[發明專利]一種大規模人群疏散計算機仿真系統及其方法

有效

• 申請號: 201610045914.9
• 申請日: 2016-01-22
• 公開（公告）號: CN105740514B
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: 劉弘;鄭向偉;陸佃杰;張桂娟;李焱;陳莉;呂蕾;韓延斌;柳廣鵬;劉寶璽;張浩;秦欣;王曉靜
• 申請（專利權）人: 山東師范大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 趙妍

1.一種大規模人群疏散計算機仿真系統，其特征在于，包括：

疏散場景模型建立單元，其用于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特征、個體間關系以及個體位置信息進行人群分組，獲得若干個群組；

人群仿真單元，其用于篩選每個群組的引領者，并根據改進型社會力模型計算個體的實時速度；在仿真過程中，每個群組移動方向由引領者決定，實時調整個體的運動速度，以保持每個群組行進的一致性，實現疏散人群的行為仿真；

其中，改進型社會力模型中社會力為個體驅動力、個體間的作用力、個體與障礙物間作用力、群組吸引力及擾動力的總和；

所述人群仿真單元，包括：

引領者選擇模塊，其用于根據個體間關系來確定個體間的關系值，篩選出各個群組中與其他個體的關系值之和最大的個體，作為各個群組的引領者；

人群疏散仿真模塊，其用于根據改進型社會力模型計算個體的實時速度；在仿真過程中，每個群組移動方向由引領者決定，實時調整個體的運動速度，以保持每個群組行進的一致性。

2.一種基于如權利要求1所述的大規模人群疏散計算機仿真系統的仿真方法，其特征在于，包括：

步驟(1)：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)：根據疏散場景特征、個體間關系以及個體位置信息進行人群分組，獲得若干個群組；

步驟(4)：篩選每個群組的引領者，并根據改進型社會力模型計算個體的實時速度；在仿真過程中，每個群組移動方向由引領者決定，實時調整個體的運動速度，以保持每個群組行進的一致性，實現疏散人群的行為仿真；

所述步驟(4)中篩選每個群組的引領者的過程，包括：

步驟(4.1)：據個體間關系來確定個體間的關系值，分別計算各個群組中每個個體與其他個體的關系值之和；

步驟(4.2)：在每個群組中，將每個個體與其他個體的關系值之和的大小進行排序，篩選出各個群組中與其他個體的關系值之和最大的個體，作為各個群組的引領者。

3.如權利要求2所述的一種大規模人群疏散計算機仿真系統的仿真方法，其特征在于，所述步驟(4)中，改進型社會力模型中社會力為個體驅動力、個體間的作用力、個體與障礙物間作用力、群組吸引力及擾動力的總和。

4.如權利要求3所述的一種大規模人群疏散計算機仿真系統的仿真方法，其特征在于，改進型社會力模型中群組吸引力的方向指向群組的中心，群組的中心為相應群組的引領者。

5.如權利要求2所述的一種大規模人群疏散計算機仿真系統的仿真方法，其特征在于，所述步驟(3)中個體間關系包括同事關系、親屬或戀人關系和朋友關系。

6.如權利要求5所述的一種大規模人群疏散計算機仿真系統的仿真方法，其特征在于，所述步驟(3)中個體間關系還包括團隊成員與領隊關系。

7.如權利要求6所述的一種大規模人群疏散計算機仿真系統的仿真方法，其特征在于，如果兩個個體無關系，則關系值為0。

8.如權利要求7所述的一種大規模人群疏散計算機仿真系統的仿真方法，其特征在于，個體間關系值取值范圍為：