群组运动驱动的舰船舱室空间布局设计与优化

摘要

为高效求解舰船舱室的空间布局优化问题,提出基于群组运动仿真和张量场的交互式布局设计与优化方法.首先使用基于图像的流动可视化算法(image based flow visualization,IBFV)分析空间布局域中的张量场,计算特征向量并生成舰船通道网,得到以该通道网为基础的舱室空间布局;然后通过群组仿真算法模拟不同人员在舱室空间布局域内的行为活动,进而评价船员在舱室中的移动性和舒适性.在得到一系列舰船通道网和群组仿真数据结果之后,分别建立通道网中通道宽度、通道间距与群组仿真结果中移动性代价值、舒适性代价值之间的映射关系,并以群组运动仿真评估结果作为评价指标交互迭代调整张量场特征参数,最终得到舱室空间布局优化结果.实验结果表明,文中方法有效地建立了张量场与群组运动仿真之间的映射关系,对比遗传算法和层次分析评价法,能够快速、高效地设计出符合人类活动的高质量的舱室空间布局.