[發(fā)明專利]一種行人排隊(duì)行為的仿真模型及其仿真方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011330949.X
• 申請(qǐng)日: 2020-11-24
• 公開（公告）號(hào): CN112329261A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 廖明軍;王凱英;周千帆;郭家成;李花菡;耿翊波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鹽城工學(xué)院
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06F111/08
• 代理公司: 杭州奇炬知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33393
• 代理人: 徐敏

本發(fā)明公開了一種行人排隊(duì)行為的仿真模型及其仿真方法，建立仿真物理場(chǎng)景模型，建立隊(duì)列模型，包括隊(duì)列形態(tài)建模、行人排隊(duì)狀態(tài)建模，并基于步行時(shí)間和排隊(duì)時(shí)間的隊(duì)列選擇模型，建立行人排隊(duì)行為微觀模型；建立模型后初始化環(huán)境以及行人屬性，確定行人排隊(duì)點(diǎn)和隊(duì)列，計(jì)算出運(yùn)動(dòng)方向，進(jìn)行目的地判斷，隊(duì)列行人根據(jù)行人排隊(duì)服務(wù)規(guī)則和狀態(tài)進(jìn)行位置更新，排隊(duì)服務(wù)完畢行人，離開隊(duì)列，選擇下一個(gè)活動(dòng)點(diǎn)，其運(yùn)動(dòng)模型類似，回到上述步驟，直至仿真結(jié)束。本發(fā)明通過對(duì)被排隊(duì)吸引的行人和排隊(duì)結(jié)束后的行人分別建立微觀運(yùn)動(dòng)模型，隊(duì)列選擇模型，增強(qiáng)行人運(yùn)動(dòng)的適應(yīng)性，豐富了現(xiàn)有仿真理論和方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及步行空間內(nèi)行人排隊(duì)行為運(yùn)動(dòng)行為仿真方法，具體涉及為排隊(duì)隊(duì)列選擇模型、排隊(duì)行人運(yùn)動(dòng)行為以及隊(duì)列建模方法，特別為一種行人排隊(duì)行為的仿真模型及其仿真方法。

背景技術(shù)

大多數(shù)行人仿真模型主要面向人群疏散，行人在疏散行為相對(duì)比較簡(jiǎn)單，疏散人群其主要目的是尋找最短路徑期望盡快逃離危險(xiǎn)環(huán)境，人群主要行為是跟隨行為。而在相對(duì)于疏散的常態(tài)情況下，不同的行人在站內(nèi)設(shè)施上進(jìn)行接受服務(wù)和通行等有序交通行為，表現(xiàn)出不同的交通行為特征，也就是有序交通行為，其中最常見就是排隊(duì)行為。

目前對(duì)于行人排隊(duì)行為的研究較少，在宏觀上，一般排隊(duì)網(wǎng)絡(luò)或者排隊(duì)論理論進(jìn)行排隊(duì)系統(tǒng)的研究。在微觀層面上，缺乏復(fù)雜場(chǎng)景下行人排隊(duì)行為的研究。而目前行人排隊(duì)行為在我國交通樞紐非常常見，也關(guān)系到樞紐營(yíng)運(yùn)效率，對(duì)排隊(duì)行為也顯得尤為重要。

現(xiàn)有技術(shù)主要的基于元胞自動(dòng)機(jī)模型(CA)或從運(yùn)動(dòng)圖像中恢復(fù)三維結(jié)構(gòu)(SFM)，其模型主要是聚焦微觀每個(gè)步長(zhǎng)行人運(yùn)動(dòng)方向，并且現(xiàn)有技術(shù)在行人運(yùn)動(dòng)宏觀上建模除了基于距離模型外，尚不能刻畫活動(dòng)影響下行人運(yùn)動(dòng)路徑動(dòng)態(tài)性建模。因此上述技術(shù)有以下不足：在考慮行人之間作用時(shí)，把人群看做為同質(zhì)群體，在刻畫行為上與實(shí)際情況有一定差距，而樞紐空間內(nèi)行人排隊(duì)繁多，人群有不同的排隊(duì)任務(wù)，對(duì)即將排隊(duì)的行人或排隊(duì)結(jié)束的行人其運(yùn)動(dòng)行為除了受行人流影響還受隊(duì)列的影響，主要只能關(guān)注單一仿真場(chǎng)景，無法對(duì)復(fù)雜異質(zhì)的環(huán)境進(jìn)行研究。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了提供一種行人排隊(duì)行為的仿真模型及其仿真方法，通過對(duì)被排隊(duì)吸引的行人和排隊(duì)結(jié)束后的行人分別建立微觀運(yùn)動(dòng)模型，隊(duì)列選擇模型，增強(qiáng)行人運(yùn)動(dòng)的適應(yīng)性，豐富了現(xiàn)有仿真理論和方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：一種行人排隊(duì)行為的仿真模型，包括以下步驟：步驟1.建立仿真物理場(chǎng)景模型，具體包括以下操作：基于元胞自動(dòng)機(jī)模型進(jìn)行建模，元胞空間單元格為0.3×0.3m，鄰居采用Moore型鄰居；

步驟2.建立隊(duì)列模型，具體包括以下操作：步驟2-1.對(duì)隊(duì)列形態(tài)進(jìn)行建模；步驟2-2.建立行人排隊(duì)狀態(tài)模型；

步驟3.基于步行時(shí)間和排隊(duì)時(shí)間的隊(duì)列選擇模型；

步驟4.建立行人排隊(duì)行為微觀模型，具體包括以下操作：對(duì)行人活動(dòng)路徑建立基于可視圖的宏觀路徑，串聯(lián)行人中間節(jié)點(diǎn)，相鄰中間節(jié)點(diǎn)運(yùn)用下面的微觀層級(jí)的運(yùn)動(dòng)模型。

優(yōu)選的，在步驟1中，每個(gè)步長(zhǎng)平均速度為一個(gè)單元格，場(chǎng)景中對(duì)障礙物、行人和空閑在元胞單元格屬性中賦予不同屬性值：2為障礙物，行人占據(jù)為1，空閑為0。

優(yōu)選的，在步驟2中，所述隊(duì)列形態(tài)建模根據(jù)步行空間布局、服務(wù)設(shè)施數(shù)量和排隊(duì)制式，考慮隊(duì)列長(zhǎng)度的增長(zhǎng)，程序或者用戶在自定義隊(duì)列形狀和隊(duì)列數(shù)量。

優(yōu)選的，在步驟2中，行人的排隊(duì)活動(dòng)也體現(xiàn)在行人狀態(tài)的變化上，如非排隊(duì)、選擇隊(duì)列、排隊(duì)、等待、接受服務(wù)、服務(wù)完畢以及改變目標(biāo)，行人處于不同的狀態(tài)時(shí)，其表現(xiàn)出不同的微觀行為。