基于多智能体的人员疏散过程的模拟研究

针对紧急情况下的人员疏散模拟和计算问题,提出了基于多Agent技术的紧急情况下的人员疏散仿真模型.该模型借鉴元胞自动机的模型实现空间建模,同时综合考虑了不同情况下人员建模的相关因素.最后通过计算机仿真,验证了模型的有效性.     

公共建筑行人交通仿真性能分析

公共建筑内的行人交通是一个群聚密度不确定、个体之间相互作用的非线性随机动态问题.计算机动态仿真是目前研究公共建筑物内行人交通流动力学特性的有效方法之一.文中针对主流仿真软件在模拟相同场景下行人疏散结果时存在差异的问题,分析仿真软件在模型性能上的差异,解释离散空间引致仿真误差的原因,同时引入保真度来评价仿真模型的精确程度.通过对比地铁站通道的实验数据和仿真结果,得出行人交通仿真性能与建筑物内环境密切相关的结论,验证保真度对仿真模型的重要性.案例结果表明,连续矢量空间多智能体仿真模型对再现公共建筑内行人交通的保真度高达87％.     

基于元胞自动机的行人流疏散模拟研究

根据二维元胞自动机的Moore邻居确定行人运动规则,建立基于元胞自动机的行人流疏散模型,对房间内人员疏散过程进行模拟研究,得到了疏散时间与房间出口宽度、人员密度之间的变化关系.该模拟结果对紧急情况下的人员疏散具有一定的指导意义.     

基于多智能体和元胞自动机的微观交通仿真系统建模

按照面向对象的分析和设计原则,在需求分析的基础上,对城市交通微观仿真系统进行了模块划分,提出了基于多智能体的微观交通仿真模型.探讨了面向Agent的微观交通仿真系统建模过程,从交通流生成模型、元胞自动机模型等入手,给出了系统中各Agent的设计方案和仿真系统架构及仿真流程.     

基于网格Agent的群体性事件人群聚集模型研究

在元胞自动机和Agent模型的基础上,提出一种基于网格的Agent人群模型。该模型以网格为基本单位,处在网格中的个体Agent通过判断自身以及周围网格的状态来实现自身运动达到模拟人群行为的目的,克服了元胞自动机在模拟人群行为方面的不足,也克服了Agent模型缺乏时序逻辑性的缺点,是更进一步的人群仿真模型。最后运用该模型...     

基于元胞自动机和SIS传染算法的恐慌状态下行人疏散模型

为了研究人群在恐慌状态下的疏散行为特征,基于元胞自动机和SIS传染算法提出了一种用于恐慌状态下的行人疏散模型.通过场域模型给出了行人的移动收益公式,并利用SIS传染算法来研究恐慌情绪在人群中的传播规律及对疏散行为造成的影响,同时,给出了恐慌情绪量化公式.然后,通过仿真实验对疏散时间、行人密度、恐慌情绪比值和平均速度等参数进行了分析和讨论.仿真实验结果表明:行人密度与恐慌人数之间为正相关,人群到出口的距离与恐慌人数比例、恐慌因子W_p之间为正相关;恐慌情绪比值与疏散时间、恐慌因子Wp之间为负相关,人群平均速度与行人密度之间为负相关.     

基于Agent的公共场所突发事件三维仿真建模与应用

针对公共场所突发灾难而面临人员密集和角色复杂环境的特点,采用基于视景仿真技术的多Agent体系结构再现事故发生环境,建立支持多角色用户协同的突发灾难应急虚拟演习场景. 分析了对公共场所这一特定领域进行仿真建模的方法与特征,将多Agent技术应用于仿真模型,并与真实角色组成虚拟环境而实现分布式架构.通过基于多Agent的三维地铁站突发火灾仿真场景建模应用实例表明,模型建立速度快,成本低,演习过程生动,内容丰富多变.本文建模方法可适用于所有人员密集的公共场所三维仿真模型的构建,并对场景中发生的突发灾难提供模型支持.     

基于Q学习的管制员Agent学习行为研究

管制员Agent是空中交通运行仿真系统中的核心部分,为了提高其知识库的完备程度,做到空中交通的精确仿真,可以考虑将机器学习理论引入管制员Agent模型.研究了相关机器学习算法,提出管制员Agent的个体机器学习行为,选择Q学习算法对管制员Agent的学习行为进行建模,使管制员Agent能在空中交通运行仿真中取得最优策略,完善自身冲突解脱知识库的不足.仿真结果证明了管制员Agent学习行为的合理性.     

二维行人交通模型中转向运动对阻塞相变的影响

采用二维元胞自动机模型研究周期边界条件下正方形网格上的行人交通现象. 与Muramatsu-Nagatani的行人模型不同,提出了两个模型采用并行更新规则. 在模型I中,研究不同系统尺寸下转向运动对于相变的影响;而在模型II中,研究不同比例的两类行人运动时的相变现象. 模拟结果显示:当行人密度超过临界密度后,就会发生动力学阻塞相变,而发生相变的临界密度显著提高. 由于行人转向运动,从自由运动相到阻塞相存在一个很宽的过渡区域,在该区域内系统可能演化到两种不同的终态.     

基于混沌模糊神经网络方法的短期负荷预测

针对模糊神经网络的BP学习算法提出改进,引入全局性较强的混沌搜索算法,提出一种基于混沌搜索学习算法的模糊神经网络模型.将改进的模型应用于短期负荷预测建模,应用我国南方某市电网的实际负荷数据进行实证研究.仿真结果显示改进后的模糊神经网络较改进前在同一样本预测中精确度提高了2.5%,增加算法运行时间仅为3.1 s,说明本文提出的新的负荷预测建模方法具有更好的预测效果.     

基于积分通道特征的异常行为检测算法

对视频中的行人异常行为检测问题进行了研究。针对传统行人异常行为检测算法在准确性和兼容性方面的不足,提出一种基于积分通道特征的异常行为检测算法;该算法利用背景分割和行人信息统计的方式,对不同背景下的视频模型进行了建模。结合对行人个体的轨迹分析,对运动个体的位置进行异常行为检测。算法首先对检测区域采取区域划分,然后采用改进的积分通道特征行人检测算法对目标进行检测,最后采取Mean-shift算法对目标进行跟踪。最后的实验数据表明该算法整体性能有所提高。     

基于元胞自动机的单向行人道行人交通仿真

行人仿真的研究可为行人设施的设计和管理提供有力的分析工具.近年来,元胞自动机已应用于机动车交通流的仿真.介绍了元胞自动机的相关概念,借鉴机动车交通流的元胞自动机仿真思想,结合前人行人交通仿真的研究,以单向行人道行人交通为研究对象,利用Java开发语言,编程实现了行人仿真.     

智能虚拟人Agent行为建模与运动控制

针对虚拟环境中人的行为分析,研究了井下智能虚拟人Agent的行为建模和运动控制技术.基于人工智能/人工生命方法,构建了集成感知、运动、行为、认知、内部属性等组件的井下智能虚拟人Agent的体系结构;研究了基于简化包容结构的智能虚拟人Agent行为控制模型及其行为选择机制,并基于A*算法,实现了智能虚拟人Agent的路径规划;初步构建了井下虚拟人Agent行为仿真系统,实现了虚拟人Agent的复杂行为控制,为进一步构建具有行为真实感的井下虚拟环境提供技术参考.     

面向灾害蔓延仿真的元胞自动机通用模型

为模拟灾害蔓延而建立的元胞自动机模型种类繁多,但尚无一种通用的建模方法。基于此提出了一种面向灾害蔓延仿真的元胞自动机通用模型。首先,通过解析灾害蔓延机理和理论模型,根据灾害动态发展变化过程的相似性,将灾害蔓延分解为灾害量集、时空邻域集、判定规则集、更新规则集4个部分;其次,采用元胞自动机的建模方法将4个部分重新组合,构建灾害蔓延的元胞自动机参数计算仿真模型;最后,利用所提方法改进了A.Ohgai的城市火灾蔓延模型,并进行了实例验证分析。研究结果表明：所提模型只需输入环境数据和灾害起始扰动,就能得到灾害模型中的各项动态参数,可为多种灾害蔓延仿真提供通用建模方法和实现模式。     

异构交通场景下的宏观交通流建模

提出了基于动态图混杂自动机与改进的元胞传输模型相结合的建模方法。通过对不同自动驾驶车辆混入率下路段的流量和密度进行三角基本图拟合,讨论了临界拥堵密度、通行能力、反向波速等主要参数的变化规律,并基于此改进了传统的元胞传输模型;利用动态图混杂自动机表征路网分层递阶的拓扑结构,并将改进的元胞传输模型嵌入动态图混杂自动机来建立异构场景下的宏观交通流模型。利用OpenModelica搭建了仿真平台,验证了该建模方法的有效性。结果表明：随着自动驾驶车辆混入率的增加,路段的临界拥堵密度、最大通行能力和反向波速等都有较为显著的变化。     

地铁车站客流疏导优化

为解决日常轨道交通站点拥堵问题,提高地铁车站客运效率,利用AnyLogic仿真软件对地铁站进行模拟仿真,得到地铁站行人密度图,分析地铁站拥堵瓶颈点,从行人流线和站内设施设备布局两个角度提出针对性优化措施。结果表明：地铁站站厅层安检区和站台层扶梯组通常为地铁站拥堵瓶颈区,改善安检区域与扶梯出口区域的拥堵是提升地铁站客运效率的关键。在安检口增设独立安检系统,适时安排工作人员引导拥堵区人流是既经济又高效的措施。采取措施后,拥堵区行人密度有所下降,验证了优化措施的有效性。该方法可为地铁站客流组织管理提供参考。     

改进的容积卡尔曼滤波(CKF)算法在短期负荷预测中的应用

电力系统短期负荷可视为非线性系统的输出,为了准确地预测电力系统短期负荷,引入了容积卡尔曼滤波(CKF)方法,并通过估计和修正模型中的状态转移矩阵,得到改进的自适应CKF算法,以适应非线性系统的时变性.用某地秋季22d的历史负荷数据建模对未来9d负荷进行预测,仿真结果证明改进的CKF算法预测电力系统短期负荷是实用而有效的.     

多目标优化算法在团体操队形变换中的应用

针对利用彩排方式编排团体操,成本高且可控性差的问题,提出一种基于元胞自动机的改进多目标粒子群算法,并将其应用于团体操的编排。该算法以元胞空间为单位进行环境建模,引入群体自适应机制,通过粒子适应度和环境标记信息寻找目标点,同时加入归档机制,实现团体操队形编排。仿真实验结果表明,该算法提高了团体操队形变换过程的寻优性、收敛性以及与环境或其他个体的交互性。     

非洲猪瘟舍内传播元胞自动机仿真研究

为了研究非洲猪瘟在封闭式猪舍内传播的规律,本文通过引入SI模型,并在此基础上进行改进,结合猪舍内猪只的移动规律及个体体质的差异,分析猪舍内猪只感染非洲猪瘟的概率;设计猪只个体接触后的感染规则,构建元胞自动机模型进行仿真,模拟非洲猪瘟在猪舍的传播情况;通过将元胞自动机模拟的非洲猪瘟的传播仿真结果与传统SI模型的传播数据进行对比分析。结果表明,元胞自动机仿真非洲猪瘟舍内传播能够与传统的SI模型传播数据可以实现较好的拟合,拟合度为0.96,同时使用元胞自动机作为非洲猪瘟的传播模型在预测方面具有优势,可以通过迭代对传播过程可视化,进而实时预测非洲猪瘟在密闭猪舍的传播轨迹,为相关传染病的仿真研究提供了理论指导。     

地铁车站通道行人超越行为改进社会力模型研究

社会力模型由于模型机制原因,在行人微观仿真时无法实现主动超越行为,现有模型改进研究可通过不同方式实现主动超越,但未关注主动超越完整轨迹的实现和验证。本文以地铁车站通道内中低密度下的单向行人流为研究对象,通过行人步行轨迹分析主动超越行为的轨迹和心理特征。据此通过前进力、换道力、边际力组合构成驱动力,改进社会力模型,实现主动超越,通过速度-密度基本图、超越轨迹及超越行为等对模型有效性进行验证。结果表明,改进社会力模型在实现行人的主动超越行为的基础上,实现了行人返回超越前原始步行道的行为特征,可再现符合实际的行人主动超越轨迹。