[发明专利]一种大规模虚拟人群仿真系统

说明书

本发明公开了一种大规模虚拟人群仿真系统，人群行为模型仿真模块、环境处理模块和行为实现模块，其中：人群行为模型仿真模块，用于创建区域感知和虚拟感官组成的人群感知模型，为人群获取外部信息，进行行为决策提供技术支持；环境处理模块，用于对静态环境模型进行数据化处理，渲染导航网格；行为实现模块，用于处理人群的信息输入，通过逻辑判断输出行为。本发明提供一种大规模虚拟人群仿真系统，其应用时在将虚拟人群仿真技术应用到地铁、高铁站台的应急演练仿真培训系统中后，通过应用经验的积累和研究的深入，该技术的应用还可扩展到高铁、地铁等公共场建筑的应急通道设计及应急方案优化等方面，具有巨大的社会效益和经济效益。

技术领域

本发明涉及模拟/仿真技术，具体涉及一种大规模虚拟人群仿真系统。

背景技术

随着公共交通事业的快速发展，高铁、地铁等轨道交通工具已经逐渐成为人们出行的重要选择，同时近年来，公共场所的安全及应急处理受到社会广泛关注，因此高铁、地铁的各级管理部门也逐步建立了较为规范的高铁车站、地铁车站等公共场所的应急管理体系。但由于其应急处理流程涉及到调度、车站、乘务、司机、客运等各个部门和工种，及110、119等社会应急救援机构，其应急救援组织难度大，协调工作复杂，因此，为了保证面临突发事件发生时，各个工种/部门，能够做到冷静应对，协调默契，日常的应急救援培训和各工种间的协同配合训练工作就显得尤为重要。

因涉及部门和人员较多，组织难度大，场地限制等因素，目前总体来说，应急演练尚缺乏安全、经济、高效的应急预案实作演练手段、方式和方法，应急预案的演练大多处于理论教学考试、口头提问、桌面推演等方式进行，效果有限。

近年来，随着计算机虚拟仿真与VR技术的快速发展，计算机虚拟仿真技术也逐渐应用到轨道交通领域的设计、制造、运行、培训等各个方面，如建筑模型BIM应用、列车模拟驾驶装置，特别是，列车驾驶模拟器装置已经广泛应用到司乘人员的培训中。虚拟人群仿真及可视化展示技术，由于具备直观、安全、可交互、可重复的特点，现已逐步应用到公共场所的设计合理化分析与决策当中，如高层建筑、商业中心、会展中心等大型建筑的设计优化，但在高铁、地铁的车站应急处理中暂无成熟的技术和案例。目前虚拟人群仿真技术还存在算法复杂、内存消耗大等问题，在实时性、群体逼真效果方面还存在较大的提升空间。本课题针对地铁车站、高铁车站等公共场所应急处理的具体应用，研究大规模人群仿真的关键技术，包括人群信息感知系统、群体行为仿真模型、基于GPU的海量人群实时渲染技术等，并尝试将大规模仿真技术应用到地铁、高铁的应急演练仿真系统中。

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种大规模虚拟人群仿真系统，其应用时在将虚拟人群仿真技术应用到地铁、高铁站台的应急演练仿真培训系统中后，通过应用经验的积累和研究的深入，该技术的应用还可扩展到高铁、地铁等公共场所建筑的应急通道设计及应急方案优化等方面，具有巨大的社会效益和经济效益。

本发明通过下述技术方案实现：

一种大规模虚拟人群仿真系统，包括人群行为模型仿真模块、环境处理模块和行为实现模块，其中：

所述环境处理模块，用于对静态环境模型进行数据化处理，渲染导航网格，创建环境模型；

所述人群行为模型仿真模块，用于创建区域感知和虚拟感官组成的人群感知模型，人群感知模型从所述环境模型中获取外部信息，为所述行为实现模块进行行为决策提供信息输入；

所述行为实现模块，用于处理所述人群行为模型仿真模块的信息输入，通过逻辑判断输出行为。

进一步的，一种大规模虚拟人群仿真系统，所述人群行为模型仿真模块包括合成感知器、信息过滤器和决策行为模块，合成感知器用于人群获取环境中的所有信息，所述信息过滤器用于对所有信息进行过滤得到所需信息，所述决策行为模块用于通过所需信息进行行为决策。

进一步的，一种大规模虚拟人群仿真系统，所述合成感知器包括环境区域感知模块和感官感知模块。