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ISSN 1009-0029  CN 12-1311/TU
消防科学与技术

消防科学与技术 ›› 2021, Vol. 40 ›› Issue (2): 204-208.

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基于改进的A*和人工势场算法的火灾路径规划

曹祥红1，黄梦溪1,2，李栋1，童硕1，杜薇1，魏晓鸽1   

  1. 1. 郑州轻工业大学建筑环境工程学院，河南郑州450002；2. 重庆长厦安基建筑设计有限公司郑州分公司，河南郑州450000
  • 出版日期:2021-02-15 发布日期:2021-02-15
  • 通讯作者: 黄梦溪(1995-)，女，郑州轻工业大学建筑环境工程学院研究生。
  • 作者简介:曹祥红(1972-)，女，河南南阳人，郑州轻工业大学建筑环境工程学院副教授，主要从事建筑电气、智能照明控制技术、智能供配电技术等方面的研究，河南省郑州市高新区科学大道136 号，450002。
  • 基金资助:
    河南省重点研发与推广专项（212102210020）

Fire path planning based on improved A* and artificial potential field algorithm

CAO Xiang-hong1, HUANG Meng-xi1,2, LI Dong1, TONG Shuo1, DU Wei1, WEI Xiao-ge1   

  1. 1. College of Building Environmental Engineering, Zhengzhou University of Light Industry, Henan Zhengzhou 450002, China; 2. ARCH-AGE Design, Henan Zhengzhou 450000, China
  • Online:2021-02-15 Published:2021-02-15

摘要：

传统火灾疏散过程中疏散指示灯指示方向固定，无法根据火灾情况改变疏散方向，为了解决这种情况，提出改进的A*算法和人工势场算法，对火灾发生时的人群疏散路径进行规划。通过优化g 值、改进OPEN 列表存储结构的方法改进A*算法，通过改进引力函数、加入虚拟侧向力的方法改进人工势场算法，以达到火灾应急疏散的要求，即快速找到疏散路径的同时远离着火区域。通过实验仿真验证了两种改进算法的可行性，可以在时间和环境双重约束情况下成功避开障碍、远离起火位置、找到安全出口。

关键词: 火灾疏散, 路径优化, A*算法, 人工势场算法

Abstract:

In the traditional fire evacuation process, the direction of the evacuation indicator is fixed, and the evacuation direction cannot be changed according to the fire situation. In order to solve this situation, this paper proposes an improved A* algorithm and artificial potential field algorithm to plan the crowd evacuation path in case of fire. Improve the A* algorithm by optimizing the g value and improving the OPEN list storage structure; Improve the artificial potential field algorithm by improving the gravity function and adding the virtual lateral force to meet the fire emergency evacuation requirements, that is, quickly find the evacuation path while keep away from fire area. The feasibility of the two improved algorithms has been verified through experimental simulations. It can successfully avoid obstacles, stay away from the fire location, and find a safe exit under the dual constraints of time and environment. 

Key words: fire evacuation, path optimization, A* algorithm, artificial potential field algorithm