[發明專利]基于網格-密度-關系的疏散人群行為仿真系統及其方法

有效

• 申請號: 201610044959.4
• 申請日: 2016-01-22
• 公開（公告）號: CN105740510B
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: 劉弘;鄭向偉;張桂娟;陸佃杰;李焱;陳莉;呂蕾;柳廣鵬;劉寶璽;張浩
• 申請（專利權）人: 山東師范大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06Q50/26
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 趙妍

1.一種基于網格-密度-關系的疏散人群行為仿真系統，其特征在于，包括：

疏散場景模型建立單元，其用于根據疏散場景的結構信息進行提取疏散場景的特征，得到疏散場景的三維模型；

疏散場景全局路徑規劃單元，其用于根據疏散場景的三維模型對疏散場景進行全局路徑規劃，計算疏散場景中所有出入口的全局路徑；

人群活動生成單元，其用于根據疏散場景中所有出入口數量、人群中個體間關系以及個體位置信息來進行人群分組；

人群仿真單元，其用于根據社會力模型計算在仿真過程中個體的實時速度，在仿真的過程中，實時修正同組中每個個體的運動速度，以保持每個群組行進的一致性，實現疏散人群的行為仿真；

所述人群活動生成單元，包括：

人群個體位置信息生成模塊，其用于建立人群數據集與疏散場景的三維模型中人群活動區域之間的映射關系，根據映射關系生成人群個體在人群活動區域的位置；

疏散場景網格劃分模塊，根據疏散場景中所有出入口數量來確定人群分組數量，對疏散場景的三維模型中人群活動區域進行劃分網格；

網格關系-密度值計算模塊，其用于根據每個網格單元內的個體數量以及個體間的關系值，計算每個網格單元的網格密度值和網格關系值，并對網格密度值和網格關系值進行加權疊加，獲得每個網格單元的網格關系-密度值；

人群分組模塊，其用于將網格關系-密度值最大的網格為核心網格來構建組中心，根據個體與組中心的物理距離，將個體所在網格分配到各核心網格所在的組中，完成人群的分組。

2.一種基于如權利要求1所述的網格-密度-關系的疏散人群行為仿真系統的仿真方法，其特征在于，包括：

步驟(1)：根據疏散場景的結構信息進行提取疏散場景的特征，得到疏散場景的三維模型；

步驟(2)：根據疏散場景的三維模型對疏散場景進行全局路徑規劃，計算疏散場景中所有出入口的全局路徑；

步驟(3)：根據人群中個體間關系、人群在疏散場景中的密度以及個體位置信息來確定人群分組信息；

步驟(4)：根據社會力模型計算在仿真過程中個體的實時速度，在仿真的過程中，實時修正同組中每個個體的運動速度，以保持整個群組行進的一致性，實現疏散人群的行為仿真；

所述步驟(3)中確定人群分組信息的過程，包括：

步驟(3.1)：建立人群數據集與疏散場景的三維模型中人群活動區域之間的映射關系，根據映射關系生成人群個體在人群活動區域的位置；

步驟(3.2)：根據疏散場景中所有出入口數量來確定人群分組數量，對疏散場景的三維模型中人群活動區域進行劃分網格；

步驟(3.3)：根據每個網格單元內的個體數量以及個體間的關系值，計算每個網格單元的網格密度值和網格關系值，并對網格密度值和網格關系值進行加權疊加，獲得每個網格單元的網格關系-密度值；

步驟(3.4)：將網格關系-密度值最大的網格為核心網格來構建組中心，根據個體與組中心的物理距離，將個體所在網格分配到各核心網格所在的組中，完成人群的分組。

3.如權利要求2所述的基于網格-密度-關系的疏散人群行為仿真系統的仿真方法，其特征在于，所述步驟(3.4)中，將個體所在網格分配到各核心網格所在的組中的過程，包括：

步驟(3.4.1)：根據每個網格單元的網格關系-密度值的大小，從大到小對網格單元進行排序，形成待分組隊列；

步驟(3.4.2)：選取待分組隊列中第一個網格作為核心網格，從第二個網格開始直至待分組隊列中最后一個網格，逐個判斷是否為核心網格的鄰接網格，若是，則將該網格并入核心網格，并在待分組隊列刪去該網格；將合并后的核心網格從待分組隊列移到已分組隊列，并標注組號；

步驟(3.4.3)：重復步驟(3.4.2)，直至待分組隊列中網格個數為0，分組結束；否則進入下一步；

步驟(3.4.4)：待分組隊列中網格個數為非零，且已分組隊列網格個數等于已確定的分組數，則根據待分組隊列的網格中每個個體與已分組隊列中組中心的物理距離，將相應網格分配到各核心網格所在的組中，直至待分組隊列中網格個數為0。

4.如權利要求2所述的基于網格-密度-關系的疏散人群行為仿真系統的仿真方法，其特征在于，所述步驟(3.3)中，對網格密度值和網格關系值進行加權的權重分別為0.5和0.5。