本發(fā)明屬于人流仿真領(lǐng)域，具體是一種基于人員設(shè)施選擇偏好的導(dǎo)航點動態(tài)更換方法。

背景技術(shù)：

1、近年來，為保障公共建筑設(shè)計、運營管理中的布局、設(shè)施分布/數(shù)量、疏散安全等符合人行行為特點，防范化解風(fēng)險，優(yōu)化人員流量，確保疏散安全，人員仿真已成為不可或缺的工具。

2、為了解決上述問題，專利公開號cn111651877a公開了一種基于目標(biāo)點偏好的人群行為仿真方法，包含以下步驟：搭建包含多個目標(biāo)點的人群建模虛擬場景；在虛擬場景中添加虛擬人員構(gòu)成的人群，虛擬人員個體特征包括影響個體路徑選擇的目標(biāo)點偏好，所述目標(biāo)點偏好包括興趣偏好pi，個體環(huán)境屬性包括對各目標(biāo)點的興趣；在虛擬人員的行為過程中，根據(jù)個體目標(biāo)點偏好實時計算個體選擇各目標(biāo)點的概率，選擇概率最大的目標(biāo)點作為個體的當(dāng)前目標(biāo)；根據(jù)每個個體的當(dāng)前目標(biāo)實時更新其行為路徑，從而實現(xiàn)對人群行為的虛擬仿真。本發(fā)明在個體選擇目標(biāo)點時將自身因素、人群交互以及物理環(huán)境因素進(jìn)行融合，能夠更真實更可靠的反應(yīng)真實情況，并且能夠可視化呈現(xiàn)影響路徑選擇的各個要素對人群分布的影響。

3、上述一種基于目標(biāo)點偏好的人群行為仿真方法，通過虛擬人個體特征，計算虛擬人員的目標(biāo)點偏好，但在仿真中仿真場景的功能性對虛擬人員的影響極大，例如在客運站絕大多數(shù)人的行為均為買票、尋找休息處、等待和前往站臺，客運站的功能為候車，因此無論人員的性格年齡愛好，大多數(shù)人均會執(zhí)行候車行為，單靠虛擬人個體特征對人員導(dǎo)航點切換判斷擬真度較低；此外到達(dá)部分導(dǎo)航點后，導(dǎo)航點的設(shè)施對人員的互動會影響人員的下一個導(dǎo)航點選擇，例如在客運站買票后，人員會前往靠近車票對應(yīng)站臺處的座位，而不是尋找最近的座位。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)中未考慮仿真場景的功能性對人員目標(biāo)點選擇的問題，本發(fā)明的目的是提供一種基于人員設(shè)施選擇偏好的導(dǎo)航點動態(tài)更換方法，能夠使虛擬人員基于各虛擬設(shè)施影響進(jìn)行設(shè)施選擇導(dǎo)航。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種基于人員設(shè)施選擇偏好的導(dǎo)航點動態(tài)更換方法，包括以下步驟：

3、步驟一，導(dǎo)入建筑圖紙，構(gòu)建建筑仿真模型；

4、步驟二，在建筑圖紙內(nèi)標(biāo)記設(shè)施并在設(shè)施處設(shè)置虛擬設(shè)施，虛擬設(shè)施用于模擬人員對設(shè)施的需求和使用，導(dǎo)入虛擬人員；

5、步驟三，虛擬人員為每個虛擬設(shè)施定義一個滿足度和導(dǎo)航選擇參數(shù)，滿足度用于模擬人員對設(shè)施的需求程度，導(dǎo)航選擇參數(shù)則能夠影響虛擬人員后續(xù)對特定虛擬設(shè)施的導(dǎo)航概率；

6、步驟四，設(shè)定虛擬人員設(shè)施選擇偏好模型和預(yù)設(shè)活動目標(biāo)集模型，虛擬人員決定設(shè)施選擇偏好表示為若干設(shè)施的效用函數(shù)的組合，虛擬設(shè)施的選擇效用由距虛擬設(shè)施的距離、虛擬設(shè)施的使用頻率和虛擬設(shè)施的容量，虛擬人員在進(jìn)入建筑后生成一個活動目標(biāo)集，當(dāng)活動目標(biāo)集為空時，虛擬人員將離開建筑物；

7、在虛擬人員設(shè)施選擇偏好模型中，每個虛擬設(shè)施設(shè)有一組屬性，屬性包括與虛擬人員的距離、虛擬人員使用經(jīng)驗、虛擬人員使用條件、吸引值，每個屬性都有一個對應(yīng)的權(quán)重，表示該屬性在決策中的重要性，一個虛擬人員選擇虛擬設(shè)施的效用由這些屬性和權(quán)重的組合計算得出，而一個虛擬人員的設(shè)施選擇偏好表示為他對所有設(shè)施的效用的softmax函數(shù)；

8、設(shè)建筑圖紙內(nèi)每個虛擬設(shè)施i有一組屬性性ai＝{a1i,a2i,...,ami}，其中aji表示設(shè)施i的第j個屬性，同時虛擬人員有一個預(yù)設(shè)活動目標(biāo)設(shè)施集f，目標(biāo)設(shè)施集f內(nèi)預(yù)設(shè)有若干設(shè)施，虛擬設(shè)施的選擇效用值通過下列公式得到：

9、設(shè)施i不在預(yù)設(shè)活動目標(biāo)設(shè)施集f中：ui＝0，

10、設(shè)施i在預(yù)設(shè)活動目標(biāo)設(shè)施集f中：

11、其中ui為選擇效用值，wj為j屬性權(quán)重值，aji為屬性值。

12、采用上述方案后實現(xiàn)了以下有益效果：導(dǎo)入建筑圖紙構(gòu)造仿真場景，虛擬人員用于模擬人員，對場景內(nèi)人員的設(shè)施選擇進(jìn)行仿真。

13、虛擬人員會前往虛擬設(shè)施處進(jìn)行使用，以模擬正常人流中與各設(shè)備的互動，從而對人流進(jìn)行仿真。虛擬人員設(shè)有滿足值，滿足值能夠反饋虛擬人員對設(shè)施的需求程度，能夠反饋多種值，根據(jù)設(shè)施不同代表意義也不相同，例如設(shè)施為餐飲類型，滿足值能夠反饋飽食度，而設(shè)施為娛樂類型，滿足值則代表娛樂值。通過滿足值的設(shè)置，能夠反饋虛擬人員對各設(shè)備的需求。

14、虛擬設(shè)施有屬性值，包括與虛擬人員的距離、虛擬人員使用經(jīng)驗、虛擬人員使用條件、吸引值等，能夠分別從人員移動距離、使用經(jīng)驗、使用條件、吸引值等影響人員選擇各虛擬設(shè)施的概率。不同的虛擬設(shè)施屬性影響占比不同，因此在計算效用時，將設(shè)施屬性乘以不同的權(quán)重占比，從而得到整體效用值。

15、利用預(yù)設(shè)活動目標(biāo)設(shè)施集f能夠減少運算占比，目標(biāo)設(shè)施集f內(nèi)預(yù)設(shè)有若干設(shè)施，當(dāng)進(jìn)行效用值計算時，當(dāng)前虛擬設(shè)施未出現(xiàn)于預(yù)設(shè)活動目標(biāo)設(shè)施集f中，則其效用值值為0，當(dāng)虛擬設(shè)施出現(xiàn)于活動目標(biāo)設(shè)施集f中，則為各屬性乘以相應(yīng)權(quán)重的累加和。

16、進(jìn)一步，虛擬人員設(shè)有導(dǎo)航點更換函數(shù)，導(dǎo)航點更換函數(shù)用于根據(jù)虛擬設(shè)施狀態(tài)和虛擬人員屬性自主選擇設(shè)施。

17、有益效果：虛擬人員能夠通過觸發(fā)導(dǎo)航點更換函數(shù)，進(jìn)行導(dǎo)航點的選擇計算，從而基于虛擬設(shè)施狀態(tài)以及虛擬人員屬性進(jìn)行設(shè)施選擇。

18、進(jìn)一步，導(dǎo)航點更換函數(shù)根據(jù)虛擬設(shè)施對每個虛擬設(shè)施的效用值進(jìn)行選擇，在仿真時實時計算每個虛擬人員下一步選擇各虛擬設(shè)施概率，采用公式：

19、

20、其中pi為概率值，u為選擇效用值。

21、有益效果：由于選擇基于全局設(shè)施進(jìn)行計算，因此在進(jìn)行導(dǎo)航點更換函數(shù)計算時，分別遍歷所有虛擬設(shè)施進(jìn)行基于設(shè)施效用值的概率計算，從而得出當(dāng)次選擇下各設(shè)施的選擇概率。

22、進(jìn)一步，虛擬設(shè)施屬性權(quán)重值wj均與對應(yīng)滿足度負(fù)相關(guān)。

23、有益效果：各虛擬設(shè)施類型的滿足度則代表人員對該類型的需求度，例如食品類型的設(shè)施，人員的滿足度代表飽食度，在人員使用多次后，產(chǎn)生飽腹感，此時滿足度接近100％，導(dǎo)航點更換函數(shù)計算時，會受到滿足度的影響，使?jié)M足感更大的虛擬設(shè)施更難被選擇到，以擬合選擇習(xí)慣。

24、進(jìn)一步，虛擬人員滿足度受虛擬設(shè)施交互影響，虛擬人員與虛擬設(shè)施交互完成后，對應(yīng)虛擬設(shè)施的滿足度下降。

25、有益效果：使?jié)M足感在使用完虛擬設(shè)備后升高，作為人員使用設(shè)備的反饋，在滿足感升高后，虛擬人員將更少選擇該類虛擬設(shè)施。

26、進(jìn)一步，虛擬設(shè)施預(yù)設(shè)有滿足度變化值，虛擬人員與虛擬設(shè)施交互完成后滿足度下降值受虛擬設(shè)施的滿足度變化值影響。

27、有益效果：人員不同設(shè)施的滿足感上升量不同，能夠使同類型設(shè)施的差異化體現(xiàn)更為明顯，例如食品類型的設(shè)施的食物分量，提供更大份食物的設(shè)施所帶來的滿足感提升更高。

28、進(jìn)一步，活動目標(biāo)集為空時判斷虛擬人員完成了所有預(yù)定的活動，虛擬人員完成活動后,通過最近出口離開場景。

29、有益效果：在虛擬人員完成了所有預(yù)定的活動后，會通過最近出口離開場景，符合常識邏輯，并減少后續(xù)運算量。