一種通過人流模擬測算建筑空間活躍度的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種通過人流模擬測算建筑空間活躍度的方法，在待測空間中進行大量人流模擬，并在空間障礙物上設置測量體，測量體探測并累計周邊指定范圍內出現(xiàn)過的人數(shù)，根據(jù)累計的人數(shù)即時更新測量體的顏色，測量體探測并累計周邊指定范圍內出現(xiàn)過的人數(shù)越多，測量體的顏色越白，所在空間的空間活躍度越高。本發(fā)明相對于傳統(tǒng)的方法更加準確且簡單易行，突破性的創(chuàng)造了一種檢測空間活躍度的機制，可視化地顯示出空間中任意一點的活躍度值，為建筑空間布局的規(guī)劃提供了明確而有力的指導。
【專利說明】一種通過人流模擬測算建筑空間活躍度的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種測算建筑空間的活躍度的方法，尤其涉及一種通過人流模擬測算建筑空間活躍度的方法。
【背景技術】
[0002]近年來，通過空間布局規(guī)劃來優(yōu)化人流模式、提升空間活躍度成為了建筑設計與規(guī)劃領域的一項重要需求。從大的尺度上來說，城市空間中道路與建筑的布局很大程度上影響了城市路段的人氣；從中小尺度上來說，商業(yè)綜合體中商鋪的位置決定了各商鋪的商業(yè)價值。大量研究證實，忽略建筑空間中溫濕度、光照、人的主觀因素等其他環(huán)境因素的影響，僅空間的分隔與連接方式本身，就可以對人流模式造成決定性的影響。然而，目前的建筑規(guī)劃實踐中并沒有一種較為精確科學的方法來測算空間的活躍度。
[0003]美國專利US7188056 B2中公開了一種通過模擬單個自由主體的行為模式而得到人群群體的整體運動效果的方法，其優(yōu)點是能夠從原理出發(fā)科學精確地模擬群體特征，而非如同傳統(tǒng)模擬方式，涉及過多程序設計者對于過程運行機制的主觀推測。
[0004]然而其具體模擬方式有以下幾點缺陷:
[0005]1.該方式通過制定主體的目標點來計算主體的運行路徑，而在城市空間及商業(yè)空間中，目標點是動態(tài)而不確定的，從原理上不能滿足測算空間活躍度的需求。
[0006]2.該方式對每個主體使用預先規(guī)劃好的路徑，而路徑規(guī)劃需占用大量的計算資源，尤其是當目標點多變時，所規(guī)劃的路徑不僅不準確而且需要不斷重新構建，降低模擬運行效率，甚至使得大批量人流的模擬成為不可能。
[0007]現(xiàn)有的技術方案中，基于動態(tài)目標點的、以主體在當即情境下的方向選擇為運動機制的模擬方法，能夠較好地解決以上缺陷，其基本特點是:
[0008]I)設定動態(tài)目標點。目標點的選擇標準是:當空間中任意一個點位于主體的視線范圍內，則將其作為候選的目標點；目標點在所有候選目標點中隨機確定；當主體向某目標點行走3步以后，則在主題當前的位置所能看到的點中任選一處作為新的目標點。如此實現(xiàn)目標點的動態(tài)化。
[0009]2)以方向來確定主體的行走行為選擇。確定方向的機制是:當主體具有一個目標點，則設定當前方向為面對目標點的方向。事實上，當主體向某一目標點行走3步之后，由于目標點變化，其方向很有可能會發(fā)生變化，由方向的變化驅動主體行為選擇的變化。
[0010]然而，實際運行中，發(fā)現(xiàn)該機制仍具有一些問題:
[0011]I)出現(xiàn)了較多的不符合正常運動規(guī)律的回溯現(xiàn)象，即主體反復在某一段路上行走。這種缺陷導致了這種模擬方法不能滿足空間活躍度的測量需求:既然要求測量活躍度，空間中一定具有一些具有吸引力的界面(如商鋪的店面，廣告牌，放置展示品的墻面等等)，這些界面，當主體已經(jīng)到達過其中一些時，他們就不再具有吸引力(一般情況下，一個商場中的人們不會反復進入同一個店面，或反復觀看同一件展品)。所謂回溯現(xiàn)象，很大程度上是由于沒有考慮過吸引物的存在與消失而產(chǎn)生的。[0012]2)這種方法僅是一種人流模擬的方法，并未考慮人流模擬在測算空間活躍度方面的應用機制。
【發(fā)明內容】
[0013]本發(fā)明所要解決的技術問題是針對【背景技術】的缺陷，提供一種通過無需事先規(guī)劃路徑的消除回溯現(xiàn)象的人流模擬測算建筑空間活躍度的方法。
[0014]本發(fā)明為解決上述技術問題采用以下技術方案:
[0015]一種通過人流模擬測算建筑空間活躍度的方法，其特征在于，包含步驟如下:
[0016]步驟1)，將待測建筑空間的平面圖像素化，并設定預期人流量、預期停留時間和預期截止人數(shù)；
[0017]步驟2)，在待測建筑空間的空間障礙物表面設置測量體；
[0018]步驟3)，對預期人流量進行泊松分布計算，得出當前進入待測建筑空間的人數(shù)；
[0019]步驟4)，根據(jù)計算出的當前進入待測建筑空間的人數(shù)模擬人流進入待測建筑空間；
[0020]步驟5)，對在待測建筑空間中的每個模擬人進行人體行為模擬；
[0021]步驟6)，測量體探測并累計周邊指定范圍出現(xiàn)過的人數(shù)，其中在待測建筑空間中停留超過預期停留時間的模擬人不被測量體探測并累計，且一旦在其視線內發(fā)現(xiàn)待測建筑空間的出口，徑直 走向出口 ；
[0022]步驟7)，重 復步驟3)至步驟6)，直至走出出口的模擬人的人數(shù)達到預期截止人數(shù)。
[0023]作為本發(fā)明進一步的優(yōu)化方案，步驟5)中所述的人體行為模擬的步驟如下:
[0024]步驟5.1)，設定一個新目標點，并使得模擬人的方向正對新目標點；
[0025]步驟5.2)，對模擬人的方向作隨機的小范圍調整；
[0026]步驟5.3)，如果模擬人正前方是空間障礙物，避開空間障礙物；
[0027]步驟5.4 )，向前前進一步；
[0028]步驟5.5)，重復步驟5.2)至步驟5.4)兩次。
[0029]3.根據(jù)權利要求2所述的一種通過人流模擬測算建筑空間活躍度的方法，其特征在于，步驟5.1)中所述設定一個新目標點的步驟如下:
[0030]步驟5.1.1)，在模擬人正前方170°的視角內，如果存在可見的且未曾到達過的測量體，則任意選擇其中一個設定為新目標點，否則執(zhí)行步驟5.1.2)；
[0031]步驟5.1.2)，在模擬人正前方170°的視角內，如果存在代表無障礙物空間的像素點，則任意選擇其中一個像素點設定為新目標點，否則執(zhí)行步驟5.1.3)；
[0032]步驟5.1.3)，在模擬人周圍360°的視角內，任意選擇一個代表無障礙物空間的像素點設定為新目標點。
[0033]作為本發(fā)明進一步的優(yōu)化方案，步驟5.2)中所述的對模擬人的方向作隨機的小范圍調整的步驟如下:
【權利要求】
1.一種通過人流模擬測算建筑空間活躍度的方法，其特征在于，包含步驟如下: 步驟1)，將待測建筑空間的平面圖像素化，并設定預期人流量、預期停留時間和預期截止人數(shù)； 步驟2)，在待測建筑空間的空間障礙物表面設置測量體； 步驟3)，對預期人流量進行泊松分布計算，得出當前進入待測建筑空間的人數(shù)； 步驟4)，根據(jù)計算出的當前進入待測建筑空間的人數(shù)模擬人流進入待測建筑空間； 步驟5)，對在待測建筑空間中的每個模擬人進行人體行為模擬； 步驟6)，測量體探測并累計周邊指定范圍出現(xiàn)過的人數(shù)，其中在待測建筑空間中停留超過預期停留時間的模擬人不被測量體探測并累計，且一旦在其視線內發(fā)現(xiàn)待測建筑空間的出口，徑直走向出口 ； 步驟7)，重復步驟3)至步驟6)，直至走出出口的模擬人的人數(shù)達到預期截止人數(shù)。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種通過人流模擬測算建筑空間活躍度的方法，其特征在于，步驟5)中所述的人體行為模擬的步驟如下: 步驟5.1)，設定一個新目標點，并使得模擬人的方向正對新目標點； 步驟5.2)，對模擬人的方向作隨機的小范圍調整； 步驟5.3)，如果模擬人正前方是空間障礙物，避開空間障礙物； 步驟5.4),向前前進一步； 步驟5.5)，重復步驟5.2)至步驟5.4)兩次。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種通過人流模擬測算建筑空間活躍度的方法，其特征在于，步驟5.1)中所述設定一個新目標點的步驟如下: 步驟5.1.1)，在模擬人正前方170°的視角內，如果存在可見的且未曾到達過的測量體，則任意選擇其中一個設定為新目標點，否則執(zhí)行步驟5.1.2)； 步驟5.1.2)，在模擬人正前方170°的視角內，如果存在代表無障礙物空間的像素點，則任意選擇其中一個像素點設定為新目標點，否則執(zhí)行步驟5.1.3)； 步驟5.1.3)，在模擬人周圍360 °的視角內，任意選擇一個代表無障礙物空間的像素點設定為新目標點。
4.根據(jù)權利要求2所述的一種通過人流模擬測算建筑空間活躍度的方法，其特征在于，步驟5.2)中所述的對模擬人的方向作隨機的小范圍調整的步驟如下:
5.根據(jù)權利要求3所述的一種通過人流模擬測算建筑空間活躍度的方法，其特征在于，步驟5.1.1)中所述的可見的測量體的判斷方法如下: 步驟5.1.1.1)，將待測建筑空間中所有空間障礙物的輪廓用直線段的函數(shù)表達式表示； 步驟5.1.1.2)，選擇一個測量體，將測量體所在地與模擬人所在地的直線段以函數(shù)表達式表示； 步驟5.1.1.3)，判斷測量體所在地與模擬人所在地的直線段是否與空間障礙物的輪廓的直線段有焦點，若果有，該測量體是不可見的測量體，如果沒有，則該測量體是可見的測量體。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種通過人流模擬測算建筑空間活躍度的方法，其特征在于，步驟6)中所述的測量體探測并累計周邊指定范圍出現(xiàn)過的人數(shù)的具體步驟如下: 對于待測建筑空間中的每個模擬人，若其周圍Im范圍內存在測量體，則視為距其最近的測量體探測到該模擬人，其累計的周邊指定范圍出現(xiàn)過的人數(shù)值加I。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種通過人流模擬測算建筑空間活躍度的方法，其特征在于，步驟6)中所述的測量體探測并累計周邊指定范圍出現(xiàn)過的人數(shù)的具體步驟如下: 對于待測建筑空間中的每個模擬人，若其前方170°視角內存在距離小于IOm的測量體，則視為這些測量體探測到該模擬人，這些測量體累計的周邊指定范圍出現(xiàn)過的人數(shù)值加I。
8.根據(jù)權利要求1所述的一種通過人流模擬測算建筑空間活躍度的方法，其特征在于，所述的測量體的顏色的深淺隨其累計的周邊指定范圍出現(xiàn)過的人數(shù)值的變化而變化，測量體的亮度公式如下:
【文檔編號】G06F9/455GK103473114SQ201310397547
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月4日 優(yōu)先權日:2013年9月4日
【發(fā)明者】李樂之 申請人:李樂之