数学建模-社会力模型-python代码实现

应用社会力模型，模拟一个人群疏散或人行道（斑马线）对流的过程。熟悉行人模型及其仿真过程。 社会力模型（Social-Force Model）是 D. Helbing 与 P. Molnár 于1995年提出的，并在之后不断完善的理论模型。 在2000年, Dirk Helbing 的一篇NATURE文章发表了，题目是 “Simulating dynamical features of escape panic”, 文中提出了社会力模型，一种描述人与人之间避碰的心理力。

import numpy as np
import numpy.random as nr
from component import BFS as bfs
from component import person


class ForceMap:
    def __init__（self graph width height x y num）:
        self.A = 2000
        self.B = 0.02
        self.r = 0.3
        self.k = 480000
        self.K = 960000
        # self.A = 2000
        # self.B = 0.08
        # self.r = 0.2
        # self.k = 120000
        # self.K = 240000
        self.crowd = []
        self.width = height
        self.height = width
        self.distMap = bfs.BFS（graph width height y x）.dist
        self.randomPos（height width num）

    def randomPos（self width height num）:  # 随机生成行人位置，行人不会在墙内，多个行人也不会出现在同一块中
        i = 0
        tmp = []
        while i < num:
            px = nr.randint（1 width - 1）
            py = nr.randint（1 height - 1）
            if self.distMap[px py] != -1:
                if （px py） not in tmp:
                    tmp.append（（px py））
                    self.crowd.append（person.Person（px + 0.5 py + 0.5 self.r））
                    i += 1

    def obstacleMap（self）:  # 导出障碍地图格式字符串
        st = ‘[‘
        for i in range（self.height）:
            for j in range（self.width）:
                if self.distMap[i j] == -1:
                    st += ‘[{}{}]‘.format（i j）
        st += ‘]‘
        return st

    def personMap（self）:  # 导出行人位置图字符串
        plist = []
        for p in self.crowd:
            plist.append（[round（p.pos[0] 5） round（p.pos[1] 5） p.r]）
        return plist

    def clear（self）:  # 清空上一轮计算的力
        for p in self.crowd:
            p.clearForce（）

    def setDir（self）:  # 确定每个行人的寻路方向
        for p in self.crowd:
            x = int（p.pos[0]）
            y = int（p.pos[1]）
            nd = self.distMap[x y]
            if nd - self.distMap[x - 1 y] == 1:
                p.setDir（np.array（[-1 0]））
            if nd - self.distMap[x + 1 y] == 1:
                p.setDir（np.array（[1 0]））
            if nd - self.distMap[x y - 1] == 1:
                p.setDir（np.array（[0 -1]））
            if nd - self.distMap[x y + 1] == 1:
                p.setDir（np.array（[0 1]））

    def g（self dis）:
        if dis <= 0:
            return 0
        else:
            return dis

    def wallR（self i x y）:
        for xi in range（x + 1 self.width）:
            if self.distMap[xi y] == -1:
                return xi - self.crowd[i].pos[0]
        return self.width

    def wallL（self i x y）:
        for xi in range（x - 1 -1 -1）:
            if self.distMap[xi y] == -1:
                return self.crowd[i].pos[0] - xi - 1
        return self.width

    def wallU（self i x y）:
        for yi in range（y + 1 self.height）:
            if self.distMap[x yi] == -1:
                return yi - self.crowd[i].pos[1]
        return self.height

    def wallD（self i x y）:
        for yi in range（y - 1 -1 -1）:
            if self.distMap[x yi] == -1:
                return self.crowd[i].pos[1] - yi - 1
        return self.heig

 属性            大小     日期    时间   名称
----------- ---------  ---------- -----  ----
     目录           0  2018-12-26 09:14  Social_Force\.git\
     目录           0  2018-12-11 15:58  Social_Force\.git\branches\
     文件          11  2018-12-25 01:01  Social_Force\.git\COMMIT_EDITMSG
     文件         269  2018-12-11 15:58  Social_Force\.git\config
     文件          73  2018-12-11 15:58  Social_Force\.git\description
     文件          23  2018-12-11 15:58  Social_Force\.git\HEAD
     目录           0  2018-12-11 15:58  Social_Force\.git\hooks\
     文件         478  2018-12-11 15:58  Social_Force\.git\hooks\applypatch-msg.sample
     文件         896  2018-12-11 15:58  Social_Force\.git\hooks\commit-msg.sample
     文件        3327  2018-12-11 15:58  Social_Force\.git\hooks\fsmonitor-watchman.sample
     文件         189  2018-12-11 15:58  Social_Force\.git\hooks\post-update.sample
     文件         424  2018-12-11 15:58  Social_Force\.git\hooks\pre-applypatch.sample
     文件        1642  2018-12-11 15:58  Social_Force\.git\hooks\pre-commit.sample
     文件        1492  2018-12-11 15:58  Social_Force\.git\hooks\prepare-commit-msg.sample
     文件        1348  2018-12-11 15:58  Social_Force\.git\hooks\pre-push.sample
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     文件         544  2018-12-11 15:58  Social_Force\.git\hooks\pre-receive.sample
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     文件         240  2018-12-11 15:58  Social_Force\.git\info\exclude
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     目录           0  2018-12-25 17:25  Social_Force\.git\objects\
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