基于多智能主體的人群流動(dòng)形態(tài)動(dòng)態(tài)模擬研究.pdf

1、通過在地理信息系統(tǒng)(GIS：GeographicInformationSystem)中建立空間分析模型來研究城市街區(qū)形態(tài)的生成和演化發(fā)展是城市GIS分析的一項(xiàng)重要研究?jī)?nèi)容。多智能體整體建模仿真理論、方法的逐步發(fā)展和成熟，為此類研究提供了一種全新的手段和方式。借助于多智能體整體建模仿真的理論、方法，對(duì)城市復(fù)雜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和機(jī)制的研究，沿著從宏觀到微觀的發(fā)展過程，可以繼續(xù)往前推進(jìn)到一個(gè)更加精細(xì)的尺度之上——開展針對(duì)城市街區(qū)人群流動(dòng)形態(tài)的研究：

2、利用復(fù)雜自適應(yīng)系統(tǒng)(CAS：ComplexAutonomousSystem)的理論方法，通過建立基于多智能體的模擬模型來模擬城市人群在城市空間環(huán)境中的空間與時(shí)間動(dòng)力學(xué)過程。 圍繞這一研究目標(biāo)，本論文開展了以下研究工作： 1.對(duì)復(fù)雜性科學(xué)的相關(guān)理論和方法進(jìn)行了深入地研究，特別是對(duì)f起源于人工智能的多智能體系統(tǒng)的模擬理論與建模方法。在此基礎(chǔ)上，針對(duì)城市空間內(nèi)的人群流動(dòng)形態(tài)這一復(fù)雜系統(tǒng)，分析和總結(jié)了其復(fù)雜性特征，探討了研究此類

3、問題的基本方法。 2.在對(duì)多智能體系統(tǒng)(Multi-agentSystem)進(jìn)行深入、系統(tǒng)的探討基礎(chǔ)上，結(jié)合城市空間內(nèi)人群流動(dòng)形態(tài)的特征，提出了一個(gè)基于多智能體系統(tǒng)的用于城市空間人群流動(dòng)形態(tài)模擬模型框架。該模型可以對(duì)城市空間內(nèi)人群流動(dòng)這一復(fù)雜過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬，在深層次上揭示人群流動(dòng)復(fù)雜過程的特征和規(guī)律，從而為此類復(fù)雜系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模擬研究提供了一個(gè)初步的解決方案。然后在這個(gè)模型框架下，構(gòu)造了一個(gè)用于模擬城市空間人群流動(dòng)動(dòng)態(tài)變化的動(dòng)態(tài)

4、演化模型。在空間數(shù)據(jù)庫支持下，該模型可以進(jìn)行實(shí)際城市空間內(nèi)人群流動(dòng)形態(tài)的動(dòng)態(tài)模擬。該模型是一個(gè)自下而上的、層次性的、宏觀與微觀相結(jié)合、空問模型與社會(huì)統(tǒng)計(jì)模型相結(jié)合的空間動(dòng)力學(xué)模型，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。 3.針對(duì)基于多智能體的城市人群流動(dòng)形態(tài)模擬模型在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)計(jì)算和可視化的一些關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入的研究，解決在GIS環(huán)境中以矢量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)基于多智能體的城市人群流動(dòng)形態(tài)模擬模型的一些關(guān)鍵問題，使得此類模型的動(dòng)態(tài)模擬得到實(shí)際城

5、市空間GIS數(shù)據(jù)的支持，更加接近真實(shí)情況。 4.以該動(dòng)態(tài)演化模型為核心，采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)和編程方法，開發(fā)了人群流動(dòng)形態(tài)的動(dòng)態(tài)仿真系統(tǒng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了城市人群形態(tài)變化過程的實(shí)時(shí)計(jì)算和可視化，為城市人群流動(dòng)形態(tài)動(dòng)態(tài)變化的探索提供了一個(gè)虛擬實(shí)驗(yàn)室。 5．在模擬系統(tǒng)平臺(tái)的支持下，對(duì)城市人群流動(dòng)形態(tài)的動(dòng)態(tài)變化與發(fā)展進(jìn)行了廣泛地試驗(yàn)，對(duì)人群形態(tài)變化的規(guī)律和特征進(jìn)行了深入探索。其中系統(tǒng)地對(duì)同濟(jì)大學(xué)校園內(nèi)的人群流動(dòng)形態(tài)和上海市萬人體育館的

6、觀眾集散形態(tài)進(jìn)行了動(dòng)態(tài)模擬，取得了較為滿意的結(jié)果。 通過以上這些研究工作；本論文取得的主要研究成果包括：針對(duì)城市中的人群流動(dòng)這一復(fù)雜對(duì)象，突破傳統(tǒng)思維，本文以復(fù)雜自適應(yīng)系統(tǒng)理論研究為背景，采用基于多智能體系統(tǒng)的建模方法和自下而上的研究思路，建立了研究城市空間內(nèi)人群流動(dòng)形態(tài)的模型框架；然后在模型框架的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了一個(gè)具體的城市人群流動(dòng)動(dòng)態(tài)演化模型；解決了在GlS中實(shí)現(xiàn)智能體模型的一些關(guān)鍵技術(shù)，并開發(fā)出了相應(yīng)的軟件原型系統(tǒng)，對(duì)人群