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。

基于行人运动模型的人群疏散三维仿真

以人群运动过程中人与人和人与建筑之间的相互作用为出发点,探讨了行人群集行为疏散模型及三维仿真问题.建立了一种基于人员行为细节的微观离散仿真模型,采用蒙皮动画和有限状态机技术实现对人物行为和人物模型细节状态的控制,可以实现人群疏散过程的动态三维可视化仿真.

行人运动行为的社会力模型研究现状与展望

阐明了对行人运动行为研究的必要性,分析了社会力模型在该领域研究中的理论及实践可行性,对行人运动模拟体系进行了描述。概述了社会力模型的基本原理,从模型结构及表达式的改进、相对速度的影响、运动的各向异性、需求空间分析、算法优化、参数选取及模型应用等7个方面对已有研究进行系统地回顾。统计表明:模型结构及表达式的改进、算法优化及参数选取是已有研究的重点。

行人微观仿真中的运动模型与行为模型——STEPS与NOMAD模型对比

为了解各类行人仿真模型的性能差异和适用范围,以选取适当模型进行交通枢纽行人仿真,对两种典型行人仿真模型进行研究。依据模型对行人行为描述的复杂程度,将行人仿真模型分为运动模型、部分行为模型、行为模型3类,并分别介绍了各自的特点。选取典型的运动模型软件STEPS和行为模型软件NOMAD,详细探讨其采用的数学模型,并通过4个仿真实例对比分析这两种模型的特点。分析结果得出两种模型在宏观与微观层面的异同点以及存在的问题。

空间句法自然出行原则在中国语境下的探索——作为决策模型的空间句法街道网络建模方法

空间句法理论对空间结构的定量化表达使它逐渐成为城市设计与城市规划的重要工具。其理论基石"自然出行原则"认为,塑造城市使用者运动模式的主要因素并不是特定的土地利用,而是街道网络的空间结构关系。以杭州的实证调研为例,测试了该原则在中国的适用性,对其街道网络建模方法的三类难题进行分析讨论,提出一方面我们应该通过更多实证案例对该建模方法进行本土化调试;另一方面可以利用这种模型的包容度,进行更好的设计决策。

基于行人运动模态辨识的室内外无缝导航航向算法研究

目前行人导航航向解算算法均基于导航传感器在行人身体上的固定安装模式,或者依赖其他射频信息辅助修正陀螺航向,这极大约束了导航传感器的适用条件。为此,利用陀螺对低频噪声的敏感性及加速度计低频的稳定性,提出了解决行人手持手机稳态查看与非稳态摇摆的运动模态辨识算法和基于时域互补滤波器实现姿态的最优融合方法;研究了改进型互补滤波以消除行人的运动加速度对姿态解算的干扰误差,提高了载体姿态的测量精度;此外,利用磁传感器标定后的数据设计了自适应卡尔曼滤波算法,抑制了航向角的误差发散。经实际数据测试验证,室内外行人手持稳态与非稳态下的航向角测量精度提高了80%,同时大大提高了导航传感器的适用性与便携性,满足实际工程的使用需求。

改进社会力的双向行人流模型研究

在行人运动和行人行为观察的基础上,结合社会力模型,把行人运动看作一种自驱动的个体在连续空间中移动的过程。为了解决行人间相互作用力的不足,通过引入行人运动感知域,提出一种行人碰撞避免的解决机制,这种机制能较好解决行人间的相互碰撞行为,防止行人间出现大面积的堵塞现象。仿真实验结果显示改进后的模型能再现正常条件下行人流基本图,并很好地再现了行人流"通道形成"自组织现象。

通道中障碍物布局对行人运动影响的多格子模型研究

传统行人疏散运动模型对障碍物环境下的个体运动行为关注不足,而且未较好地讨论不同障碍物布局下的行人运动特性。通过改进多格子模型建立了考虑障碍物布局影响的行人运动模型,并与实验结果对比验证了该模型的有效性。利用该模型对不同障碍物布局下的单、双行人流进行模拟,探究不同障碍物布局对行人运动的影响。模拟结果表明,合理的障碍物布局有助于提高行人流的运动速度。丰富了传统多格子模型在障碍物环境下的运动规则,能够为行人交通设施设计及科学管理提供理论与技术支持。

船舶横摇状态下行人疏散速度分析

为研究船舶横摇对行人疏散速度的影响,通过计算行人在横摇运动空间中不同维度的受力,依据实时更新的横摇角度和角速度,建立一种考虑船舶横摇运动的三维动态社会力模型。以横摇幅度和横摇周期为变量,设置多场景的仿真实验,计算行人平均运动速度和疏散时间,分析不同横摇状态下的行人运动规律。仿真结果表明:相较静态倾斜,船舶横摇进一步导致行人移动速度衰减及疏散进程延缓,随着横摇幅度增大,行人速度不断降低,横摇幅度超过15°后,疏散时间迅速增加;增大船舶横摇周期对疏散过程有一定的积极影响,可以有效提升人员行走速度,减少疏散时间,但其影响程度仍与横摇幅度有关;在相同横摇幅度情况下,当横摇周期达到10 s及以上时,疏散效率可以显著提高。研究结果可为设计人员提升船舶安全性和管理者制定人员疏散决策提供理论依据和技术支撑。