中文摘要：

集体行为（collective behavior）是指在相对较短的时间内，没有组织的许多人因某一共同事物的刺激或影响而产生的共同行为。对人群集体行为的建模仿真，可以有效地提高公共场所及设施的利用效率、降低人们公共活动风险，具有广泛的社会效益和重要的应用价值。已有方法在虚拟人群集体行为建模方面，与社会心理学领域对集体行为的解释差异较大，忽视了情绪等社会心理属性在集体行为演化过程中的重要作用。基于这一背景，本课题拟通过引入社会心理学的理论成果，研究情绪驱动的集体行为仿真建模方法。按照情绪产生－情绪传播－行为建模－虚拟现实模拟－模型校验这一主线，研究集体行为中的情绪反应和情绪传播方法，为基于主体的行为建模奠定基础，其次研究建立情绪驱动的主体行为模型，通过度量情绪因素的效用影响主体的行为选择，在此基础上，研究并实现典型集体行为的虚拟现实模拟方法，最后，拟通过用户调查和评测校验仿真结果的有效性。

结论摘要：

集体行为（collective behavior）是人类社会活动的重要组成部分，是人们通过关联合作而涌现出的自组织运动，包括偶合人群、常规人群、表意人群和行动人群四类。由于集体行为大多发生于公众场合，在现代社会中，迅速的变迁会带来较多社会结构上的不整合，许多人处于不安之中，加之社会生活的大众化，容易发生集体行为，因此对虚拟人群集体行为进行建模仿真在公共安全领域具有重要的现实意义。在社会心理学领域，集体行为的研究备受重视，自帕克提出集体行为这一概念后，涌现了大量关于人群集体行为的研究成果，社会心理学家就集体行为的发生过程及影响要素等进行了深入的分析研究。而在计算机仿真领域，虽然目前对人群行为建模方法的研究取得了大量的成果，但是，现有方法着重于人群运动行为建模，主要研究人群运动中的动态避障方法，而面向集体行为的建模方法还较少有人研究。本项目经过三年的研究工作，在情绪驱动的集体行为仿真建模方法研究方面取得了多项研究成果。我们通过引入社会心理学的理论成果，按照情绪产生－情绪传播－行为建模－模拟计算的仿真建模流程，研究建立情绪驱动的集体行为仿真建模方法，包括以下主要成果（1）情绪认知和评价模型。从情绪认知理论出发，将主体情绪的产生过程划分为环境刺激->评估->情绪的三个阶段，通过感知模板定义将环境刺激转变为量化的Agent评估数值；（2）情绪演变模型。提出了基于免疫反馈机理的情绪演变模型，Agent的情绪演变过程由生物免疫反馈机理描述，通过主反馈机理和抑制机理之间的相互作用，个体能够依据对环境刺激的评估作出快速反应，来抑制或辅助情绪的变化；（3）情绪驱动的行为模型。在情绪的影响下，人们有意识的人格将逐渐消失，无意识的人格占据主导地位，据此，个体的行为参数随情绪的变化而改变，直接影响个体的行为；（4）群体运动模型。提出一种基于局部代价评估的人群运动模拟算法，以自治个体和其周围的局部信息为基础，动态评估局部环境对个体运动的影响，从而引导个体运动；（5）集体行为的模拟方法。针对典型的集体人群行为，建立场景的语义环境、实现情绪驱动的集体行为模拟、虚拟展示和对比实验，说明了情绪驱动的集体行为仿真建模方法的有效性。