基于wsn的灾难现场最优逃生路径规划研究

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1、万方数据AThesisfortheDegreeofMasterinControlEngineeringResearchonEscapePathPlanninginDisasterEnvironmentBasedonWSNByDongJinglingSupervisor：ProfessorWuChengdongLecturerJiaZ1‘XiNortheasternUniversityJune2012万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地

2、方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢=C已。恩。学位论文作1者签名：童晶晶于。阻p匕入卜侣亚佃：玉Jq“q日期：洳p．莎·≯≥学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导

3、师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半V两年口学位论文作者签名：裸晶签字目期：汐，上．万、≯弓导师签名：关俄寺、签字日期：b，】．∥．)3I万方数据东北大学硕士学位论文摘要基于WSN的灾难现场最优逃生路径规划研究摘要近年来的建筑灾难事故频发，所造成的人员伤亡和财产损失上升趋势明显，针对建筑灾难救援的相关研究就变得越来越重要。为被困人员规划安全合理的逃生路径是灾难救援中的一个关键技术问题。但目前，逃生路径规划研究存在两方面问题，一是灾难现场环境信息的实时获取问题，二是面向灾难环境的动态路径

4、规划问题。无线传感器网络(WirelessSensorNetwork，WSN)作为一种先进的智能监控网络系统，且已经被引入建筑灾难救援领域，为逃生路径规划的研究提供了良好的技术载体。因而，结合无线传感器网络研究快速安全的逃生路径规划问题为提高灾难救援效率提供了有力支持，也为WSN应用技术研究提供了新的思路。本文首先对静态确定环境下典型的路径规划算法进行分析，并总结出路径规划问题的技术难点。进而，研究WSN实时信息采集和处理方法，实现现场环境信息的快速获取。并在此基础上，提出灾难环境下基于蚁群算法(AntC

5、olonyAlgorithm，ACA)的最优逃生路径规划算法。该算法针对传统蚁群算法收敛速度慢、易陷入局部最优的问题，结合WSN获取的信息，提出了自适应调整信息素挥发因子和调节信息素释放量的方法，从而有效提高了全局搜索能力，避免了结果已陷入局部最优的缺点。针对建筑物内的灾难态势实时变化的特点，本文研究了基于WSN二元感知数据的SNAP(SubtractonNegativeAddonPositive，SNAP)定位算法，实现了火源位置的确定；同时，基于RSSI定位机制获取被困人员位置信息。进而，根据灾难现场

6、的全局环境信息和变化趋势，建立火灾蔓延模型。为了进一步优化逃生路径，将本文改进后的蚁群算法与Dijkstra算法相结合，提出了更为安全高效的逃生路径规划算法叫ACA(D．AntColonyAlgorithm，DACA)，该算法能够有效提高全局最优解的精度和收敛速度，为被困人员提供最为快捷合理的逃生路径。此外，本文在MATLAB平台下，利用WSN采集的数据构建了动态灾难仿真环境，在此环境下，针对Dijsktra算法、基本蚁群算法和改进算法进行了仿真实验。通过实验结果的比较和分析，证明了本文提出的蚁群改进算法

7、和DACA算法能够有效合理的进行逃生路径规划，满足灾难救援的需求。万方数据东北大学硕士学位论文摘要关键词：无线传感器网络；灾难逃生：路径规划；蚁群算法：DACA算法万方数据东北大学硕士学位论文AbstractEscapePathPlanninginDisasterEnvironmentBasedonWSNAbstractInrecentyears，disastersandaccidentshavehappenedonbuildingsfrequently．Increasingdamagesandlosse

8、stolivesandpropertieshavebeencaused，SOthatithasbecomingmoreandmoreimportanttostudyonthedisasterreliefaimingatbuildingenvironment．Arrangingasafeandsensibleescapingroutefortrappedpeopleisoneofthekeytechnicalproblems．B