二维空间行人运动模拟：基于元胞自动机的方法

"基于元胞自动机的行人运动模拟 .pdf" 本文主要探讨了如何利用元胞自动机（Cellular Automata）理论来模拟二维空间中的行人运动行为，以实现更真实的虚拟人群仿真。作者马坤和刘厚泉，分别是中国矿业大学计算机学院的硕士研究生和教授，他们的研究方向集中在虚拟现实和虚拟人群仿真领域。 元胞自动机是一种离散的、动态的计算模型，由一系列规则简单的单元格组成，每个单元格根据其当前状态和相邻单元格的状态遵循特定的更新规则。在行人运动模拟中，作者将行人的局部环境映射为元胞自动机的区域规则，通过这种方式，可以模拟出行人如何根据周围环境的变化调整自己的移动路径和速度。 论文中建立的基于元胞自动机的行人运动模型，考虑了行人个体的决策行为、空间拥挤程度、行人间的相互影响等因素。通过对局部空间内的行人运动进行模拟，研究者发现这种模型能够揭示局部环境与行人运动之间的对应关系。例如，当空间拥挤时，行人可能会选择更宽的路径或者改变行进速度以避免碰撞，这些行为在元胞自动机模型中都能够得到体现。 实验结果显示，该模型对于理解和预测局部空间内的行人运动行为具有一定的指导价值。这在设计公共场所如购物中心、体育场馆等人员密集区域的安全疏散方案，以及城市交通规划等方面具有实际应用潜力。通过这种模拟，可以预测在紧急情况下人们可能的疏散路径，从而优化疏散策略，提高公共安全。 关键词：虚拟人群仿真、元胞自动机、离散动态系统。这些关键词强调了研究的核心内容，即利用计算模型来模拟复杂的人群动态行为，并通过元胞自动机这一工具，将抽象的行为规律转化为可观察的模拟结果。 这篇论文为行人运动研究提供了一个新的视角，利用元胞自动机的理论，不仅能够深入理解行人个体的行为模式，还能够为大规模人群的行为预测和管理提供理论支持。这种研究方法对于未来智能城市、交通安全和应急响应等领域有着重要的理论和实践意义。