Metody modelowania dynamiki tłumu bazujące na niehomogenicznych
automatach komórkowych
Rozprawa doktorska dotyczy metod efektywnego i kompleksowego modelowania dynamiki tłumu. W obecnych czasach poszukuje się skutecznych narzędzi symulacyjnych, które mogą wspierać architektów, czy też osoby odpowiedzialne za szeroko pojęte bezpieczeństwo publiczne. Zadaniem nauki jest dostarczenie odpowiednich rozwiązań algorytmicznych w zakresie efektywnej symulacji tłumu, które następnie mogą zostać zastosowane w praktyce. W pracy przedstawiono wybrane metody modelowania i symulacji tłumu. Scharakteryzowano modele dyskretne i ciągłe, opisano także klasyfikację automatów komórkowych, które stały się bazowym paradygmatem do prowadzenia prac badawczych. Kolejne części pracy opisują podstawowy model Social Distances oraz jego modyfikacje, które umożliwiają dostosowanie modelu do wielkoskalowego modelowania dynamiki tłumu i reprezentowania różnych klas sytuacji. W ramach szczegółowych rozwiązań zaproponowano zastosowanie koncepcji rozwiązywania konfliktów pomiędzy pieszymi, następnie pól widzenia i dźwiękowych. Kolejnym istotnym elementem pracy było zaproponowanie szeregu procedur weryfikacyjnych i walidacyjnych. W dalszej części pracy zaprezentowano przykłady działania stworzonego symulatora dla kilku konkretnych obiektów użyteczności publicznej. Wyniki wykazują dobrą zgodność przyjętych metod z rzeczywistymi danymi.
This doctoral dissertation deals with the methods of effective and comprehensive modeling of crowd dynamics. Nowadays, many teams and researchers are looking for effective simulation tools. Such tools and solutions can support architects, or people responsible for public safety. The main goal of researchers is to provide appropriate algorithmic solutions helpful in effective and efficient modeling of crowd. In the provided literature review selected methods of crowd modeling and simulation were presented. Discrete and continuous models of crowd dynamics were characterized, as well as the classification of Cellular Automata, which were selected as the basic paradigm of the presented research. The next part of the work describes the basic model of Social Distances, and then a set of modifications proposed by the author. Proposed modifications make the model possible to be adapted to the large-scale modeling of crowd dynamics and to represent different classes of situations. As part of detailed solutions, a concept of conflict resolution between pedestrians the idea of visibility and sound fields were introduced. Another important element of the work was to propose a number of verification and validation procedures. In the further part of the paper, examples of the operation of the created simulator for several specific public facilities were presented. The results show good compliance of the adopted methods with reality.
