的这条疏散出口(即图3中的出口1)，在这条线(因素平衡线)右边的人员初始分配走右边的疏散出口(即图3中的出口2)。这样的初始分配方法贴近了使Tm＝Tn的目的(即上述只是理想状态，最优条件是Tm>Tn+△t即可认定为最优规划方案了)。初始分配之后还需进行不断验算计算，如果Tm>Tn，那就在Tm这边选取一个离因素平衡线最近的人员分配给Tn那边(即距离相近分界线不动，微调调整人数均值分界线向左侧移动，移动后走左侧疏散出口的人数会减少，Tm也会相应减少)，然后再进行验算，直至满足最优求解条件。

需要说明的是，本发明实施例一以及实施例二提供了一种建筑物楼层内人员导航方法，其主要的应用场景是单楼层，两个疏散出口，其主要针队单一楼层的疏散方式处理，当然如果是多层建筑，那么也可以使多层建筑的任意一层按照此方式进行疏散处理；举例说明，当前建筑是5层楼，可以选择第2层按照上述实施例的疏散方式处理，然而第3层按照最短路径原则方式处理，由此确定整个建筑物楼层内人员的疏散路径。

实施例三

本发明实施例三提供的多层建筑内人员导航方法，其可以适用于多层建筑。在执行多层建筑物内的左右两个疏散出口路径规划时，则需要按照路径最短原则结合本实施例一中的建筑物楼层内人员导航方法进行综合疏散路径的处理。

举例说明，参见图5(图5是具有5层复合立体结构建筑的一个平面图)，比如该建筑物结构分为5层，每层的结构相同，每层8个房间，左右两侧各有一部楼梯(疏散出口)，出口位于一层的左右两侧。这种情况的人员分配方式如下：首先根据最短路径的原则来划分(注此时甚至可以随机分配一些底层楼层内的人员规划路径)，从底层开始计算一部分人按最短路径的原则走左侧楼梯，另一部分人按最短路径的原则走右侧楼梯。以上各层都按这个原则进行预划分(即从底层开始，逐层按照按照最短路径原则进行划分处理)，同时从建筑的顶层开始重新判定当前楼层的实际规划策略(此时从建筑物的顶层开始，从上到下逐层确定当前楼层是否应当采用实施例一中的建筑物楼层内人员导航方法)。在本案例中，同样还是考虑两个因素，一个是人员数量，另一个是疏散距离。比如说(此时整个建筑总人数560人)，这时候先从底层开始到次顶层按照最短路径原则进行预先规划路径，此时1-4层走左右两侧的人数分别为270人和190人，第5层有100人；然后从第5层开始从上到下逐层判断当前层是否合适采用实施例一的导航方法；此时存在三种情况，其一情况是第5层人都走左侧，当然此时1-4层还是按照最短路径原则分配逃离的，此时建筑物内所有走左侧人员用时仍然小于1-4楼层内中走右侧的人员的用时，此时说明整体建筑走左侧人员用时还是大于走右侧人员用时，说明此时还不是整体用时最短的情况，因此说第5层不适合进行左侧、右侧都分配的建筑物楼层内人员导航方法；这样应当让第5层人员都走左侧，然后继续向下判断第4层人员是否适用本实施例中的建筑物楼层内人员导航方法，后续过程不再赘述。

其二情况是第5层人都走右侧，当然此时1-4层还是按照最短路径原则分配逃离的，此时建筑物内所有走右侧人员用时仍然小于1-4楼层内中走左侧的人员的用时，此时说明整体建筑走右侧人员用时还是大于走左侧人员用时，说明此时还不是整体用时最短的情况，因此说第5层不适合进行左侧、右侧都分配的建筑物楼层内人员导航方法；这样应当让第5层人员都走右侧，然后继续向下判断第4层人员是否适用本实施例中的建筑物楼层内人员导航方法，后续过程不再赘述。综上所述，上述情况一和情况二都是极端情况，都可确定第5层不适合本实施例一中的导航方法；

情况三，此时1-4层还是按照最短路径原则分配逃离的，此时第5层按照都走左侧计算一个时间，按照都走右侧计算一个时间，综合处理分析；计算发现建筑物内所有走左侧人员用时大于1-4楼层内中走右侧的人员的用时，且计算得到建筑物内所有走右侧人员用时大于1-4楼层内中走左侧的人员的用时；此时说明当前第5层都走单侧的情况，并不能满足整体用时最短的原则，因此说，在情况三的案例中第5层都走一侧方式并不合适，此时第5层应当采用本发明实施例一中阐述的建筑物楼层内人员导航方法。(此时只有第5层执行整体用时最短策略，依次执行实施例二中的步骤S100-步骤S1000)；在具体操作时，在第5层中画一条人数均值分界线A，使得走左右两侧的人数大致都为280人(例如该人数均值分界线的左侧疏散出口10人，右侧疏散出口90人)，画一条距离相近分界线B，然后人数均值分界线和距离相近分界线中间画一条中间线(即简称平衡因素线)，作为人员初始分配的依据，最终求解一个初始的规划路径，然后通过不断求解更新这个第5层楼层的最佳规划路径，使其满足整体逃逸时间最短条件，最终求得确定整体建筑物内的人员的最优规划路径方案。

需要补充说明的是，在情况一中，再对上述第4层是否适用本实施例中的建筑物楼层内人员导航方法分析时，同样计算两个极端用时时间，即计算第4层的都走左侧情况的人员疏散整体用时，计算第4层都走右侧情况的人员疏散整体用时，综合处理分析；此时前述内容已经说明了，第5层都走了左侧疏散出口，不用理睬第5层人员；当计算发现建筑物内所有走左侧人员用时(当然此时第4层人员都走左侧)大于剩余人员中走右侧的人员的用时，且计算得到建筑物内所有走右侧人员用时(当然此时第4层人员都走右侧)大于剩余人员中走左侧的人员的用时；此时说明当前第4层都走单侧的情况，并不合适，此时第4层应当采用本发明实施例一中阐述的建筑物楼层内人员导航方法(此时应当修正之前，让第4层按照最短路径分配的策略，从而确定使用实施例一的分配策略)。反之，如果计算发现建筑物内所有走左侧人员用时(当然此时第4层人员都走左侧)仍然小于剩余人员中走右侧的人员的用时，说明此时第4层人员选择都走左侧就是正确的策略，此时第4层则继续执行单侧疏散的策略方案。

实施例四

参见图6，本发明实施例四还提供了一种建筑物内人员疏散导航系统10，包括定位装置100、服务器200和手持设备300，采用实施例一以及实施例三中的导航方法；

其中：上述定位装置100定位装置用于采集建筑物内的人员位置信息，即执行本实施例一中的步骤S100的定位操作；上述服务器200用于执行迭代计算以及最佳疏散路径的求解操作，确定人员的导航路径，即执行本实施例一中步骤S200-步骤S500的疏散导航操作；

上述手持设备300用于接收人员的疏散路径的信息，并向手持设备的人员展示疏散路径的信息，即接收本实施例一中步骤600中的最佳疏散路径的数据形成导航路径(或称疏散路径)；

为了使得建筑物内的人员能够在紧急情况发生时知晓其疏散路径，可以为建筑物内的人员配置手持设备；

服务器在监测灾害发生后，实施上述步骤100-步骤S800的导航方法处理并发送疏散信号(该疏散信号可以解析到有关疏散路径的信息)；随后手持设备接收服务器发送的疏散信号，并在接收到疏散信号后发出警报并显示疏散路径的信息；当然，疏散路径的信息具体包括建筑楼层结构图、人员当前位置、疏散出口、疏散路径等多种信息，以上信息都可以通过手持设备进行显示处理；从而方便个体人员在紧急情况下进行疏散，相对于现有技术而言，本发明实施例所采用的导航方法得到的疏散路径直接能够被人员观察到，避免了在建筑物内设置固定疏散指示时由于人员拥挤或火灾烟气造成的视线阻挡，所以说本发明实施例采用的导航方法，其提高了逃生效率。

在一具体实施方式中，上述定位装置可以为内嵌在手持设备的定位装置，例如人员的手持设备中内嵌的GPS定位装置或者北斗定位装置(或者内嵌的定位模块)；该手持设备连接服务器，周期性的发送人员位置信息。或在一具体实施方式中，上述定位装置也可以为安装在建筑物内的人员感应设备，例如广泛分布在建筑物内的人脸识别装置或红外探测装置等其他人员位置采集设备，通过这种形式的定位装置可以直接采集建筑物内的人员位置，并将其位置信息发送给服务器，这种采集方式更方便直接。

在一具体实施方式中，上述手持设备可以选择为移动终端、智能手表、平板电脑等数码电器设备中的任意一种；手持设备接收服务器发送的疏散信号，并在接收到疏散信号后发出警报并显示疏散路径的信息，其极大的提升了人员疏散的即时性，保障了疏散效率。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。