基于动态博弈的行人交通微观仿真模型

分析了行人交通的基本特征,并提出了基于动态博弈的行人交通微观仿真模型。通过行人的移动环境抽象、路径选择、速度选择、碰撞处理和空间占用冲突处理等五个步骤确定了模型的基本框架,并对每步作了较详细的分析。最后,通过仿真试验并与经验数据相比较,表明该模型具有合理性和有效性。与已有模型相比,该模型在提高运算精度的基础上解决了行人交通仿真中存在的同步决策等问题。     

多障碍物场景中的行人运动模型

社会力模型是一类重要的行人运动模型,在行人建模仿真领域得到广泛应用.然而该模型仅能应用于简单空间场景,当空间中有障碍物,行人与目标点不满足通视条件时,行人不能绕过障碍,会出现穿透障碍、轨迹振荡等问题.本文引入规避障碍行为,与社会力模型融合在一起,实现行人在复杂二维空间中的运动.规避障碍行为的核心是确定绕行点,以期望行走路线最短为准则构造了求解绕行点的计算几何方法,并解决复杂空间场景中的多重遮挡问题.建立行人运动逻辑,设计渐进式路径规划算法,实现行人运动.开发了行人仿真系统,对所提出的模型进行验证.仿真结果表明:在多障碍物空间场景中,行人能自然的规避障碍,形成合理的运动轨迹.     

多出口条件行人疏散的元胞自动机模型

在行人疏散元胞自动机模型的基本框架下,提出了一种针对多出口条件的静态场计算方法,该方法能成功解决疏散空间中存在障碍物的问题,在此基础上设计了满足多出口条件行人疏散仿真需要的模型更新规则。之后通过对行人出口选择行为的影响因素进行分析,将行人出口选择行为的影响因素归结为行人主观因素、客观因素和随机因素。根据随机效用理论,用效用描述了行人出口选择行为,建立了行人出口选择行为的多项Log it模型,并以此为基础完善了模型更新规则中的出口选择规则。最后通过计算机编程仿真研究了行人疏散时的理性程度、影响因素的敏感性系数等模型参数对仿真结果的影响。通过仿真表明,该模型能有效地显现多出口条件行人疏散特性。     

基于元胞自动机的微观城市道路混合交通仿真

介绍了现有交通仿真软件相对于国内路况存在的很多不足，如缺少自行车、行人的模拟等，结合原有的交通仿真模型和我国自行车／行人交通特性建立了新的混合交通流微观仿真模型，并给出了混合交通流仿真的实现思想。新的仿真系统原型以元胞自动机模型为基础，同时定义了符合国内道路状况的元胞自动机规则。最后，给出了该交通仿真系统原型的实现结果和结论。     

基于演化博弈理论的疏散动力学研究

为了研究个体合作行为对行人整体疏散效率的影响,结合元胞自动机与社会力模型对疏散系统动力学与“合作行为”的共演化进行了研究,提出了基于演化博弈理论的疏散动力学研究方法。采用元胞自动机模型为基础仿真框架,利用社会力模型来表征行人间的心理斥力,通过演化博弈实现疏散个体策略更新。仿真实验结果表明：当博弈增益系数超过一定阈值时群体的稳定合作比率会急剧上升,且合作行为能有效促进疏散效率。     

用于估计信号交叉口行人延误的微观仿真系统

针对发展中城市中由定周期两相位交通灯控制的交叉口，建立了用于估计行人延误的微观仿真系统。信号灯周期被划分为一系列分相位，每个分相位持续1s。仿真系统包括车辆发生器、行人发生器、行人模型、统计模块等。其中，车辆发生器用于估算各分相位穿越人行横道的车流率，进而产生车辆序列；行人发生器用于产生到达人行横道的行人序列；行人模型包含若干行人行为规则；统计模块用于统计各分相位到达行人的平均延误，以及总的行人平均延误。最后，微观仿真系统用采集自西安市一个信号交叉口的数据进行了验证，结果表明它能比较准确地估计行人延误。     

基于巢式和交叉巢式logit的行人步行行为模型

为量化分析行人行为并仿真行人步行轨迹,建立基于巢式和交叉巢式logit的行人步行行为模型.首先,提出建模思路,重点分析行为理论、NL模型和CNL模型等基本理论.其次,将行人分为自由流和非自由流两种状态,针对保持原方向、距离目的地更近、自由流下的变速、躲避对向行人和超越同向行人5种步行意愿,分别建立效用函数,构建行人步行行为的NL模型和CNL模型.最后,通过视频采集的数据,运用biogeme软件标定模型系数,并与实际的行人轨迹比较分析模型的准确性,发现模型能够以80.26%的准确性拟合实际行人轨迹.结果表明,模型能准确拟合低密度情况下的行人步行轨迹,具有实际应用价值.     

一种基于路网网格化的微观交通仿真模型

针对采用元胞自动机进行微观交通仿真空间分辨率较差的特点,提出了一种基于道路路网网格的微观交通仿真模型.通过在仿真前或者仿真期间设定一维车道和二维路口网格的大小,对道路路网进行不同空间分辨率的分割,但在仿真车辆运动模型方面,仍采用元胞自动机模型进行仿真.这样既保留了元胞自动机进行交通仿真的优点,又克服了该方法在空间分辨率较差方面的缺点.文中还通过仿真实验,对一维路网网格和二维路网网格大小的设置对仿真结果的影响进行了分析.分析的结果表明：不同的仿真空间分辨率对车辆的平均速度和车道/路口占有率有较大的影响,但对流量的影响不显著.     

支持分布交互仿真的桌面网格关键技术研究

针对基于HLA的分布交互仿真存在的主要技术问题,将桌面网格技术与基于HLA的分布交互仿真技术结合起来,建立了两者的四层映射关系,设计并实现了支持分布交互仿真的桌面网格系统,解决了分布交互仿真的资源动态迁移和模型负载均衡问题,为提高基于HLA的复杂仿真系统运行效率提供了一种技术途径。     

有限元仿真分析软件中建模的多态机理研究

有限元仿真分析软件是一种广泛应用于工程技术各领域的科学计算软件,而针对实际问题建立合适的模型是应用这类软件的首要工作。通常,为了使分析结果尽可能精确,研究人员希望建立无限接近真实形体的模型,但真实形体中某些特征的存在可能对网格质量和计算结果造成严重的消极影响,甚至还会导致问题不可解。同时过于复杂的模型也将消耗大量计算时间。为建立合适模型,提高计算效率,将多态模型概念引入有限元领域,就模型态与计算精度之间的关系进行了研究并得出初步结论。     

基于蚂蚁元胞自动机的地铁通道双向行、流仿真

通过对北京市地铁通道内行人走行特性的观测,分析了对向行人具有右侧行走、跟随行走、右侧避让对向行人、对后方信息缺乏关注、与对向行人的位置互换以及行人趋于选择最短路径等行为特性及交通特性.结合蚂蚁在走过的路径上留有信息素的思想,提出了反映双向行人走行特性的元胞自动机更新规则,建立了基于蚂蚁算法的元胞自动机模型,并研究了信息素挥发系数对仿真结果的影响.仿真实例表明,该模型能有效显现双向通道内的行人走行特性.     

一种三维地形与疏浚绞刀虚拟生成方法

介绍了自主研发的三维地形与疏浚绞刀仿真系统.系统用数据分块与四边形网格表示三维地形,并建立了疏浚绞刀的三维模型及其隐式曲面方程,然后用绞刀包围盒求得碰撞的四边形网格和精确的碰撞点.仿真结构表明,该方法能够满足疏浚地形的实时性要求和符合绞吸土壤产量的计算精度要求,系统计算量小,速度较快.     

基于人工物理的群机器人网格分布仿真

群机器人学是多机器人系统的一个重要研究方向,其主要特点是系统包含大量个体。如何控制不受数量限制的群机器人系统,是一个极具挑战性的问题。网格分布是指大量机器人按照一定的要求均匀分布在某一区域中。基于人工物理原理分析了群机器人网格分布控制原理和方法,制定了详细的系统性能评价指标(稳定时间、碰撞次数、覆盖率、连接数、簇数、分布密度等参数),提出了采用曲线拟合法构建虚拟力模型。通过在无障碍物和有障碍物环境中的网格分布仿真,显示出该方法可以鲁棒、有效的完成网格分布。最后指出了今后的研究方向。     

抽油机井系统效率的计算机仿真模型

根据油井的静态与动态参数,建立了以波动方程为基础的抽油机悬点与泵示功图的计算机仿真模型。以仿真示功图为基础,建立了抽油机井系统效率的仿真模型,并重点改进了有效功率与电动机输入功率的仿真模型,其中包括:(1)考虑了泵余隙容积内气体的压缩与膨胀,改进了排量系数的计算模型;(2)考虑了地面传动系统能量流动方向的变化与传动效率的影响,改进了曲柄轴净扭矩与电动机输出功率的计算模型;(3)考虑了电动机瞬时负载率对电动机运行效率的影响,改进了电动机输入功率的计算模型。所建立的系统效率仿真模型具有较高的仿真精度和广泛的适应性。     

基于联合仿真的小型作业机质心测量系统研究

根据三支点平台支撑反力法测量原理建立了小型作业机质心测量系统。采用ADAMS建立了质心测量平台的动力学模型;基于Matlab建立了测量系统的理论仿真控制模型,并在理论仿真模型中引入压力传感器测量时和升降推杆移动时产生的随机误差,建立了小型作业机质心测量系统的仿真控制模型。通过ADAMS与Matlab的联合仿真,验证了所建系统理论模型的正确性,并得到了测量平台的倾斜角度与测量误差的相对关系,对后续的提高质心测量系统测试精度和测试效率的控制策略研究和实践具有十分重要的理论和工程意义。     

行人导向标识布设的多目标优化建模与IFD-NSGA-Ⅱ算法求解

基于中国的人口基数与公共环境特点,行人导向标识的布设问题本质上可以归纳为复杂系统决策问题.旨在建立该问题的优化模型,并提出求解算法,根据标识布设实情,提出“空间诱导水平最大化”与“引导距离最小化”2个目标进行建模优化,设计将不可行度(IFD)选择操作引入改进型非劣分类遗传算法(NSGA-Ⅱ),用此改进的IFD-NSGA-Ⅱ算法求解行人导向标识布设决策的多目标模型,并通过济南西站交通枢纽地下一层行人导向标识布设的实际问题验证模型与算法的有效性.实证结果表明,本文给出的模型和算法可以求得合适的Pareto最优解,为行人导向标识的布设提供有益的思路.     

基于无标度网络的制造网格资源配置仿真研究

为了研究制造网格资源配置的效率变化问题,结合制造资源的分布性、多样性等特点,应用无标度网络理论建立了制造网格资源配置的网络模型。通过对复杂网络的统计指标值和属性函数数值的计算,选择出合适的资源配置方案,实现全局资源优化配置。运用该模型和资源配置评价指标,通过仿真实验数据分析,得出资源配置的效率随着制造网格结构演化的变化规律:节点数不变时,整体资源配置效率在平均值上下摆动;任务节点数增加时,整体资源配置效率缓慢下降,趋于一个定值。该研究结果可以作为制造企业优化资源配置、选择全局优化方案的理论参考。     

基于多尺度网格细胞的路径整合模型

针对类脑机制下空间位置自主推算问题, 提出一种基于新型叠加算法的路径整合模型, 通过引入多尺度网格细胞提高路径整合结果的准确性。在路径整合模型中, 基于吸引子网络构建网格细胞与头朝向细胞模型, 通过头朝向变化量来判断运行体的运行状态, 完成不同运动的整合过程; 采用动态权重值分别计算直线运动与曲线运动过程中多尺度网格细胞的位移变化量, 提高路径整合的精度。仿真结果表明, 单一尺度与多尺度网格细胞路径整合模型都能够完成路径整合, 且在3 000 m的距离内, 多尺度网格细胞模型误差不超过15 m, 证明了多尺度网格细胞模型能够提高路径整合的精度, 验证了该路径整合模型的有效性。     

一种基于推荐证据理论的仿真网格信任模型

在仿真网格环境中,信任机制是解决网格服务安全问题的一种有效方法.参考社会学的人际关系信任模型,建立了仿真网格节点信任推荐机制,并利用推荐证据推理理论,提出了将推荐证据组合为间接信任的一种线形时间递归算法.将直接信任和间接信任组合为综合信任,从而构建了一个计算仿真网格节点信任度的信任模型,并分析了模型中的几个关键问题.仿真试验和结果分析表明,提出的信任模型具有合理性、有效性及工程可行性.     

突发事件对隧道行人疏散时间的影响

当前的研究少有关注不同的突发事件对行人安全疏散的影响，依据突发事件的类型将其分为静态突发事件和动态突发事件，并建立了行人流多智能体仿真模型。模型依据行人离出口的距离以及单元格的拥挤程度定义行人获得的效用，采用贝叶斯纳什均衡，找出每个行人预期效用最大的单元格并作为其移动的目标。以某隧道行人流为背景，对模型有效性进行验证。最后，通过多场景仿真实验，得出：突发事件发生之前，要关注隧道中部的人群状况，防止突发事件；突发事件发生之后，要根据实际情况引导行人做出一致的响应。研究结论可为隧道等场所的行人流管理提供决策依据。