一种公路隧道内车辆布设模拟方法及系统

本发明涉及疏散模拟领域，尤其涉及一种公路隧道内车辆布设模拟方法及系统。

背景技术：

1、随着我国隧道数量及机动车持有量的增加，且基于隧道至自身的结构以及机动车车主的驾驶的不规范情况的存在，使得火灾数量呈逐年上升的趋势。现有人员常采用数值模拟的方式来研究公路隧道的火灾特征及人员疏散规律，其中，在进行公路隧道火灾模拟时多采用fds(fire dynamics simulator)软件或者是基于fds二次开发的pyrosim软件，进行公路隧道人员疏散模拟时多采用fds或pathfinder软件，而上述软件均可基于fds代码建立公路隧道的数值模型。若在公路隧道数值模型中布置车辆需对各车辆依次进行计算和设定fds代码，存在计算复杂、容易出错、布置不合理等问题。由于上述问题，现有的公路隧道火灾及疏散模拟时，常忽略或者简化车辆布置，致使模拟结果存在一定的偏差。进而亟需提出一种新的车辆布置模拟方法，以优化在隧道处于紧急情况下来完成人员疏散的问题。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种公路隧道内车辆布设模拟方法及系统，旨在解决现有的隧道疏散模拟系统无法实现精准模拟的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种公路隧道内车辆布设模拟方法，所述方法包括以下步骤：

3、s10，设置车型参数、人员类型参数、公路隧道空间参数和各车道参数，所述公路隧道包括多条车道；

4、s20，根据公路隧道空间参数与各车型参数、车道参数得到对应车型在对应车道的数量占所有车型总数的比值；

5、s30，根据公路隧道空间参数、各车型参数和对应车型在对应车道的数量占所有车型总数的比值得到对应车道的车辆数量；

6、s40，根据各车道的车辆数量与对应车型在对应车道的数量占所有车型总数的比值得到对应车型在对应车道的数量；

7、s50，随机排列各车道的车辆得到对应的排列集合，各集合的长度等于对应车道的车辆数量；

8、s60，根据各车道的车辆排列的集合和各车道的车辆平均车距得到各车道的所有车辆的位置并以fds代码输出，直至所有车道的所有车辆的fds代码均输出完成；

9、s70，将输出的所有fds代码代入至目标火灾模拟或疏散模拟软件中，以实现建立包含车辆的公路隧道火灾模拟或疏散模拟模型。

10、可选地，所述s10具体包括：

11、设置各种车型参数vti，各车型参数vti包括车辆长度lvti、车型人员荷载数量pvti和车型占比rvti，1≤i≤m，m为车型种类数值；

12、设置人员类型参数，所述人员类型参数包括不同人员类型ptj和不同类型人员占比rptj，1≤j≤n，n为人员类型种类数值；

13、设置公路隧道的空间参数，所述空间参数包括隧道的长度、隧道的宽度和隧道的高度，所述隧道包括l条车道，1≤l≤4；

14、设置各车道的参数，各车道参数包括各车道的车辆平均车距vsk和不同车型在对应车道的占比r(rvti，vlk)，1≤k≤l。

15、可选地，所述s10具体包括：

16、设置各种车型参数vti，各车型参数vti包括车辆长度lvti、车型人员荷载数量pvti和车型占比rvti，1≤i≤m，m为车型种类数值；

17、设置人员类型参数，所述人员类型参数包括不同人员类型ptj和不同类型人员占比rptj，1≤j≤n，n为人员类型种类数值；

18、设置公路隧道的空间参数，所述空间参数包括隧道的长度、隧道的宽度和隧道的高度，所述隧道包括l条车道，1≤l≤5；

19、设置各车道的参数，各车道参数包括各车道的车辆平均车距vsk和不同车型在对应车道的占比r(rvti，vlk)，1≤k≤l。

20、可选地，所述s20，根据公路隧道空间参数与各车型参数、车道参数得到对应车型在对应车道的数量占所有车型总数的比值，具体包括：

21、根据不同车型在对应车道的占比r(rvti，vlk)与各车型的占比rvti得到对应车型在对应车道的数量占所有车型总数的比值r(rvti，vlk，tvn)。

22、可选地，所述s30，根据公路隧道空间参数、各车型参数和对应车型在对应车道的数量占所有车型总数的比值得到对应车道的车辆数量，具体包括：

23、根据隧道的长度、各车道的车辆平均车距vsk、各车型在对应车道的数量占所有车型总数的比值r(rvti，vlk，tvn)、车辆长度lvti得到对应车道的车辆数量vnk，具体公式如下：

24、

25、可选地，所述s40，根据各车道的车辆数量与对应车型在对应车道的数量占所有车型总数的比值得到对应车型在对应车道的数量，具体包括：

26、根据各车道的车辆数量vnk与各车型在对应车道的占比r(rvti，vlk，tvn)，得到对应车型在对应车道的数量vnk(vti)。

27、可选地，所述s30之后，还包括：

28、根据各车道的车辆数量vnk得到所有车型的总数tvn。

29、可选地，所述步骤s40之后，还包括：

30、根据各车型在对应车道的数量vnk(vti)与车型人员荷载数量pvti得到对应车型在对应车道的人员荷载数量tp(rvti，vlk)；

31、根据各车型在对应车道的人员荷载数量tp(rvti，vlk)得到所有车型在对应车道的人员荷载总数tp(vlk)，以及根据各车道的人员荷载总数tp(vlk)得到隧道内部的人员荷载总数tp；

32、根据隧道内部的人员荷载总数tp与不同类型的人员占比rptj得到对应类型人员的人员荷载总数tpj。

33、可选地，所述s10中还包括：

34、各车型占比rvti需满足如下公式：

35、

36、各类型人员占比rptj需满足如下公式：

37、

38、各车型在对应车道的占比r(rvti，vlk)需满足如下公式：

39、

40、此外，为了实现上述目的，本发明还提供一种公路隧道内车辆布设系统，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的公路隧道内车辆布设模拟程序，所述公路隧道内车辆布设模拟程序被所述处理器执行时实现如上述所述的公路隧道内车辆布设模拟方法的步骤。

41、有益效果：

42、本发明提出的一种公路隧道内车辆布设模拟方法，通过设置车型参数、人员类型参数、公路隧道空间参数和各车道参数，所述公路隧道包括多条车道，进而根据公路隧道空间参数、各车型参数和对应车型在对应车道的数量占所有车型总数的比值得到对应车道的车辆数量；以及根据各车道的车辆数量与对应车型在对应车道的数量占所有车型总数的比值得到对应车型在对应车道的数量；并通过随机排列各车道的车辆得到对应的排列集合，各集合的长度等于对应车道的车辆数量；并根据各车道的车辆排列的集合和各车道的车辆平均车距得到各车道的所有车辆的位置并以fds代码输出，直至所有车道的所有车辆的fds代码均输出完成；然后将输出的所有fds代码代入至目标火灾模拟软件中，以实现建立包含车辆的公路隧道火灾模拟或疏散模拟模型。进而本发明的模拟方法是可实现快速计算出车辆布置的参数及人员荷载参数、并自动生成相应的车辆模型fds代码，可实现高效准确地布置公路隧道火灾及疏散模拟模型中的车辆，提高了建模效率及模拟结果准确性。