近年来随着虚拟现实技术的蓬勃发展,在城市交通规划、影视特效、网络游戏等领域有广泛应用的群体运动模拟逐渐成为人们的研究热点。城市交通场景中的群体运动模拟作为群体运动模拟的重要内容,对于城市道路交通网的建设、实际道路通行能力的测试、突发紧急事件时人员疏散和消防救援路径的规划等具有十分重要的意义。本文主要结合实际应用,对城市交通场景中的车辆及行人等群体运动模拟技术进行研究,具体研究工作如下:(1)城市交通网构建:根据城市交通场景中道路的结构及交通规则,提出了一种基于规则的城市交通路网模型。该模型采用2D模型表达路网结构,并基于此结构定义了基于线性参照方法的交通规则表达方法。模型中按路片为基本单元,对线性要素的每一个部分关联了不同的规则信息。(2)群体运动模拟:根据城市交通场景中包含许多交通规则的特点,本文对ViCrowd模型进行了扩展,提出基于“守规”、“追逐”、“聚集”和“分离”四个特征的个体行为模型,并基于人工势场法对个体的运动进行了形式化表达,同时结合感知、决策和运动的多层智能主体,建立城市交通场景中行人的群体运动模型。提出一种改进的微观车辆跟驰模型,在计算量较小的情况下逼真的模拟城市交通场景中车辆的跟驰和变道运动情况。(3)城市交通场景中群体运动模拟系统设计与实现:对城市交通场景中路网模型表达、人群运动模拟和车辆运动模拟模块进行设计,并采用OpenGL图形库和Qt类库进行系统开发。通过测试,验证了本文所提出的交通路网模型、人群运动模型和车辆运动模型在对城市交通场景中的群体运动进行模拟方面,具有良好的仿真效果。