大规模群体行为仿真模型设计与实现

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1、第22卷第3期系统仿真学报©Vol.22No.32010年3月JournalofSystemSimulationMar.,2010大规模群体行为仿真模型设计与实现杨志谋，司光亚，李志强，罗批（国防大学信息作战与指挥训练教研部，北京100091）摘要：大规模群体行为建模是面向战争和危机研究的社会仿真的关键技术。现有的群体行为模型对小规模群体的行为动力学特性表现较成功，但对其的社会学属性表现不足。而在战争危机出现时，群体行为通常呈现出地域范围广大、数量规模巨大、时间跨度较大的特点，群体社会学特征明显。采用基于Agent的Bottom-U

2、p的建模方式，设计了一个包含日常与危机两种状态以及三层可变粒度的大规模群体行为模型，解决了行为描述粒度的问题、行为演化的确定性随机性问题以及行为的视觉化呈现问题。关键词：大规模群体行为；社会仿真；建模与仿真；危机研究中图分类号：E911;TP391.9文献标识码：A文章编号：1004-731X(2010)03-0724-04DesigningandRealizingMassiveCrowdBehaviorSimulationModelYANGZhi-mou,SIGuang-ya,LIZhi-qiang,LUOPi(Departmen

3、tofInformationOperationandCommandTraining,NationalDefenseUniversityofPLA,Beijing100091,China)Abstract:Socialcrowdbehaviormodelingisthekeytechnologyinwarfareandcrisisfacedsocialsimulation.Thecrowdbehavioronhandisbasedonthosesmall-scalecrowdswhichsucceedindescribingthedy

4、namicscharacteristicbutweakinexpressingthesociologycharacteristic.Butwhenwarorcrisisoccur,thosecrowddispersesinlargedistanceandwithmassivenumberpeopleandduringlongertimespan.Thosemassivecrowdbehaviorsshowitselfthesociologycharacteristic.TakingBottom-UpmannerwithAgent-b

5、asedmodeling,atwostateandthreelevelmassivecrowdbehaviormodelframeinwarfareandcrisisfacedsocialsimulationwasillustrated.Theissuesaboutbehaviorgranularityandbehaviordeterminaterandomicityandbehaviorvisualizationwereexplored.Keywords:MassiveCrowdBehaviorModeling;ComplexSy

6、stem;Modeling&Simulation;SocialSimulation引言1时市民对紧缺资源的抢购、对政府决策不满的人自发产生的集会游行、突发事件中不明真相的人进行的集体打砸抢烧的群体行为建模在虚拟现实、游戏设计和电影特效中均有暴力行为等等。这类大规模群体行为不仅具有数量巨大、地广泛研究。影响较大的群体行为模型主要有：C.Reynolds域分布广泛的特点，而且相对来说时间跨度大、群体行为自[1]于1987年提出的鸟群模型（flockingmodel）；涂晓媛于身复杂性特点明显，建模和表现的粒度难以把握。[2]1994年提

7、出的人工鱼群模型，被学术界称为“晓媛的鱼”；DirkHelbing等人1995提出的行人动力模型（Pedestrian1大规模群体行为仿真模型的设计[3,4]Dynamics）。目前这方面的研究主要偏重在移动中的避1.1设计指导思想碰以及路径导航、人群间的动力学特征描述等等，研究的对[5]我们研究群体行为的大背景是出于虚拟全球战争空间象侧重在时间跨度相对较短、地域上较为集中的群体，如鱼（virtualGlobalWarSpace,GWS）的需要,GWS包括了社会群鸟群等生物群体、建筑物内紧急逃生的人群、火车站密集仿真和作战仿真两个基

8、本组成部分，群体行为建模是社会仿的候车购票群体、队形密集的作战中的军队等等。真中的关键技术，通过对战争危机条件下大规模群体行为的这与我们面向战争危机研究的社会仿真系统中对大规研究从而解决战争对社会的综合效能评估问题，为战争决策模群体行