本发明专利技术公开了一种考虑个体异质性的行人微观行为建模方法，属于交通仿真技术领域，包括以下步骤：首先获取行人设施的行走空间、行人与障碍物分布信息和行人的大小与移动速度，将行走空间划分为大小相同的若干网格；然后设置所有行人目的地和障碍物所占据网格的势能值并计算；随后将势能值的网格添加到与行人对应的有序队列中；并判断行走空间内所有网格是否都具有与每个行人相关的势能值，如果是执行下一步；否则重新计算势能值；其次确定行走空间内行人的可移动方向、计算可移动距离和转移概率；最后对行人设施内行人运动仿真结束条件进行判断，如果不满足结束条件则重新设置势能值，反之则获取行人运动仿真结果。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于交通仿真，尤其是涉及一种考虑个体异质性的行人微观行为建模方法。
技术介绍
1、随着城市化进程的加快和人口密度的增加，行人流的研究能够深入理解行人行为的基本规律和特征，为城市规划、交通管理、公共安全等领域提供科学依据和决策支持。通过行人微观行为建模仿真分析，可以预测在特定环境下行人的行为反应和流动模式，进而改善行人流量，减少拥堵，并提高拥挤区域的安全性。此外，这种分析还可以为在紧急情况下制定更有效的疏散策略提供信息。在行人微观行为建模过程中，考虑个体行为的异质性能够使模型更准确地模拟和预测行人在不同环境下的行为反应和动态变化，提高模拟的准确性和逼真度。现有仿真技术通常考虑到个体行人的行为特性，能够在一定程度上模拟出行人的微观行为。但是，各种模型的假设和简化导致模拟个体异质行为和群体动态方面仍存在限制，可能会影响模型的准确性和适用性。因此，现有仿真技术无法较为真实地刻画异质行人的行为特征，亟需提出一种考虑个体异质性的行人微观行为建模方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种考虑个体异质性的行人微观行为建模方法，解决现有技术存在的对模型假设和简化时会导致模拟个体异质行为和群体动态方面存在限制，从而影响模型的准确性和适用性的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供一种考虑个体异质性的行人微观行为建模方法，包括以下步骤：
3、步骤1：获取行人设施的行走空间、行人与障碍物分布信息和行人的大小与移动速度，将所述行走空间划分为大小相同的若干网格；</p>4、步骤2：设置所有行人目的地和障碍物所占据网格的势能值；
5、步骤3：计算行走空间内所有网格与每个行人相关的势能值；其中考虑行人到出口的距离、行人间排斥力、行人与障碍物间排斥力来确定行走空间内所有网格与每个行人相关的势能值；
6、步骤4：将步骤3计算得到势能值的网格添加到与行人对应的有序队列中；
7、步骤5：判断行走空间内所有网格是否都具有与每个行人相关的势能值，如果判断结果为是执行步骤6；否则执行步骤3；
8、步骤6：确定行走空间内行人的可移动方向；
9、步骤7：计算行走空间内行人在可移动方向的可移动距离；根据行人的移动速度确定行人在可移动方向的可移动距离；
10、步骤8：计算行走空间内行人在可移动方向的转移概率，基于转移概率更新每个行人的位置；
11、步骤9：对行人设施内行人运动仿真结束条件进行判断，如果不满足结束条件则返回步骤2，反之则获取行人运动仿真结果。
12、优选的，步骤2中设置所有行人目的地和障碍物所占据网格的势能值包括：将相邻的网格与行人相关的势能值用表示；如果相邻的网格被障碍物占据，；如果相邻的网格被行人的目的地占据，；将每个被行人的目的地占据的网格分别放入与行人对应的有序队列中，队列的顺序按照网格的势能值升序排列。
13、优选的，步骤3中计算行走空间内所有网格与每个行人相关的势能值的具体过程如下：
14、从有序队列中选择势能值最小的网格，并将其从有序队列中移除，检查其相邻的网格，如果相邻的网格的势能值还没有给定，那么相邻的网格的势能值计算公式如下：
15、；
16、其中，表示网格与行人相关的势能值；表示相邻的网格到网格的距离；如果相邻的网格是网格对角线方向的相邻网格，那么；如果相邻的网格是网格水平或垂直方向的相邻网格，那么；表示距离对网格势能值的影响程度；表示相邻的网格是否被行人或障碍物占据；如果相邻的网格被行人或障碍物占据，那么；如果相邻的网格未被行人或障碍物占据，那么；表示行人间排斥力和行人与障碍物间排斥力对网格势能值的影响程度；在设置网格势能值的过程中，对角线方向的相邻网格的势能值大于水平或垂直方向的相邻网格的势能值；被行人或障碍物占据的相邻网格的势能值大于没有被行人或障碍物占据的相邻网格的势能值。
17、优选的，步骤6中行人的可移动方向有八个；行人是否可以向相邻的网格的方向移动用表示；是一个0-1变量，具体计算公式如下：
18、；
19、其中，表示行人向相邻的网格方向移动的最大距离。
20、优选的，步骤7中行人在可移动方向的可移动距离的具体计算公式如下：
21、；
22、其中，表示每个时间步内行人向相邻的网格方向移动的距离，是行人的移动速度，表示模型中时间步的大小，表示行人向相邻的网格方向移动的最大距离。
23、优选的，步骤8中转移概率的具体计算公式如下：
24、；
25、其中，表示行人向相邻的网格方向移动的转移概率，经过转移概率的计算，行人会选择势能值较小的方向进行移动。
26、优选的，运动仿真结束条件为达到固定的时间步或所有行人从行人设施内疏散完毕。
27、因此，本专利技术采用上述一种考虑个体异质性的行人微观行为建模方法，具有以下有益效果：
28、1）本专利技术在微观层面建立行人运动行为仿真模型，综合考虑行人到出口的距离、行人间排斥力、行人与障碍物间排斥力对行人路径选择行为的影响，揭示行人与其他行人及环境的交互机制，能够真实地再现行人的运动行为特征。
29、2）本专利技术在行人微观行为建模过程中考虑行人的移动速度和个体大小等异质特征，揭示具有不同行为特征行人的运动行为规律和各种群体自组织现象的形成和演化规律，能够提高模型的准确性和适用性。
30、3）本专利技术提供一种考虑个体异质性的行人微观行为建模方法，能够揭示行人运动行为的基本规律和特征，可为城市规划、公共安全和交通管理等领域的决策提供了重要支持。
31、下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
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【技术保护点】
1.一种考虑个体异质性的行人微观行为建模方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种考虑个体异质性的行人微观行为建模方法，其特征在于，步骤2中设置所有行人目的地和障碍物所占据网格的势能值包括：将相邻的网格与行人相关的势能值用表示；如果相邻的网格被障碍物占据，；如果相邻的网格被行人的目的地占据，；将每个被行人的目的地占据的网格分别放入与行人对应的有序队列中，队列的顺序按照网格的势能值升序排列。
3.根据权利要求2所述的一种考虑个体异质性的行人微观行为建模方法，其特征在于，步骤3中计算行走空间内所有网格与每个行人相关的势能值的具体过程如下：
4.根据权利要求3所述的一种考虑个体异质性的行人微观行为建模方法，其特征在于：步骤6中行人的可移动方向有八个；行人是否向相邻的网格的方向移动用表示；是一个0-1变量，具体计算公式如下：
5.根据权利要求4所述的一种考虑个体异质性的行人微观行为建模方法，其特征在于：步骤7中行人在可移动方向的可移动距离的具体计算公式如下：
6.根据权利要求5所述的一种考虑个体异质性的行人微观行为建模方法，其特征在于，步骤8中转移概率的具体计算公式如下：
7.根据权利要求6所述的一种考虑个体异质性的行人微观行为建模方法，其特征在于：运动仿真结束条件为达到固定的时间步或所有行人从行人设施内疏散完毕。
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【技术特征摘要】
1.一种考虑个体异质性的行人微观行为建模方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种考虑个体异质性的行人微观行为建模方法，其特征在于，步骤2中设置所有行人目的地和障碍物所占据网格的势能值包括：将相邻的网格与行人相关的势能值用表示；如果相邻的网格被障碍物占据，；如果相邻的网格被行人的目的地占据，；将每个被行人的目的地占据的网格分别放入与行人对应的有序队列中，队列的顺序按照网格的势能值升序排列。
3.根据权利要求2所述的一种考虑个体异质性的行人微观行为建模方法，其特征在于，步骤3中计算行走空间内所有网格与每个行人相关的势能值的具体过程如下：
4.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈亮，乜聘昊，何佳，张健，陈艳艳，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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