[发明专利]基于网格-密度-关系的疏散人群行为仿真系统及其方法

权利要求书

1.一种基于网格-密度-关系的疏散人群行为仿真系统，其特征在于，包括：

疏散场景模型建立单元，其用于根据疏散场景的结构信息进行提取疏散场景的特征，得到疏散场景的三维模型；

疏散场景全局路径规划单元，其用于根据疏散场景的三维模型对疏散场景进行全局路径规划，计算疏散场景中所有出入口的全局路径；

人群活动生成单元，其用于根据疏散场景中所有出入口数量、人群中个体间关系以及个体位置信息来进行人群分组；

人群仿真单元，其用于根据社会力模型计算在仿真过程中个体的实时速度，在仿真的过程中，实时修正同组中每个个体的运动速度，以保持每个群组行进的一致性，实现疏散人群的行为仿真；

所述人群活动生成单元，包括：

人群个体位置信息生成模块，其用于建立人群数据集与疏散场景的三维模型中人群活动区域之间的映射关系，根据映射关系生成人群个体在人群活动区域的位置；

疏散场景网格划分模块，根据疏散场景中所有出入口数量来确定人群分组数量，对疏散场景的三维模型中人群活动区域进行划分网格；

网格关系-密度值计算模块，其用于根据每个网格单元内的个体数量以及个体间的关系值，计算每个网格单元的网格密度值和网格关系值，并对网格密度值和网格关系值进行加权叠加，获得每个网格单元的网格关系-密度值；

人群分组模块，其用于将网格关系-密度值最大的网格为核心网格来构建组中心，根据个体与组中心的物理距离，将个体所在网格分配到各核心网格所在的组中，完成人群的分组。

2.一种基于如权利要求1所述的网格-密度-关系的疏散人群行为仿真系统的仿真方法，其特征在于，包括：

步骤(1)：根据疏散场景的结构信息进行提取疏散场景的特征，得到疏散场景的三维模型；

步骤(2)：根据疏散场景的三维模型对疏散场景进行全局路径规划，计算疏散场景中所有出入口的全局路径；

步骤(3)：根据人群中个体间关系、人群在疏散场景中的密度以及个体位置信息来确定人群分组信息；

步骤(4)：根据社会力模型计算在仿真过程中个体的实时速度，在仿真的过程中，实时修正同组中每个个体的运动速度，以保持整个群组行进的一致性，实现疏散人群的行为仿真；

所述步骤(3)中确定人群分组信息的过程，包括：

步骤(3.1)：建立人群数据集与疏散场景的三维模型中人群活动区域之间的映射关系，根据映射关系生成人群个体在人群活动区域的位置；

步骤(3.2)：根据疏散场景中所有出入口数量来确定人群分组数量，对疏散场景的三维模型中人群活动区域进行划分网格；

步骤(3.3)：根据每个网格单元内的个体数量以及个体间的关系值，计算每个网格单元的网格密度值和网格关系值，并对网格密度值和网格关系值进行加权叠加，获得每个网格单元的网格关系-密度值；

步骤(3.4)：将网格关系-密度值最大的网格为核心网格来构建组中心，根据个体与组中心的物理距离，将个体所在网格分配到各核心网格所在的组中，完成人群的分组。

3.如权利要求2所述的基于网格-密度-关系的疏散人群行为仿真系统的仿真方法，其特征在于，所述步骤(3.4)中，将个体所在网格分配到各核心网格所在的组中的过程，包括：

步骤(3.4.1)：根据每个网格单元的网格关系-密度值的大小，从大到小对网格单元进行排序，形成待分组队列；

步骤(3.4.2)：选取待分组队列中第一个网格作为核心网格，从第二个网格开始直至待分组队列中最后一个网格，逐个判断是否为核心网格的邻接网格，若是，则将该网格并入核心网格，并在待分组队列删去该网格；将合并后的核心网格从待分组队列移到已分组队列，并标注组号；

步骤(3.4.3)：重复步骤(3.4.2)，直至待分组队列中网格个数为0，分组结束；否则进入下一步；

步骤(3.4.4)：待分组队列中网格个数为非零，且已分组队列网格个数等于已确定的分组数，则根据待分组队列的网格中每个个体与已分组队列中组中心的物理距离，将相应网格分配到各核心网格所在的组中，直至待分组队列中网格个数为0。

4.如权利要求2所述的基于网格-密度-关系的疏散人群行为仿真系统的仿真方法，其特征在于，所述步骤(3.3)中，对网格密度值和网格关系值进行加权的权重分别为0.5和0.5。