基于智能空间环境的群体行为建模研究

为了能够逼真模拟复杂虚拟环境中大规模群体行为,在国内外相关研究成果基础上提出一种基于分层智能空间环境的群体行为模型建模方法.基本思想是把传统的三维连续地理空间环境分解为一组局部智能空间环境对象,对象中不但存储有约束个体行为模型的基本约束信息,同时还储存有不同个体在环境不同区域可执行的行为信息.这样,虚拟环境中的个体可以在其所处的具体环境提供的信息的约束和指导下进行实时行为合成与决策.仿真实验表明,该方法不仅能够逼真的模拟大规模群体在复杂虚拟环境中的各种规范化行为,而且可以有效减少个体决策模型的计算量,提高模型运行效率.     

大规模群体行为仿真模型设计与实现

大规模群体行为建模是面向战争和危机研究的社会仿真的关键技术。现有的群体行为模型对小规模群体的行为动力学特性表现较成功,但对其的社会学属性表现不足。而在战争危机出现时,群体行为通常呈现出地域范围广大、数量规模巨大、时间跨度较大的特点,群体社会学特征明显。采用基于Agent的Bottom-Up的建模方式,设计了一个包含日常与危机两种状态以及三层可变粒度的大规模群体行为模型,解决了行为描述粒度的问题、行为演化的确定性随机性问题以及行为的视觉化呈现问题。     

任意有限维空间中群体行为的研究

探讨了任意有限维空间中的智能群体的聚集行为和迁徙行为,提出了一类基于局部信息的群体行为控制方法。从虚拟相互作用力的角度理解分析群体行为,采用吸引/排斥力的数学方法实现个体间的相互作用,并利用求解任意有限维空间点集的凸壳方法,将二维空间中的群体行为模型推广到任意有限维空间中,实现了一类基于局部信息的且适合于任意有限维空间的群体行为控制。在此基础上分析了系统的稳定性,并通过仿真实验验证了该方法的有效性。     

多智能体涌现生成的群体行为仿真

众多实验表明,以建模仿真的方法研究复杂的群体行为是一条可行有效的途径.针对如何使所构建的群体行为模型在仿真过程中,既能表现自主、智能的个体行为,又能表现灵活、适应的整体行为,提出了一种基于智能体的综合建模方法,重点从信息获取、决策判断、运动控制三个方面对智能体模型的设计与实现进行了论述,并以实验结果证明了多智能体在交互.协调作用下涌现生成可视化群体行为仿真的科学性及合理性.     

基于Java的PLC计算机仿真

为了实现PLC（可编程控制器，Programmable Logic Controller）的计算机仿真，提出基于Java语言的五层仿真模型。该模型将仿真系统分为图形界面，用户操作响应与仿真运行，元件位置存储，元件信息存储，模拟地址空间五个功能层。模型包含不同功能层之间的信息存取关系和存取规则。提供跨操作系统运行，面向对象的元件封装，梯形图扫描，仿真运行与用户响应同步等要点和难点的解决方案。     

智能系统冲击下员工合作行为机制：从个体博弈到群体行为反转

为揭示智能系统冲击下企业员工的合作行为机制，基于激励-保健理论，运用博弈论、突变理论和元胞自动机相结合的研究方法，通过激励-保健理论分析影响员工合作行为的因素，利用博弈模型表达员工个体间相互合作的关系；运用元胞自动机建立员工群体合作行为演化仿真模型，对仿真结果，运用突变论进行群体行为突变分析，揭示不同规模员工群体行为反转的机制。研究发现：不同规模的员工群体行为选择演化中均存在突变现象，可由尖点突变模型来解释；智能系统不仅影响员工个体与群体行为选择，还影响员工群体行为稳定性；智能系统若能降低合作成本，则在劳动密集型场景中员工行为反转的可能性增加，在技术密集型场景中员工行为反转的可能性减少。研究结论揭示了智能系统冲击对不同场景中不同规模员工群体合作行为的影响，从员工个体博弈和群体行为状态反转两个方面分析了员工合作行为底层机制，丰富了合作行为相关理论；研究框架有效整合了博弈模型、元胞自动机和尖点突变模型，发现智能系统中员工个体间交互以及群体行为选择演化的新特点，为企业提供实践指导。     

情报驱动的平行仿真实体动态生成方法

针对战场态势信息不完备、不精准条件下平行仿真实体模型匹配不精准等难题,提出了情报驱动的平行仿真实体动态生成方法。首先,建立了一套平行仿真实体的组件化模型体系,提出基于元数据的模型描述方法。然后,提取实时情报的运行状态特征数据,建立战场实体行为规则,基于行为规则实现仿真模型与情报数据间动态匹配。在此基础上,建立平行仿真实体模型组件间信息交互关系表,采用仿真中间件实时更新组件间信息交互关系,并动态加载组件描述信息与组件执行体,实现平行仿真实体动态生成。最后,以某区域联合作战为例,利用所提方法动态匹配和组合平行仿真实体模型组件,验证了所提方法的有效性。     

用于群体疏散的数字仿真方法研究

群体疏散正日益变得频繁.为了有助于学者与业界应用和研究群体疏散,研究基于当前最新最全的成果,将用于群体疏散的主要数字仿真方法进行整理归纳.通过比较分析认为:元胞自动机模型及格子气模型在时空方面都是离散的,具有很高的计算效率;社会力模型及流体动力学模型在时空方面都是连续的,前者适合描述复杂的群体行为,后者适合描述高密度的群体行为;与前四种模型相比,基于agent模型计算效率最低,但它很容易模拟不同类型的个体(或群体).基于现有这些仿真方法的研究成果,未来的研究趋势将着眼于多种仿真方法的组合应用,并在仿真中充分考虑个体差异特性.尤其是在模型中增加行人的社会心理因素和基于agent的仿真,将是今后描述疏散群体复杂行为的一种主流方法.     

信息化与群体行为互动的多智能体模拟

以政府信息化为例,用因果关系图系统思考了政府信息化中的群体行为,并利用多智能体方法建立起政府信息化群体行为模型--EGGBM,借助Repast智能体仿真实现了模拟系统,提出了详细的模型验证的实验过程,并对模型的应用给出了例子.结果表明,EGGBM可为政府信息化的管理决策提供辅助依据,是政府信息化中群体行为研究的一种全新尝试.     

基于混合Petri网的HVDC控制系统模型的研究

高压直流输电(HighVoltageDirectCurrentTransmission,缩写为HVDC)控制系统是一典型离散事件和连续动态行为相互作用的混合系统,引入混合系统的有效建模工具:混合Petri网(HybridPetriNet缩写为HPN),根据HVDC控制系统的运行特性,采用HPN对HVDC控制系统进行建模。该模型将控制系统分成离散逻辑部分、连续动态部分和状态识别接口部分来描述。由离散逻辑部分进行协调HVDC运行方式的切换,连续动态部分进行实时调节,状态识别接口部分实现对系统状态的识别并驱动离散部分的改变。通过对结合国际大电网会议CIGRE标准系统的仿真,验证了基于HPN的HVDC控制系统模型在HVDC系统在正常及故障情况下均有良好的响应特性。     

基于多智能体的虚拟化地铁站乘客行为仿真

地铁站是典型的人群密度大的公共场所,根据人群行为特点以及基于人群行为特点的引导,可以有效培训人群应急疏散。采用多智能体的方法,通过度量地铁站建筑场景特点,分析乘客行为特征的影响因素,基于乘客从众心理规律,提出单Agent属性定义及约束规则,建立乘客Agent路径选择行为模型,在虚拟地铁站内为多智能体建立MAS(Multi-Agent System)行为决策系统,通过WebVR实验研究乘客从众行为以及决策行为的影响因素,为高峰期人员流动策略的制定提供理论依据,有效地缓解地铁站内人群拥挤现象。     

基于Java和MySQL的虚拟现实动态场景构建方法

虚拟现实建模语言（VRML）作为描述网络三维虚拟场景的标准，已广泛应用于各行业的可视化仿真相关研究，然而VRML以及其新标准X3D在动态场景的构建和场景对象的实时信息获取方面很不完善，通过建立用于存储虚拟场景物体的几何特征参数的MySQL数据库，利用VRML语言提供的JavaEAI编程接口，并结合JDBC数据库驱动技术，实现了基于Java Applet的从MySQL场景几何信息数据库到虚拟现实动态场景的实时快速构建，以及场景对象到对应属性信息数据库记录的连接，最后给出了水电工程混凝土大坝浇筑过程可视化仿真的应用实例。     

动漫游戏中虚拟角色的一种群体对抗仿真模型

计算机在社会科学的研究中正扮演着重要的角色,建立人类群体的行为模型是一个令人感兴趣的话题。采用动漫游戏,探索了一种面向有限空间中人类对抗行为的仿真方法。首先,建立了一个三维虚拟场景和虚拟角色,虚拟角色包含生理参数、心理参数和社会参数。其次,提出了一种情绪决策模型,主要考虑了恐惧和愤怒两种情绪,给出了情绪影响公式。最后,实现了一个三维对抗行为演示原型,通过改变对抗群体的参数,初步发现了一些对抗规律。     

社会行为驱动的疏散仿真方法研究

在紧急疏散场景中,个人具有的典型社会属性会对其疏散行为产生影响。将个体对环境的熟悉程度和个体所属团队这2种社会因素引入并应用到人群疏散仿真中,提出一种疏散仿真方法。利用RVO库的实时避碰技术模拟人群的动态运动过程,通过添加局部目标点以及对局部目标点的选择机制来动态模拟人群不同的社会行为。通过对不同熟悉度的人群以及不同团队数量的人群进行仿真实验,实验结果表明环境熟悉程度和团队因素对疏散时间存在一定影响,仿真结果具有较高真实性。     

面向战略决策训练的"沉浸式"虚拟信息集成环境研究

信息虚拟化将信息以可视、可听、可自由交互、可体验的方式表现出来,增强用户对信息认知。虚拟信息集成环境综合运用仿真模拟、多媒体、虚拟现实、人机交互、信息可视化等技术,通过虚拟新闻、虚拟万维网、虚拟情报研判室等信息虚拟化方式,营造多维的、具有沉浸性的决策训练环境,使受训者能更好地进入"角色"、体验决策训练过程。     

虚拟现实在坦克机动性虚拟试验中的应用技术研究

长久以来坦克的实地试验耗费人力物力巨大,虚拟试验的引入解决了这个问题。主要研究了虚拟环境中军用车辆特别是坦克机动性虚拟试验时动力学模型的建立,建立了虚拟环境下坦克的实时动力学模型,并且描述了整个虚拟试验视景仿真系统的组成及其实现过程,通过对模型的实际检验说明坦克机动性虚拟试验可以很好的模拟坦克的实地机动性试验。     

水下机器人半实物运动仿真系统的设计

通过对水下机器人体系结构中的控制层进行实物仿真和对感知层以及执行层进行虚拟仿真相结合的方法建立了水下机器人半实物运动仿真系统,该仿真系统不仅能够对整个系统的软件逻辑进行测试,同时能够对水下机器人控制系统的硬件体系、数据接口、可靠性都进行验证。详细阐述了水下机器人半实物运动仿真系统的硬件和软件体系结构,并对虚拟仿真中的水动力仿真、运动传感器仿真以及实物仿真中的运动控制系统的设计进行了说明。最后通过远距离航行仿真试验和避碰仿真试验证明了所设计的水下机器人半实物运动仿真系统对实际海试具有重要的参考价值。     

可组合仿真系统的概念框架研究

开展组合建模技术的研究是实现动态在线仿真开发的基础，并进一步为实时作战决策的制定提供支持。就可组合仿真系统的概念框架进行了研究，为后续工作提供指导。首先，对可组合性的基本概念和关键技术进行深入的分析和探讨；然后，进行具体的概念框架设计，建立了一个用户级、组件级和应用级的三层结构，分析了其功能特性；最后，初步研究了网格环境下组合仿真应用实现的可行性。     

人行桥上突发事件下的人群恐慌行为模型研究

人行桥是人员密集场所,在突发事件下,容易导致人群拥挤踩踏。目前的人群仿真技术对恐慌情绪考虑不充分,不能全面描述人群行为。在综述人群行为仿真技术的基础上,提出了个体的结构和假设,给出了人群在恐慌情绪作用下个体的行为描述,构建一种恐慌情绪感染模型,在计算机上编制了演示系统,从而验证本文模型的合理性。     

基于虚拟现实环境的飞机显控系统软件仿真

出于三维化仿真飞机显控系统的需要,提出了一种基于虚拟现实环境的软件仿真方案。仿真软件通过采用虚拟面板创建显控系统的主要人机界面,利用Vega Prime虚拟现实开发环境和OpenGL动态纹理技术生成平显视场内的三维场景和动态画面,并运用多线程技术提高软件的实时性。仿真结果表明,该方案可以实现预定的功能,亦符合实时性要求。