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.     

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。     

考虑出口选择因素的行人疏散模拟研究

为准确地描述行人的出口选择问题,通过建立出口选择模型、并程序模拟仿真的方法,讨论了决定行人出口选择的三个关键因素:距离、密度和出口宽度。以两出口为例研究表明:只考虑距离作用时,等宽度的两个出口的疏散行人数量由对应的疏散区域决定;进一步考虑密度因素作用后,可有效平衡两个出口的疏散行人,实现了疏散的动态优化;出口宽度不相等时,必须同时考虑3个因素对出口选择的作用,才能更合理地描述疏散过程。该出口选择模型可有效地描述行人动力学特征,适用于非单一出口的一般情况。     

一种混合交通流微观模型仿真实现

充分考虑中国城域混合交通流的特点,利用马尔可夫过程理论对个体运动轨迹、行进方向及行为冲突进行建模,建立了由汽车、自行车和行人构成的混合交通流微观模型.在此基础上,进一步对个体交通行为进行描述和算法设计,并对西安市古城墙内区域各主干道混合交通流的交通行为进行了模拟验证.仿真表明,该模型具有结构简单、层次清晰和可扩展性强等优点.     

基于动态广义势能场的行人微观模型及仿真

为了改善既有行人微观仿真模型计算效率与模型精度的矛盾,遵循“时空离散,属性连续”的原则,建立“大网格,小时段”的仿真环境。根据障碍物空间占有率的大小将网格分为空地网格、完全障碍物网格、渠化障碍物网格和小型障碍物网格4类,研究不同“体型”行人通过网格的速度衰减变化,并引入机会成本,建立基于动态广义势能场的行人微观仿真模型。通过仿真实验,从行人步速、轨迹和基本图对模型进行验证。结果表明本模型能兼顾效率与精度,并充分体现行人特性的差异。     

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.     

多出口场景下考虑危险信息传播的人员疏散模拟研究

并非所有人员在疏散初期便获取危险信息,为研究多出口场景下考虑信息传播的行人出口选择行为,基于元胞自动机构建考虑到出口的距离、出口前的拥挤程度和对危险信息的了解程度的出口选择模型.该模型包括固执行人、易感行人和理智行人三类行人信息处理差异及状态转换.通过仿真模拟分析信息影响力、危险传播范围、各类行人占比和危险源位置对出口利用率和疏散时间的影响.结果表明,信息传播力的增加可以促进行人改变出口;而危险传播范围增加会抑制行人更换出口;理智行人占比变化对不同场景影响出现显著差异,理智行人的增加可能会加重出口利用率的不平衡.     

混杂交通微观仿真初探

中国的城市交通大多数属于混杂交通,具有机动车、自行车、行人等3种交通参与者混行,以及违规现象普遍的特点。文章介绍了对混杂交通微观仿真的初步研究,重点介绍了交通参与者模型的构建,尤其是其决策机子模型的构建。在文章的最后,给出了一个混杂交通系统中的无信号交叉口的仿真实例,仿真效果已经初步表现出混杂交通的特点。     

行人运动仿真研究综述

行人运动仿真是近年来仿真领域研究的热点之一。从行人运动仿真的研究意义和研究内容出发,介绍了国内外行人运动仿真研究发展历程和研究现状,论述了行人运动仿真模型的三种类型,分析了成本效益元胞模型、元胞自动机模型、磁场力学模型、社会力学模型、排队网络模型五种典型的行人运动仿真模型的原理和适用条件。最后探讨了目前行人运动仿真研究中存在的问题及未来的发展前景。     

社会力行人仿真模型的分子动力学方法实现

总结了社会力模型的研究现状、存在问题和基本原理. 将分子动力学的Gear预测校正法应用到社会力仿真模型中，并根据柯朗条件确定了行人仿真显式方法的最小时间步长，引入了链接列表元胞（linked-list cell method）加速算法. 最后设计了编程实现框架，采用VC++实现了上述方法，并进行了仿真实验，再现了自动渠化等行人群自组织现象，仿真结果显示减速避让机制的加入可以得到更符合实际的效果，而链接列表元胞法可大幅缩减仿真时间.     

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。     

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。     

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.     

基于有限理性约束的自适应人群疏散仿真模型

为有效提高人群拥堵时的疏散模拟精度,基于社会力模型和有限理性约束,提出一种自适应人群疏散仿真模型。该模型改进了传统社会力模型中行人自驱动力的期望方向和期望速度,对避障情况下行人的最优运动方向和速度进行自适应计算,同时引入有限理性路径决策机制,更为准确地描述行人在拥堵状态下的路径选择行为。结果表明：所提出的模型是可行有效的,行人的有限理性约束在人群密度较大的时候表现出疏散优势,更加符合真实情况下的人群疏散过程。     

发电企业经营博弈过程中的效仿行为仿真研究

提出一种基于Swarm的仿真模型,对信息不完全市场下发电企业经营过程中的静态、动态和学习演化行为进行仿真.模型刻画了发电企业利用在博弈过程中所获取的信息,不断修正自己行为规则的演化过程.通过仿真发现:具有效仿能力的发电企业的平均供电量高于不具有效仿能力的发电企业;市场退出机制能够促进发电企业进行行为优化,最终生存在市场上的是能够准确预测对手的发电商,此时发电企业平均供电量高于无市场退出机制下发电企业;在无退出机制下,由于缺乏优化决策的激励,采用优化博弈模型的发电企业的个数较少.     

虚拟人追逐行为的一种决策模型

行为仿真是虚拟现实领域中的一个重要课题,追逐是动物和人类最常见的行为,建立追逐行为模型是一个有趣的话题。分析了一种包含追逐者和逃跑者的追逐行为,引入人的生理参数和情绪参数,建立了情绪、体力和速度之间的计算公式。根据非合作动态博弈原理建立了行为决策模型,我们在计算上进行了仿真实验,结果表明,我们的模型能较好模拟生命体追逐行为的一些生理特征和心理特性。     

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。     

不确定环境下编队对地攻防对抗决策方法研究

以对策论为理论基础,以编队协同对地攻防对抗作战为背景,建立了动态对抗决策模型.针对不确定环境下的军事指挥决策问题,提出了不确定影响因子概念,反映战场不确定环境对各参战单元产生的影响程度,建立了不确定环境下的对抗决策模型.并通过不确定模拟方法进行解算,结合双矩阵对策方法得到对抗策略平衡点.仿真结果表明,该算法能够合理处理战场不确定环境带来的影响,客观分析作战结果,为作战指挥决策提供有力的决策支持,仿真结果合理有效.