基于社会力模型的信号控制下行人过街建模与仿真任务书.docx

基于社会力模型的信号控制下行人过街建模与仿真任务书
任务书：
题目：基于社会力模型的信号控制下行人过街建模与仿真
任务目的：
本任务的主要目的是基于社会力模型，研究信号控制下行人过街行为，建立相应的数学模型，用仿真实验验证该模型的可行性和有效性。
任务内容：
1.研究社会力模型
社会力模型是现代交通模拟研究中的一种常用模型。其基本思想是将一个人视为一个带电粒子，其周围的人之间存在着相互作用力，通过各个带电粒子之间产生的相互作用力，人们就可以迅速地感知到周围环境的状态。因此，本任务要求研究社会力模型的基本原理和实现方法，包括带电粒子的定义，相互作用力的计算方法等。
2.分析信号控制下行人过街行为
在实际生活中，有不少交叉路口采用信号控制的方式来引导行人的过街行为。因此，本任务要求分析信号控制下行人过街行为的特点和规律，包括行人在绿灯出现时的进入时间、通行速度等。
3.建立下行人过街数学模型
基于社会力模型和信号控制下行人过街行为的特点和规律，本任务要求建立相应的数学模型，用于描述下行人过街的过程。模型中包括行人和交通信号两个部分，其中行人部分采用社会力模型，信号部分采用常规的信号控制模型。
4.实现数学模型的仿真
为了验证所建立数学模型的可行性和有效性，本任务要求用MATLAB等数学仿真软件实现模型的仿真，包括交通信号灯的信号控制程序和行人的运动模拟程序。试验需要考虑到多种不同条件下的影响因素，如道路宽度，行人数量，行人行进速度等。
5.分析仿真结果
仿真结束后，需要对所得的数据进行分析和处理，包括行人的动态轨迹、行人的到达时间、通行时间、通行速度等，这些数据将验证和证明模型的有效性和可行性。
6.撰写论文
最后，根据所进行的研究，本任务要求撰写一篇结论明确、论据充分的论文，对所做的研究进行总结和分析，阐明研究成果的意义和价值。
任务要求：
1.掌握社会力模型的基本原理和实现方法
2.掌握信号控制下行人过街行为的特点和规律
3.建立下行人过街的数学模型，包括行人和交通信号两个部分
4.用MATLAB等数学仿真软件实现所建立数学模型的仿真
5.分析仿真结果，处理和验证数据
6.撰写一篇结论明确、论据充分的论文
时间要求：
本任务的完成时间为2个月，具体时间安排见每周计划安排表。
参考资料：
1.Socialforcemodelforpedestriandynamics，D.Helbing,I.Farkas,andT.Vicsek，PhysicsA,1998.
2.Socialforcemodelanditsapplications，D.HelbingandP.Molnár,inNanoscopicmaterials:size-dependentphenomena,R.K.Gupta,Ed.Berlin:Springer,2006.
3.Trafficsignalcontrolsimulationforpedestrians，Q.Chen,X.Wang,andF.Gao,inProceedingsofInternationalConferenceonComputerandComputingTechnologiesinAgriculture,2008.
4.UsingMATLABfortrafficlightcontrolsystemdesign，Z.Li,L.Wang,andX.Jin,inProceedingsofInternationalConferenceonSignalProcessingandCommunicationSystems,2017.