枢纽内大规模行人运动跨领域仿真方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种枢纽内大规模行人运动跨领域仿真方法及装置，通过将跨领域的颗粒离散元法引入行人仿真，从而在保持仿真精度的基础上提高输入量级及运算效率，实现对交通枢纽内大规模行人运动的仿真。所述方法，包括：S1、获取待仿真行人的物理属性数据，基于颗粒离散元法构建所述待仿真行人的行人模型；S2、获取待仿真通道的几何属性数据，构建所述待仿真通道的通道模型；S3、基于社会力模型和所述颗粒离散元法的接触模型构建行人颗粒的受力模型；S4、通过将所述行人模型置于所述通道模型内，并利用所述受力模型实时更新所述行人模型的行人颗粒的运动状态，对所述待仿真行人进行人流仿真。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及行人仿真
，具体涉及一种枢纽内大规模行人运动跨领域仿真 方法及装置。
技术介绍
随着大型交通枢纽需求的增加，在交通出行高峰时段或紧急事件发生时，大规模 进出站的客流在一些瓶颈处会发生拥堵，所以运用仿真软件来模拟行人流运动，来寻找行 人流规律，从而寻找在大规模行人流运动时枢纽内危险区域。 对于仿真模型，通常被分为宏观模型、中观模型和微观模型，宏观模型中行人流的 状态特性通过流量、平均速度、密度关系来描述，这种模型主要从整体的角度关注群体的出 行决策以及路径选择行为（The75thTransportationResearchBoard,Anevaluation methodforcomfortrequirementsinoutdoorpedestrianspaces, 1996.);中观 人仿真模型对于行人运动的要素、行为特性和相互作用的描述比宏观模型较为详尽，同时 能够保留微观模型的核心思想，模型对于行人流的描述以若干行人个体组成的队列为单 元，能够描述节点处的动态变化，但是不能够描述行人个体之间的相互作用（FlorianM，M Mahut，NTramblay.AHybridOptimization-MesoscopicSimulationDynamicTraffic AssignmentModel//Proceedingsofthe2001IEEEIntelligentTransportSystems Conference.USA:IEEE，2001:120-123.);微观模型侧重研究行人的个体特性，如个体的速 度、轨迹、方向、目的地、人与人之间或障碍物之间的相互作用。 对于大规模的行人仿真，行人宏观和中观仿真模型会将行人个体之间的相互作用 简化甚至忽略以提升运算效率，且只能从流量、速度和密度来描述行人运动，所得数据很难 描述不同的场景和基础设施对行人行为的影响，对行人运动的要素和特性的细节描述较为 粗糙，不能表现行人个体的复杂交通行为；而如需对行人间运动过程细化仿真通常需运用 微观行人仿真软件，但微观仿真软件对于大规模的数据输入计算效率低，仿真时间长或不 能仿真，因此传统的仿真模型不能真实反应交通枢纽内大规模的行人运动。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种枢纽内大规模行人运动跨领域仿真方法及装置，通 过将跨领域的颗粒离散元法引入行人仿真，从而在保持仿真精度的基础上提高输入量级及 运算效率，实现对交通枢纽内大规模行人运动的仿真。 为此目的，一方面，本专利技术提出一种枢纽内大规模行人运动跨领域仿真方法，包 括：S1、获取待仿真行人的物理属性数据，基于颗粒离散元法构建所述待仿真行人的 行人模型，其中，所述行人模型由多个行人颗粒组成；S2、获取待仿真通道的几何属性数据，构建所述待仿真通道的通道模型；S3、基于社会力模型和所述颗粒离散元法的接触模型构建行人颗粒的受力模型；S4、通过将所述行人模型置于所述通道模型内，并利用所述受力模型实时更新所 述行人模型的行人颗粒的运动状态，对所述待仿真行人进行人流仿真。 另一方面，本专利技术提出一种枢纽内大规模行人运动跨领域仿真装置，包括： 行人模型构建单元，用于获取待仿真行人的物理属性数据，基于颗粒离散元法构 建所述待仿真行人的行人模型，其中，所述行人模型由多个行人颗粒组成； 通道模型构建单元，用于获取待仿真通道的几何属性数据，构建所述待仿真通道 的通道模型； 受力模型构建单元，用于基于社会力模型和所述颗粒离散元法的接触模型构建行 人颗粒的受力模型； 人流仿真单元，用于通过将所述行人模型置于所述通道模型内，并利用所述受力 模型实时更新所述行人模型的行人颗粒的运动状态，对所述待仿真行人进行人流仿真。 本专利技术实施例所述的枢纽内大规模行人运动跨领域仿真方法及装置，提供了一种 中微观相结合，在此基础上提高行人输入量级和运算效率的行人仿真方法及装置，将行人 视作物体颗粒进行处理，引入颗粒离散元法建立起基于颗粒离散元的行人模型，基于社会 力模型和颗粒离散元法的接触模型构建行人颗粒的受力模型，运用受力模型对行人颗粒给 予主观能动性微观处理，从而实现跨领域方法（颗粒离散元法）和微观行人仿真即真实又 高效的结合。【附图说明】图1为本专利技术枢纽内大规模行人运动跨领域仿真方法一实施例的流程示意图；图2为本专利技术枢纽内大规模行人运动跨领域仿真方法另一实施例中利用行人颗 粒的受力模型更新行人颗粒的运动状态的算法设计流程图；图3为本专利技术枢纽内大规模行人运动跨领域仿真方法又一实施例中行人所受驱 动力示意图； 图4为本专利技术枢纽内大规模行人运动跨领域仿真方法又一实施例中行人间法向 重叠及切向位移示意图； 图5为本专利技术枢纽内大规模行人运动跨领域仿真方法又一实施例中行人接触模 型的法向力简化模型示意图； 图6为本专利技术枢纽内大规模行人运动跨领域仿真方法又一实施例中行人接触模 型的切向力简化模型示意图；图7为本专利技术枢纽内大规模行人运动跨领域仿真方法又一实施例中行人与行人 的位置关系不意图；图8为本专利技术枢纽内大规模行人运动跨领域仿真方法又一实施例中行人与墙壁 的位置关系不意图；图9为本专利技术枢纽内大规模行人运动跨领域仿真方法又一实施例中行人所受排 斥力示意图；图10为本专利技术枢纽内大规模行人运动跨领域仿真装置一实施例的方框结构示意 图。【具体实施方式】 为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例 中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术 一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有 做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。 如图1所示，本实施例公开一种枢纽内大规模行人运动跨领域仿真方法，包括：S1、获取待仿真行人的物理属性数据，基于颗粒离散元法构建所述待仿真行人的 行人模型，其中，所述行人模型由多个行人颗粒组成；S2、获取待仿真通道的几何属性数据，构建所述待仿真通道的通道模型；S3、基于社会力模型和所述颗粒离散元法的接触模型构建行人颗粒的受力模型；S4、通过将所述行人模型置于所述通道模型内，并利用所述受力模型实时更新所 述行人模型的行人颗粒的运动状态，对所述待仿真行人进行人流仿真。 本专利技术中，利用所述受力模型实时更新所述行人模型的行人颗粒的运动状态，可 以包括：S40、对于所述行人模型的每一个行人颗粒，利用所述受力模型实时计算该行人颗 粒所受的合力；S41、根据所述合力计算该行人颗粒运动的加速度，根据所述加速度计算该行人颗 粒在每个时间步长内的位移，并根据所述位移对该行人颗粒的位置进行更新。 所述S4,还可以包括： 对于每一个行人颗粒，判断该行人颗粒是否运动结束，若结束，则根据该行人颗粒 运动过程的位置信息生成该行人颗粒的运动轨迹。 本专利技术实施例所述的枢纽内大规模行人运动跨领域仿真方法，提供了一种中微观 相结合，在此基础上提高行人输入量级和运算效率的行人仿真方法，将行人视作物体颗粒 进行处理，引入颗粒离散元法建立起基于颗粒离散元的行人模型，基于社会力模型和颗粒 离散元法的接触模型构建行人颗粒的受力模型，运用受力模型对行人颗粒给予主观能动性 微观处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种枢纽内大规模行人运动跨领域仿真方法，其特征在于，包括：S1、获取待仿真行人的物理属性数据，基于颗粒离散元法构建所述待仿真行人的行人模型，其中，所述行人模型由多个行人颗粒组成；S2、获取待仿真通道的几何属性数据，构建所述待仿真通道的通道模型；S3、基于社会力模型和所述颗粒离散元法的接触模型构建行人颗粒的受力模型；S4、通过将所述行人模型置于所述通道模型内，并利用所述受力模型实时更新所述行人模型的行人颗粒的运动状态，对所述待仿真行人进行人流仿真。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张蕊，杨静，刘荣强，丁俊强，林霖，杨晨威，武慧敏，汤优，
申请(专利权)人：北京建筑大学，
类型：发明
国别省市：北京;11