Дискретно-событийный алгоритм разработки траектории движения объектов сложной формы в лабиринте

( 1 Vote ) 
Категория: ИКТМ 2015 Просмотров: 797

УДК 004.94.533.519.688

ДИСКРЕТНО-СОБЫТИЙНЫЙ АЛГОРИТМ РАЗРАБОТКИ
ТРАЕКТОРИИ ДВИЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ СЛОЖНОЙ ФОРМЫ В ЛАБИРИНТЕ
Д.В. Малышев*, студент гр. 355М,
Национальный аэрокосмический университет им. Н.Е. Жуковского "ХАИ"

Исследование различных явлений с помощью моделирования на ЭВМ стало признанным и быстро развивающимся направлением в науке и технике. Решающим моментом как в теоретических, так и в экспериментальных исследованиях стало умение прослеживать движение большого числа частиц.
Данная работа посвящена решению проблем, связанных с моделированием движения большого количества объектов сложной формы в лабиринте. Суть задачи в моделировании движения толпы людей или стада животных на местности с препятствиями (лабиринт) путем применения эффективных математических моделей, методов и компьютерных систем, которые их реализуют. Главное свойство каждого члена толпы то, что он повинуется таким правилам: некоторое внутреннее чутьё, поведение окружающих. Например, стадо животных, поток пассажиров (при выходе из метро) двигается в одну сторону. Это сводится к тому, что при своем движении каждый участник толпы двигается не просто хаотически, а придерживается какого-то направления. В среднем движение происходит в предпочтительном направлении.
Для моделирования движения стада (или толпы) надо предварительно создать поле предпочтительных направлений с тем, чтобы методы молекулярной динамики обеспечили движение с соблюдением этого направления.
Для создания поля предпочтительных направлений в данной работе предлагается воспользоваться стандартными средствами газовой динамики. Из источника, откуда предполагается в дальнейшем двигаться толпе (или стаду), реализуется истечение модельного инертного одноатомного газа. Коллектив твёрдых сфер моделирует свободное движение газа. Участки истечения при этом определяются автоматически за счёт установления векторного поля градиента давления модельного газа. Окончательное движение может быть не по одному направлению, а по нескольким. В «карманах» лабиринта молекулы двигаются хаотически, и в среднем поле обнуляется.
Важным приложением результатов моделирования поведения толпы является разработка способов предупреждения негативных последствий чрезвычайных ситуаций в местах скопления людей.
Разработан программный продукт, реализующий данный алгоритм.

*Научный руководитель - к.т.н., профессор каф. 304Ю.К. Чернышев.