基于虚拟现实的地铁客流仿真系统的实现

针对对地铁客流的各种状况进行预测与评估的需要,提出了基于虚拟现实的地铁客流仿真系统的设计思想和实现方法,将地铁客流仿真系统和计算机三维动画技术结合起来.首先根据复兴门地铁客流的抽样数据建立了泊松分布数学模型,产生泊松分布的随机数来模拟客流数,然后用3DSMAX创建了地铁站、列车模型和人物造型,在Visual C 中利用一定的图形算法将模型读入DireetX场景,最后通过DirectX建立仿真系统的游戏引擎,运用脚本技术实现地铁客流的三维仿真.     

轨道交通换乘站楼梯异质客流仿真

行人交通仿真是研究轨道交通换乘效率的重要方法。在实地数据调研的基础上，基于AnyLogic软件设计异质客流在地铁换乘站楼梯处走行仿真。根据个体占用空间及步行速度，分为普通乘客、携带大件行李乘客和老年乘客。考虑对外交通枢纽和生活居住用地的站点等多类站点，依据客流结构设计多水平异质客流和同质客流的仿真场景，对异质客流通过楼梯的舒适、安全、效率等特性计算评价，并进行敏感性分析。结果表明，异质客流乘客间的相互作用比同质客流更显著，四类场景的疏散效率最大相差12.9%;楼梯宽度大于4.2米时，拥堵的临界输入客流量λ最大相差3000p/h。     

基于地铁站客流特征的行人应急疏散仿真研究

以地铁车站全日客流特征为基础，研究相似个体行为选择规律并差异化赋值属性参数，进而提高在突发事件下乘客应急疏散仿真结果的可靠性。首先结合车站周边用地性质和全日分时段进出站客流量划分为通勤型、商业型和枢纽型三类车站；然后用SP与RP相结合的问卷调查乘客在不同情境下疏散行为选择方式，建立基于潜类别条件的Logit模型得到乘客属性分类，并运用多元Logistics回归分析影响因素及分布概率；最后运用AnyLogic软件建立地铁车站疏散模型并对比仿真效果。结果表明，地铁站的盲从型、慌乱型、自主型和冲动型乘客比例差异对疏散效率有显著影响。     

基于客流数据的区域出行特征聚类

区域功能发现对完善城市规划有着重要的指导意义.区域居民的出行特征提取与发掘可以作为建立模型分析区域功能的数据支撑.随着智能交通技术在轨道交通系统的应用,大量蕴含行人移动性和出行目的地信息的客流数据被采集得到,发现客流数据与地铁站相关区域功能有紧密联系.从地铁客流数据中提取出乘客出行模式和地铁站客流模式,并以此为基础建立概率图模型,实现了区域出行特征聚类.首先,以地铁客流数据为基础提取了乘客出行模式和地铁站客流模式,发现地铁站客流集中性和潮汐性的特性,能在一定程度上反映地铁的区域功能.然后,采用了文本分析领域经典的概率图模型,建立基于潜在狄利克雷分配(latent Dirichlet allocation,LDA)主题模型的地铁客流出行特征聚类模型,将具有出行规律相似性的地铁站聚类在一起.最后,通过分析聚类实验结果,发现在不同客流峰段内的区域功能和相互客流关系.     

基于仿真的城市轨道交通客流分配

建立仿真客流分配模型可实现城市轨道交通(URT)客流的分配.首先,定义URT网络并确定了乘客生成方法;其次,结合改进Logit模型及有界理性模型建立乘客出行路径选择模型;接着,基于列车运行图实现列车运行控制及乘客上、下车决策;然后,建立了自反馈机制实现乘客出行路径计算结果的校正;最后,以成都地铁为例,验证了所建立模型的...     

轨道交通车站乘客集散系统Anylogic仿真优化

为了研究地铁轨道交通车站站台乘客行为的特殊性对地铁轨道交通车站设施设备布局的影响,本文运用基于社会力模型算法的Anylogic动态仿真软件构建了面向复杂交织乘客行人流的地铁轨道交通站台场景模型。以某市地铁轨道交通车站为例对该模型进行了校核与验证,针对地铁车站内的设施设备布局的缺陷提出了优化改进措施。实证研究表明:优化后的地铁轨道交通站台场景模型,能够科学合理地阐述客流组织与地铁轨道交通之间的动态关系,同时对其他地铁轨道交通车站的规划设计与运营具有重要的借鉴与指导意义。     

基于时段客流特征聚类的地铁运营时段划分

准确合理的运营时段划分方案是制定地铁列车开行方案的前提和基础,也是提高地铁运营效率的重要方式.为了合理划分地铁运营时段,本文构建时段客流特征向量以划分地铁运营时段.以10 min为时间间隔对全日运营时段进行分段,并根据时段内的客流变化特点构建各时段的特征向量.并以此为基础采用K-means算法进行聚类,同时以肘部法则、轮廓系数等聚类评估指标对结果进行评价,以确定最优聚类数,进而得到最优的运营时段划分方案.最后以福州地铁一号线为例,给出了该路线的运营时段划分方案,验证了该方法的可行性.     

地铁站台导航系统

在地铁站台候车时,因为乘客无法了解下一班列车车厢内的情况,在乘客上车以后,列车车厢内会产生人数分布不均匀的现象。针对这一问题,本作品可以利用地铁车厢内自带的摄像头来捕捉下一辆列车的客流分布情况,并且综合目前站台排队情况的信息,通过在地铁站台每个候车门上加装一个导航指示灯的方式,来引导乘客去较空的车厢进行候车。     

地铁站虚拟乘客行为模拟研究与实现

地铁站台人群仿真可以增强地铁驾驶模拟器的视觉沉浸感,同时可以用于地铁站台公共场所的应急处理仿真中。但由于乘客行为复杂,影响因素众多,因此乘客智能行为的模拟一直都是地铁仿真系统中的难点。通过调研分析地铁站台上下车人员的行为特征,总结乘客在多种因素影响下的行为规律。通过加入权重因子改进RVO算法实现全局最优路径查询和动态障碍避碰,对行为选择进行量化分析,建立了一套完整、可拓展性较强的智能乘客行为系统。解决了目前地铁模拟器中乘客模型简单、行为单一、真实感较差的问题,提高机车模拟驾驶过程中的场景逼真度和司机沉浸感。     

灰色预测系统在地铁站点客流预测中的应用研究

客流预测对城市轨道交通的规划与运营具有十分重要的意义,为此研究了一种应用于地铁站点客流预测的灰色预测系统.首先,确定了客流预测的方案,并完成了西安地铁2号线主要站点客流数据的统计.其次,以灰色预测系统为手段,完成了地铁站点的客流预测与误差分析.最后,通过仿真实验说明基于灰色预测系统的地铁客流预测与真实客流增长的规律相吻...     

A methodology for determining equivalent factors in heterogeneous pedestrian flows

Similar to vehicle traffic, pedestrian flow can also be classified as heterogeneous. This paper introduces the concept of equivalent factors for converting heterogeneous pedestrian flow into equivalent base flow derived from vehicle traffic methodologies. The methodology computes equivalent mixed traffic flow and uniform flow for the same performance measure. To account for both temporal and spatial variations in pedestrian characteristics, time–space (TS) occupancy is the performance measure employed. This measure can deal with diversities in both walking speeds and body sizes, which are the two factors identified to test the methodology for the proof of concept. A micro-simulation approach is used to generate input data for computation of the equivalent factors in lieu of collected data. Inputs for the micro-simulation models are derived from literature for comparison between simulation and empirical results. Results show the robustness of the methodology in taking into account pedestrian walking speed and body size differences. An application of the equivalent factors illustrates the importance of considering heterogeneity in pedestrian walkway design. This methodology can be adopted to compute local pedestrian equivalent factors from field collected data.     

基于Anylogic的轨道交通换乘能力改进的研究

研究轨道交通换乘枢纽与市内其它交通方式的衔接与协调,是城市公共交通线网优化的主要内容之一。它能减少出行过程中的等待时间,缩短人们出行时间,提高公交服务质量,并保证客运交通的高效率,也能更好地促进城市轨道交通与其它交通方式的协调发展。以武汉地铁某换乘站研究对象,通过实地采集其基本设施的位置和数量、入站行人和出站行人的数量,并利用Anylogic仿真软件,建立站点的平面布置图空间模型和行人流程图。首先通过仿真软件仿真找出换乘客流瓶颈部位,其次分别对其提出改善建议并加以修改仿真模型。最终仿真结果表明,改善建议使得换乘站的换乘效率都得到提高。     

右转车流及对向行人影响下的行人过街延误模型

通过分析车头时距随交通流量而变化的统计特性,提出了基于车头时距分布的自适应的行人过街冲突延误计算模型。根据低交通流量情况下车头时距服从负指数分布时的行人过街冲突延误,分别推导出中等交通流量及高交通流量情况下的行人过街冲突延误计算模型;结合无干扰条件下的相位延误和对向行人流阻滞延误得到干扰条件下的行人过街总延误计算模型;通过Vissim仿真实验对模型进行了准确性验证,其偏差小于3%。此外,将提出的行人过街延误模型与以机动车到达间距服从负指数分布为假设前提的行人过街延误模型进行误差比较,结果表明所提出的延误模型误差更小。     

Calibrating a social force based model for simulating personal mobility vehicles and pedestrian mixed traffic

Personal mobility vehicles (PMVs), such as the Segway, have recently gained remarkable popularity as an alternative transport mode for short-distance trips in indoor and outdoor settings. Before allowing them on shared sidewalks, where the pedestrian and cyclist demand is high, interactions between PMV riders and other shared space users should be properly understood. Further, the designs of shared sidewalks and implementation policies should also be evaluated. Calibrated microscopic simulation tools could facilitate such purposes. This study aims to explore the applicability of a social force based microscopic simulation model, which was originally used to simulate pedestrian movements and interactions, for Segway and pedestrian mixed traffic. The parameters of the model are calibrated with data collected through controlled experiments under different Segway–pedestrian interaction scenarios. Lateral and longitudinal avoidance distances measured from trajectory data collected in a different controlled experiment was used to validate the model for a Segway rider avoiding a pedestrian. The findings of this study suggest that, with proper calibration, the social force model can potentially be used to simulate Segway-like PMVs and pedestrian mixed traffic.     

Crowd Simulation and Its Applications: Recent Advances

This article surveys the state-of-the-art crowd simulation techniques and their selected applications, with its focus on our recent research advances in this rapidly growing research field. We first give a categorized overview on the mainstream methodologies of crowd simulation. Then, we describe our recent research advances on crowd evacuation,pedestrian crowds, crowd formation, traffic simulation, and swarm simulation. Finally, we offer our viewpoints on open crowd simulation research challenges and point out potential future directions in this field.     

基于多智能体的信号交叉口微观仿真

交通系统是一个典型的多智能体系统（Multi-Agent System,MAS）。应用多智能体技术建立了信号交叉口微观仿真模型,给出了机动车Agent的三层结构,详细分析了机动车在信号交叉口中的基于期望间隙和期望速度的运动决策逻辑,探讨了机动车加速度模型。针对国内交通仿真软件缺少行人与非机动车模拟的不足,以元胞自动机模型为基础引入了行人及非机动车实体,使得仿真系统更具实用性。给出了该仿真系统的实现结果和结论。     

改进社会力的双向行人流模型研究

在行人运动和行人行为观察的基础上,结合社会力模型,把行人运动看作一种自驱动的个体在连续空间中移动的过程。为了解决行人间相互作用力的不足,通过引入行人运动感知域,提出一种行人碰撞避免的解决机制,这种机制能较好解决行人间的相互碰撞行为,防止行人间出现大面积的堵塞现象。仿真实验结果显示改进后的模型能再现正常条件下行人流基本图,并很好地再现了行人流“通道形成”自组织现象。     

基于组合模型的网络流量预测

网络流量预测是网络管理的基础,网络流量受到多种因素影响,具有周期性、时变性和非线性,传统单一线性模型ARIMA或非线性模型SVM均难以准确描述网络流量复杂变化规律,为此,提出一种网络流量组合预测模型（ARIMA-LSSVM）。采用ARIMA对网络流量进行预测,捕捉其周期性变化趋势,采用LSSVM对网络流量非线性变化趋势进行预测,同时采用遗传算法对LSSVM参数进行优化,采用LSSVM两种预测结果进行融合,得到网络流量的最终预测结果。仿真实验结果表明,相对于单一网络流量预测模型,ARIMA-LSSVM提高网络流量预测精度,更能全面刻画网络流量变化趋势。     

汽车与行人碰撞的动力学响应仿真研究

行人保护是汽车安全研究领域的重要问题之一。该文旨在研究真实事故中汽车前碰撞行人的动态响应。基于这一点，使用了一个经过验证的行人数学模型，模拟真实碰撞事故中行人的动态响应。文中对行人模型的运动学响应以及真实事故记录进行了比较，并且计算了头、胸、骨盆、下肢等人体各部分与损伤相关的参数。基于模拟研究的结果，提出了减少行人损伤风险的城区限行时速和通过改进汽车前部结构减少行人碰撞损伤严重程度的可行措施。