人群建模仿真算法的研究與系統(tǒng)實現(xiàn).pdf

1、人群建模仿真研究是人群相關(guān)研究領(lǐng)域中重要的一部分。其目的是通過對行人人群的建模，仿真出在虛擬場景中人群可能的運動模式。近年來隨著人口不斷增長，城市化進程加快，針對大規(guī)模人群運動的研究的意義更加凸顯，如關(guān)于人群建模仿真的研究可以有效減少大規(guī)模人群在公共場所事故發(fā)生時所帶來的損失。國外在人群仿真領(lǐng)域已經(jīng)提出了很多經(jīng)典的方法，國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的研究也已經(jīng)起步。
　　在進行人群仿真時，行人個體將會以最大速度運動，并且在仿真過程中的絕大多數(shù)的時

2、間內(nèi)都會保持這個最大速度，即傳統(tǒng)勢場法中存在的“最大速度問題”，其產(chǎn)生的原因是由于傳統(tǒng)勢場法速度控制的延時性。本文提出了一個基于改進的勢場法的人群仿真方法，通過引入交通流理論中的速度密度關(guān)系模型，改善了傳統(tǒng)勢場法的速度控制機制，使得仿真的速度能夠由勢場法和速度密度關(guān)系模型綜合地控制，從而使得傳統(tǒng)勢場法中存在的“最大速度問題”得到處理。本文同時提出了改進的勢場法排斥勢函數(shù)，使得勢場法能夠有更好的群體性表達，從而使得到的人群仿真結(jié)果更加真實

3、自然。為了引入速度密度模型，本文采用了一種層次式的架構(gòu)，將仿真過程分為了宏觀建模和微觀仿真兩部分。即通過區(qū)域分割技術(shù)進行場景建模，得到場景的拓撲表達，并依靠該拓撲表達得到全局路徑的規(guī)劃;依賴所得到的全局路徑規(guī)劃可以獲得行人個體的微觀勢場法建模，并通過速度密度關(guān)系模型的速度修正，最終得到完整的仿真結(jié)果。
　　本文還對使用所提出的改進的人群建模仿真方法實現(xiàn)的原型系統(tǒng)進行了描述。同時，依賴所構(gòu)建的原型系統(tǒng)，可以進行若干關(guān)于“最大速度問題

4、”以及人群仿真相關(guān)的實驗。此原型系統(tǒng)不僅使本文所述人群建模仿真方法的仿真結(jié)果更加直觀地表現(xiàn)出來，同時也使得方法的有效性得到驗證。對本文所述工作的理解，核心內(nèi)容集中在勢場法中處理“最大速度問題”以及勢場法中群體性的表達方面，通過建立一個改進的更加完善的勢場法模型，可以得到更加真實自然的人群仿真結(jié)果。此外人群仿真的工作內(nèi)容并不應(yīng)該因此而有所限定。通過引入更多人群社會學(xué)、心理學(xué)等多方面因素，諸如視距、情感等方面的考慮，可以使人群仿真得到進一步