基于复合虚拟力场的大规模人群行为模拟

以类鸟群(Boids)系统为基础,提出了一种基于复合虚拟力场(Composite Virtual Force Field) 的大规模人群行为模型.该模型将类鸟群系统中三个基本规则的作用抽象成类似于物理学中的三种矢量力,同时为了表现出个体之间的远近关系,我们又加入群体力的作用,从而实现了在虚拟环境中大规模人群行为的仿真.实验结果表明,在复合虚拟力场控制下的群体行为模型能够逼真合理的模拟出现实中大规模人群的多种行为.     

基于元胞自动机的智能疏散模型的仿真研究

本文结合元胞自动机对信息表达和机器人对行为表达的优势,将疏散个体看成是具有分析决策能力的智能体,采用模块化结构构建了基于元胞自动机的智能决策模型.通过疏散时间模型、方向选择模型、通道吸引力模型等模块的组合,实现对复杂疏散行为的描述.将模型用于对大型超市疏散过程的描述,模拟仿真和数据分析的结果表明本文所构建的模型能够对个体及群体疏散行为进行逼真的描述,进而说明模型是有效的.     

栅格法构建面向群体行为仿真的分层离散信息空间

群体行为模型运行过程中的大量搜索计算,极大制约了仿真群体规模的扩大,影响了仿真的实时可视化表现。为此提出了采用栅格法构建分层离散信息空间的解决方案,重点介绍了静态信息层、动态信息层和行为约束层的设计,并简要论述了离散信息空间中虚拟人对象运动行为的仿真实现。实验结果表明,此法能够简化群体行为模型的决策机制,有效支持群体行为模型的实时运行。     

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.     

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。     

全虚拟无人车辆自主导航仿真系统的研究与实现

以履带式车辆为研究对象，建立了相应的车辆运动学模型和动力学模型，并采用虚拟现实技术，用一辆虚拟车辆在虚拟环境中的驾驶性能仿真了无人车辆在实际环境中的驾驶性能，使操作者能身临其境地观察到无人车辆的各种运动状态。该系统逼真、形象，可以方便地进行诸如路径规划和路径跟踪等各种高层智能操作的仿真，并可以对操作结果做出评价。     

地铁枢纽站台的乘客行为仿真模型

从地铁枢纽站台乘客行为的时空分布特点出发,以元胞自动机模型为基础,建立了面向地铁枢纽环境的乘客行为仿真模型。该模型引入势能场的概念和个体决策规则,提出了复杂拥挤条件下个体方向选择与行为决策模拟问题的解决方案,能够准确模拟不同密度条件下的个体行为,并有效反映集体行为的宏观特征。以北京地铁复兴门换乘站2号线站台为对象,应用STARLOGO软件进行了计算机仿真,通过现场观测数据对模型进行了校核与检验,并对站台分区域的服务水平进行了分析。     

复杂装备维修训练通用仿真系统

提出了一个用于复杂装备维修训练的桌面虚拟系统,可以练习某些特定组件的维修拆卸.利用动态链接库实现了系统模块化的软件体系结构,保证了数据的封装和模块化.通过用户化过程设置了用于拆卸顺序规划和VR环境3D模型的数据库,在友好的用户界面的引导之下,用户通过在虚拟环境中的漫游和实时更新的维修信息的帮助下了解全部维修过程.系统能够在生成合理的拆卸顺序和确定配件方面提供智能辅助,而且原型系统提供了针对CAD模型文件的数据接口,系统可以被看作是一个"外壳".通过用户化工作将3D模型转化成系统可以接受的VRML格式,这样就可以非常容易地针对不同的维修任务建立虚拟环境.与沉浸式和增强型VR系统相比,这套桌面VR原型系统的硬件需求不会使训练任务局限于某个训练房间或特定的使用者.对于维修训练来说是一个便携、经济的解决方案.     

交通枢纽乘客交互作用建模与仿真

从交通枢纽乘客行为的环境影响因素与交互作用出发,建立了面向枢纽复杂环境的乘客交互作用仿真模型.通过探究乘客自组织特性的生成机理,该模型引入环境势能场和个体势能场的概念与方法,提出乘客潜在交互作用模拟的解决方法,能够有效捕捉乘客行为特性,再现乘客在复杂环境中的决策行为.以走廊单/双向乘客流与瓶颈通过场景为实例,应用计算机仿真试验对模型进行了校验.     

虚拟环境下的复杂变速箱交互式装配仿真平台

为解决虚拟装配存在人机交互度、行为仿真与用户设计效果不佳等问题。以大型拖拉机变速箱为对象,研究了多碰撞体的齿轮动力学运动与行为仿真方法,提出了基于轴和面约束的多零件模型在虚拟环境中的定位方法,开发了人机交互式的虚拟环境,每帧消耗的时间约为10 ms,实现了复杂变速运动行为及其仿真。同时虚拟装配模块里配置了AR接口,可通过手式进行主动式智能虚拟装配。试验表明,系统能按照用户需求进行主动式的虚拟装配、干涉检测、学习装配知识、方案设计、提示装配错误等,为复杂变速箱的虚拟制造与装配提供了仿真平台,平台具有可扩展性。     

基于仿真优化的集装箱港口大门作业调度研究

提出基于仿真优化的集装箱港口大门通道作业的调度优化方法.首先,建立了大门作业的离散事件仿真模型和调度优化数学模型;其次,设计了启发式Tabu搜索算法和仿真模型相结合的仿真优化方法;然后,结合仿真自动化方法和在线数据库实现了仿真优化系统;最后,用实例验证并分析了本方法的有效性及效率问题.结果表明了本方法对在线、实时作业调度优化问题的适用性.     

基于HLA的协同仿真运行研究

对应基于HLA的多领域建模，提出基于HLA的协同仿真运行。对HLA的标准MOM交互类进行扩充，增加有关仿真运行暂停、继续，仿真撤销，仿真结束的交互类；定义用于仿真运行启动的CORBA接口；对仿真运行管理器增加判断参与仿真联邦执行的所有成员是否正常加入的功能，并管理三个仿真联邦同步点，以保证协同仿真运行。     

基于HLA编队协同作战仿真研究

简要介绍了基于HIA的协同仿真平台（COSIM）的两种开发机制：COSIM开发机制和非COSIM开发机制。基于该平台构建了编队协同作战仿真系统，介绍了系统的体系结构及各节点的功能，完成了各个联邦成员的对象类和交互类设计，研究了非COSIM机制下的系统开发过程．开发过程表明：该机制在较大程度上封装了HLA／RTI的开发细节，能降低系统的开发难度，使开发过程变得简单。通过仿真实验验证了所构建仿真系统的可行性和正确性。所构建的仿真系统为编队协同作战能力（CEC）系统应用到水下防御领域的概念论证提供了依据，且为相关理论的研究提供了试验平台。     

基于脆性的复杂系统研究

针对开放的复杂系统进行研究,首次提出并论证了脆性是复杂系统的一个基本特性．以子系统之间的脆性联系为出发点,建立了研究复杂系统脆性的理论基础．根据脆性的定义、特点,定义了复杂系统的脆性基元、子系统间的脆性联系函数、脆性联系熵和脆性正交的概念,同时将非合作博弈的理论和方法引入到复杂系统的脆性的研究中．并以道路交通系统为例,进行了脆性分析。     

基于Simulink的XCP仿真研究

针对NS-2仿真消耗大量运算时间,占用大量存储空间的缺点,利用Simulink构建XCP 的连续模型,并在此基础上构建多个XCP连接竞争一条瓶颈链路的仿真场景.对比实验表明,该模型能够真实再现XCP的收敛特性,并且运算时间在秒级,存储空间在KB级.     

基于STAGE的单舰防空反导仿真实现

单舰防空反导是现代海战中舰艇作战使用研究的重点和难点,也是舰艇战斗力形成的关键。在对舰艇防空反导仿真进行深入研究的基础上,提出了运用STAGE构建单舰防空反导仿真系统的基本框架,并详细描述了系统仿真模型的构建以及运用STAGE的实现方法。     

连续对策上的计策理论

引进连续对策上的计策的概念，分别研究一个局中人中另一个局中人的概率和识破这个局中人的计策的概率，给出局中人的判断的准确性的一种度量。     

多频点下最佳切换带设置的研究

为了能最大化网络容量、最优化链路质量、最小化网络建设及运行维护成本,以导频信号强度和链路质量为切换控制策略,对最佳切换带的设计方法及评估要素、所涉及的网络单元或功能、与网络规划和网络优化的相互关系等问题进行了分析讨论。最后,在适度考虑终端移动速度分布模型的基础上,通过仿真分析给出了不同条件下切换算法各参数的推荐值。     

基于HLA的多领域建模研究

针对目前缺乏一种具有标准性、开放性、可扩充性，支持分布式仿真，基于商用仿真软件的多领域建模方法，提出基于HLA的多领域建模。首先提出将一个模型的输出变量映射到另一个模型输入变量的原则和实现方法，然后提出HLA应用层程序框架，以支持将各领域仿真软件开发的模型方便、准确地实现成为联邦成员，同时给出了商用仿真软件参与多领域建模所必须提供的与HLA应用层程序框架接口的五个方法。     

基于动态方差的指数期货到期日波动效应

基于有关文献中关于到期日效应的诊断方法,指出其中波动效应诊断方法中存在的缺陷。在此基础上,提出基于动态方差的诊断方法。与传统波动效应检验方法相比,基于动态方差的诊断方法能够根据金融数据的特征,充分利用研究时段中各个异常波动的信息,分析到期日与比较日(非到期日)之间出现异常波动的差异,进而动态地诊断波动效应。