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系統識別號 U0002-0207200802563700
中文論文名稱 使用Diffusion Method設計與規劃逃生路線
英文論文名稱 The Research and Design of the Evacuation Routing Plan by Diffusion Method
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 資訊工程學系碩士班
系所名稱(英) Department of Computer Science and Information Engineering
學年度 96
學期 2
出版年 97
研究生中文姓名 梁益州
研究生英文姓名 Yi-Zhou Liang
學號 695410661
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2008-06-11
論文頁數 63頁
口試委員 指導教授-陳瑞發
委員-林偉川
委員-王英宏
委員-陳瑞發
中文關鍵字 位能場  擴散理論  多代理人  逃生路線  最佳逃生路徑 
英文關鍵字 Potential Field  Diffusion Method  Multiagent  Evacuation Routing Plan  Optimal Escape Route 
學科別分類 學科別應用科學資訊工程
中文摘要 在建築物環境中,緊急災害發生之前,規劃出一個適當逃生路線圖是非常重要的。
傳統的逃生路線僅提供固定的逃生路線,當發生災害發生在不同地點時,傳統逃生路線則可能不是最佳的逃生路線,人可能選擇相同的出口逃生,可能增加全體疏散完畢的時間。
因此本論文研究提出一個方法”最佳的逃生路線(Optimal Escape Route,簡稱OER)”,OER根據人群所處地點和災變地點,能夠集合,以及分組規劃人群,設計出一個較適當的逃生路線圖,供各人群逃生。因此,OER能夠有效減少全體疏散完畢的時間,讓人群在災變中安全地逃生。
英文摘要 It is very import to design an evacuation plan before the emergency occurs in a building.

The traditional evacuation plan only provides the fixed escape routes, if an emergency occurs at the different location, the escape route could not be an optimal escape path, people might choose the same exit to escape, it would increase the duration of the escaping time.

In this thesis, we propose a method, called “Optimal Escape Route (OER),” OER is according to the locations of people to from groups, and design an optimal escape path for each group. The OER can efficiently decrease the duration of escape time, and let people safely escape from an emergent environment.
論文目次 目錄 I
圖目錄 III
表目錄 V
第一章 緒論 1
1.1 研究動機及研究目的 1
1.2 論文架構 3
第二章 相關研究 4
2.1 Potential Field Method 4
2.2 Diffusion Method 6
2.3 Multiagent Evacuation Planning 9
第三章 研究內容與方法 12
3.1 Diffusion計算逃生距離 14
3.2 最佳逃生路徑研究 (Optimal Escape Route) 19
第四章 模擬實作與結果討論 29
4.1 模擬實作說明 29
4.1.1 模擬實作目標 29
4.1.2 模擬實作環境 29
4.1.3 定義資料結構 30
4.1.4 實作介面說明 31
4.2 模擬結果與討論 33
4.2.1 模擬火災疏散 33
4.2.2 模擬最佳路徑疏散 41
第五章 結論與未來相關研究 52
參考文獻 54
附錄—英文論文 56


圖目錄
圖 1.1傳統A、B行進的逃生路線 [消防署2005] 2
圖 1.2根據災變位置範圍模擬A,B適當行進的逃生路線 3
圖 2.1機器人行進路徑切成n等份計算 5
圖 2.2因環境過於複雜造成路徑顛簸 6
圖 2.3擴散現象示意圖 7
圖 2.4 Diffusion以終點擴散全區圖 (1) 7
圖 2.5 Diffusion以終點擴散全區圖 (2) 8
圖 2.6逃生行動 [Takashi 1991] 10
圖 2.7 M和N的互動 10
圖 2.8 Predicate/Transition Net 11
圖 3.1模擬環境 12
圖 3.2逃生路線研究方法 13
圖 3.3以出口為起點往外擴散 14
圖 3.4轉換成BFS概念 15
圖 3.5下標數字表示該點離出口的距離(步數) 15
圖 3.6 Diffusion Method計算各點位置離逃生出口的流程圖 16
圖 3.7以出口為起點往外層計算( Flag , Distance ) 17
圖 3.8鄰近Node的Flag是否為0 18
圖 3.9全區域擴散完成 19
圖 3.10人群應往逃生的路線 20
圖 3.11只能先疏散A或B 21
圖 3.12可以疏散B、C或D 21
圖 3.13最佳逃生路徑研究流程圖 22
圖 4.1實作程式初始介面 31
圖 4.2火災暖區 32
圖 4.3模擬火災暖區格式圖 33
圖 4.4傳統逃生路線圖 34
圖 4.5模擬輸出介面 34
圖 4.6模擬各人群逃生路線 40
圖 4.7各人群逃生方法時間比較 41
圖 4.8模擬全體人群接近逃生出口一 41
圖 4.9經OER計算模擬逃生路線 48
圖 4.10各人群逃生方法時間比較圖 48
圖 4.11六種不同情況的環境 49
圖 4.12模擬出不同情況的逃生路線 50
圖 4.13各人群逃生方法時間比較 51

表目錄
表 2.1 PFM和DM的優缺點 8
表 3.1最佳逃生路徑研究規劃的演算流程 25
表 3.2各出口計算人群距離 26
表 3.3 OER計算第一回合 26
表 3.4 OER計算第二回合 27
表 3.5 OER計算第三回合 27
表 3.6 OER計算第四回合 28
表 4.1環境平台軟硬體設備 29
表 4.2人群物件 30
表 4.3逃生出口物件 30
表 4.4災變點,障礙物物件 31
表 4.5模擬火災OER第一回合計算 35
表 4.6模擬火災OER第二回合計算 36
表 4.7模擬火災OER第三回合計算 36
表 4.8模擬火災OER第四回合計算 37
表 4.9模擬火災OER第五回合計算 38
表 4.10模擬火災OER第六回合計算 38
表 4.11模擬火災OER第七回合計算 39
表 4.12模擬火災OER計算結果 39
表 4.13模擬OER疏散第一回合計算 42
表 4.14模擬OER疏散第二回合計算 43
表 4.15模擬OER疏散第三回合計算 43
表 4.16模擬OER疏散第四回合計算 44
表 4.17模擬OER疏散第五回合計算 45
表 4.18模擬OER疏散第六回合計算 45
表 4.19模擬OER疏散第七回合計算 46
表 4.20模擬OER疏散第八回合計算 47
表 4.21 OER疏散計算結果 47
參考文獻 [1] 消防署,「高科技廠房消防防護計畫」: http://www.nfa.gov.tw/ ,2005
[2] Osmon Burchan Bayazit [Online], Washington University, SaintLouis,Available:http://www.cse.wustl.edu/~bayazit/courses/cse558/index.php.
[3] John Crank, “The Mathematics of Diffusion Second Edition” Oxford University Press, United Kingdom, March 1979.
[4] Brian J Ford, “Brownian Movement In Clarkia Pollen: A Reprise Of The First Observations”, The Microscope,Vol.40, No.4, pp.235-241, 1992. Available:http://www.brianjford.com/wbbrowna.htm.
[5] Oussama Khatib, “Real-Time Obstacle Avoidance for Manipulators and Mobile Robots”, The International Journal of Robotics Research, Vol.5, pp.90-98, 1986.
[6] Mulder, J., “Basic Principles of Membrane Technology Third Editi- on”, Springer-Verlag Inc., New York, 1997.
[7] M.G. park, M.C. Lee, “Experimental Evaluation of Robot Path Plan- ning by Artificial Potential Field Approach with Simulated Anneali- ng” Society of Instrument and Control Engineers of Japan, August 5 7, 2002,pp.2190-2195.
[8] Prahlad Vadakkepat, Kay Chen Tan, Wang Ming-Liang, “Evolutio-nary Artificial Potential Fields and Their Application in Real Time Robot Path Planning” Congress of Evolutionary Computation, San Diego, California, July, 2000, pp.256-263.
[9] Takashi Nishiyama, “Multiagent Evacuation Planning By Distrbuted Constraint Satisfaction”, proceedings of IECON '91. , 1991 Internat-ional Conference on Systems.
[10] Li-Hao Yang, “Building a Cooperative Virtual Environment –The Behavior Model of decision Maker in a Cooperative Team ” Master’s thesis, Tamkang Univ. , Taiwan, 2005.
[11] Chun-Huan Yang, “Building a Cooperative Virtual Environment – The Behavior Model of Attacker in a Cooperative”, Master’s thesis, Tamkang Univ. , Taiwan, 2005.

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