[发明专利]枢纽内大规模行人运动跨领域仿真方法及装置

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及行人仿真技术领域，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。

背景技术

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(The 75th Transportation Research Board,An evaluationmethod for comfort requirements in outdoor pedestrian spaces,1996.)；中观行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(Florian M,MMahut,N Tramblay.A Hybrid Optimization-Mesoscopic Simulation Dynamic TrafficAssignment Model[C]//Proceedings of the 2001IEEE Intelligent TransportSystems 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。

发明内容

本发明的目的在于，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，本发明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，本发明提出一种枢纽内大规模行人运动跨领域仿真装置，包括：