航站楼枢纽行人微观寻径算法仿真研究

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1、万方数据计算机工程与设计computerEnginee—ng卸dDesigll20ll，V01．32，No．82805航站楼枢纽行人微观寻径算法仿真研究刘一1，范卫东1，孙立光2，段成华3(1．中国民航管理干部学院，北京100102；2．上海美慧交通软件有限公司，上海200081；3．中国科学院研究生院，北京100049)摘要：为了提高航站楼等交通枢纽内应急预案和疏散措施的科学性和有效性，需要对其内部行人的行为进行建模分析，从而得出行人活动和在枢纽设施内的寻径规律。研究人员采用邻域决策模型对行人行为建模，通过目的地、障碍物和其

2、他行人对行人的交互影响作用来确定行人的轨迹，同时采用样例对该模型进行仿真。仿真实验结果表明，与传统的基于力的模型等微观行人仿真相比，该模型具有非线性的决策特征，从而有更好的微观仿真效果．关键词：邻域决策；行人；建模；仿真；疏散中图法分类号：TP391．9文献标识码：A文章编号：100m7024(2011)08—2805一04ResearchofmicroscopicpedestrianroutingalgorithmsimulationintemlinalLⅣYil，FANwei-don91，suNLi-guan旷，DuANc

3、heng-hu矿(1．CivilAviationM粕agementInstituteofChina，Beijingl00l02，China；2．Meihui1’ra衔cSofhⅣareCompanyLim慨d，Sh肌ghai20008l，Chi矾；3．Graduateuniversi吼ChineseAcademyofSci即ces，Beijing1o0049，China)Abstract：Researc舡ofpedestri加modeling孤dsimul撕oncouldslmmlarizethedisciplineofped

4、estriaJlactivi劬tllerebyimprovemescientificande仃．ectiveofeVacuati∞intransporthubsuch鹅tenllinal-ThemodelofpedestrianbehaViorintcnIlinalb髂ed∞neighbor．hooddecisionisproposed．111epedestri觚’strackis㈣inedbythedestiIlati∞，obstacles锄domerpedestri雅s．耽e∞鲫l招ofsimulati∞indicatet

5、hatthemodelII勰n∞linearpr叩er哆锄dbetterea．ectscomparedwiththe觚diti∞microscopicmodelb邪edonfbrce．Keywords：nei曲bor】吣0ddecision；pedestri锄；model；siInulation；钾acuati∞O引言随着我国民航运输量的快速增长，机场内的人流和滞留旅客量也大幅增加。因此行人行走规律的建模仿真研究对人流密度控制、应急疏散等具有重要意义。针对航站楼这类大型单体建筑，需要在建模时考虑到建筑特点进行空间描述并建立行人

6、行走决策模型，并通过模拟仿真实验检验该模型。对于行人仿真的研究主要可以分为宏观仿真和微观仿真两种。宏观行人仿真以行人流整体为研究对象，把行人流比拟成气体或流体，利用气体或流体力学规律进行仿真，如基于排队系统的模型⋯。微观行人仿真以单个行人为研究对象，考虑行人个体属性的差异，将个体行为集合而得到人群的行为。微观仿真包括基于“力”的模型嘲、元胞自动机模型¨‘、离散选择模型61等。微观仿真是当今研究的热点∞1，其优势是能够描述和反映更多行人活动和决策的细节，仿真可信性也更大‘州。国内在微观行人仿真方面起步较晚“m，主要研究成果包括采

7、用精细网格进行空间描述、再基于势能场建模⋯。21、基于连续几何空间的行人多出口选择仿真“”、采用元胞自动机对磁悬浮列车内的人员进行仿真““和把计算效率与精度结合的CAFE模型“”等。本文提出了一种新的行人动作描述机制，将行人的迈步分解为转向和调速两个步骤，即行人在行走中采用人邻域决策模型进行转向决策，再进行速率的调整，同时考虑当前速率对转向角度范围的约束以决定行人轨迹。仿真实验表明，此类描述能给出更为有效合理的路径。l行人行走决策仿真建模行人在决策过程中，应该综合分析自己的行走目标、前进方向、附近其他行人、障碍物等因素，对各可

8、行方向进行评估，进而做出转向决策，同时也估计各方向上的可行距离，以此为根据决定转向之后应该向前行进多远，以避免发生碰撞。这就需要我们对行人的邻域进行描述。我们采用相对极坐标系对邻域决策模型下行人的邻域空收稿日期：201l_ol-2l：修订日期：2011．03．25。基金项目：