Extended Range Telepresence for Evacuation Training in Pedestrian Simulations
在这方面的贡献，我们提出了一个新的框架来评估行人模拟使用扩展范围的临场感。远程呈现被用作虚拟现实行走模拟器，其向用户提供在比用户实际行走的真实物理环境大得多的虚拟环境中存在和行走的逼真印象。通过比较遥现用户的运动数据与模拟的某些点处的模拟数据来执行模拟的验证。来自模拟的触觉反馈的使用使得该框架适合于紧急情况下的训练。
2010-02-19 cs.HC cs.MA
CrowdEst: A Method for Estimating (and not Simulating) Crowd Evacuation Parameters in Generic Environments
疏散计划历来被用作建筑物施工的安全措施。现有的人群模拟器需要完全建模的3D环境和足够的时间来准备和模拟场景，其中需要控制人群的分布和行为。此外，它的人口，路线甚至门和通道可能会发生变化，因此3D模型和配置必须相应地更新。这是一项耗时的任务，通常必须在人群模拟器中解决。考虑到这一点，我们提出了一种新的方法来估计一个给定的疏散场景的结果数据，而无需实际模拟它。为此，我们将环境划分为不同配置的较小的模块化房间，以分治的方式。接下来，我们训练一个人工神经网络来估计关于单个房间的疏散的所有所需数据。在收集每个房间的估计数据后，我们开发了一种启发式方法，能够聚合每个房间的信息，以便正确评估整个环境。与现实环境中的疏散时间相比，我们的方法的平均误差为5%。我们的人群估计器方法有几个优点，例如不需要对3D环境建模，也不需要学习如何使用和配置人群模拟器，这意味着任何用户都可以轻松使用它。此外，估计疏散数据的计算时间（推理时间）几乎为零，即使与实时人群模拟器中的最佳情况相比，这也要好得多。
2020-09-30 cs.GR cs.MA
CellEVAC: An adaptive guidance system for crowd evacuation through behavioral optimization
人群疏散过程的一个关键方面是个人决策的动态性。在这里，我们研究如何有利于一个协调的群体动态通过最佳的出口选择指令，使用行为策略优化。我们提出并评估了一个自适应引导系统（基于细胞的人群疏散，CellEVAC），动态分配颜色的细胞在一个基于细胞的行人定位基础设施，以提供有效的出口选择指示。CellEVAC的操作模块实现了一个优化的离散选择模型，该模型集成了使疏散人员适应其退出选择的影响因素。为了优化模型，我们使用了一个仿真优化建模框架，该框架集成了基于经典社会力模型的微观行人仿真。我们通过使用模拟出口门动态的行人基本图来特别关注安全性。CellEVAC已经在模拟真实场景（马德里竞技场）中进行了测试，在不同的外部行人流量模式下模拟复杂的行人互动。结果表明，CellEVAC优于不使用该系统的疏散过程，随着相互作用变得复杂，其性能呈指数级提高。我们比较了我们的系统与现有的方法的基础上笛卡尔遗传编程。我们的系统表现出更好的整体性能，在安全性，疏散时间，和出口选择决策的修订数量。进一步的分析还显示，笛卡尔遗传编程产生的自然行人反应和运动比CellEVAC少。决策逻辑模块是建立在行为模型上的，这一事实似乎有利于更自然和有效的反应。我们还发现，我们的建议对疏散有积极的影响，即使遵守率很低（40%）。
2021-05-18 cs.MA cs.SY eess.SY
Symmetry in behavior of complex social systems - discussion of models of crowd evacuation organized in agreement with symmetry conditions
足球场场景的疏散作为实现有序状态的模型进行了讨论，描述为根据位移场的个人运动，相应地计算给定的情况。在位移场的计算中考虑了疏散空间的对称性，将疏散空间中每一点的位移在坐标系中以最适合于给定对称空间群的方式表示出来，该对称空间群的不可约表示的基向量集为。在所提出的模型中，每个点处的个人速度具有相同的量。作为结果，给出了疏散时间和疏散过程中作用在个人身上的平均力。这两个参数相比，相同的参数没有对称性的考虑。它们是在模拟程序中计算的。新的程序（使用修改后的Helbing模型）已详细阐述，并提出了在这项工作中实现的模拟任务。
2011-08-18 cs.MA
Crowd Simulation Modeling Applied to Emergency and Evacuation Simulations using Multi-Agent Systems
近年来，人群建模在计算机游戏行业和应急模拟中变得越来越重要。本文讨论了在这一领域已经取得的成就，从社会科学的计算机实现建模和仿真的一些方面。问题概述包括一些最常用的技术。多智能体系统被认为是紧急疏散模拟的首选方法。在Fangqin和Aizhu工作的基础上提出了一个框架，并扩展到包括一些BDI方面。未来的工作包括扩展模型的功能和实施的原型验证提出的方法。
2013-03-15 cs.MA
Model of skyscraper evacuation with the use of space symmetry and fluid dynamic approximation
在高层建筑的行人疏散模拟中，对称性分析方法和流体动力学方程是非常有用的。当应用时，它们大大减少了模拟中使用的自由参数的数量，并以这种方式加快了计算速度，使程序员更容易管理它们，更重要的是，它们可以对疏散问题提供新的见解，并有助于将“环境智能设备”纳入未来的实际建筑。运用改进的“社会力模型”分析了高层建筑人员疏散的各种简化情况。对于每一个，我们得到了作用在行人上的平均力作为疏散时间的函数。结果表明，上述两种方法都可以成功地在仿真过程中实现，并得到令人满意的结论。
2011-08-18 cs.MA
Quantitative Comparison Between Crowd Models for Evacuation Planning and Evaluation
人群模拟正迅速成为疏散规划和评估的标准工具。然而，文献中的许多人群模型在结构上是不同的，很少有严格的校准对现实世界的出口数据，特别是在紧急情况下。在本文中，我们描述了一个过程，定量比较不同的人群模型或模型和现实世界的数据。我们模拟了三种模型：（1）格子气模型、（2）社会力模型、（3）RVO2模型，得到了（1）疏散时间、（2）分区疏散时间、（3）通道密度、（4）总行驶距离、（5）不便度、（6）流量等6个观测量的分布。然后，我们使用DISSTATIS程序来计算三个模型之间的统计距离的折衷矩阵。将这三种模型投影到折衷矩阵的前两个主成分上，我们发现晶格气和RVO2模型在疏散时间、通道密度和流速方面是相似的，而社会力和RVO2模型在总行进距离方面是相似的。最重要的是，我们发现，分区疏散时间的三个模型是非常不同的。因此，我们建议使用这个变量，如果它可以测量，作为不同模型之间的关键测试，也模型和现实世界之间。最后，我们比较了2008年5月四川地震期间的紧急疏散流量的模型流量，并发现社会力量模型与此实际数据吻合得最好。
2014-01-10 cs.CY cs.MA
Modelling social identification and helping in evacuation simulation
社会科学家批评了行人流的计算机模型，因为它们将心理群体视为仅仅是个人的集合。事实上，大多数疏散动力学模型都使用物理学中的类比，将行人视为粒子。虽然这确保了模拟的结果与重要的物理现象相匹配，例如随着密度的增加，人群的减速，但忽略了群体过程等社会现象。特别是，人群中的人具有社会身份，并与人群中的其他人分享这些社会身份。自我分类的过程决定了人群中的规范，并影响人们在疏散情况下的行为。我们制定了应用程序的社会身份在行人模拟算法。我们的目标是检查是否有可能进行的心理模型，以计算机模型的行人运动，使模拟结果对应于观察人群心理。也就是说，我们量化和形式化的实证研究和口头描述的群体身份对行为的影响。我们使用不确定性量化来分析当我们改变关键模型参数时模型的行为。在第一种方法中，我们将自己限制在一个特定的场景中，这个场景已经被人群心理学家彻底调查过，并且有一些定量数据可用：2005年7月7日伦敦地铁车厢的爆炸和随后的疏散。
2016-07-12 cs.MA math.DS physics.soc-ph
A Simple and Realistic Pedestrian Model for Crowd Simulation and Application
Korea Advanced Institute of Science and Technology（韩国科学技术院）
如何模拟真实的行人人群是研究的一个主要挑战。已经提出了几种人群模拟模型，如细胞自动机模型，基于代理的模型，流体动力学模型等。重要的是要注意，基于代理的模型是能够，比其他方法，提供一个自然的描述系统，然后捕捉复杂的人类行为。在本文中，我们提出了一个多智能体仿真模型，其中行人的位置更新在离散的时间间隔。它考虑到一个简单的行人位于人群中的主要正常条件，如偏好，现实的环境感知等，我们的目标是模拟行人人群逼真的模拟可信的行人行为。模拟了典型的行人现象，包括行人在走廊中的单向和双向运动以及行人通过瓶颈的情况。进行的模拟表明，我们的模型是能够产生现实的行人行为。得到的基本图和瓶颈处的流量与经典结论和实证研究结果吻合得很好。希望本文的研究思路能对促进行人人群的建模与仿真起到抛砖引玉的作用。
2017-08-13 cs.AI cs.MA nlin.CG
Cognitive Agent Based Simulation Model For Improving Disaster Response Procedures
ETH-Zurich（苏黎世联邦理工学院）；Rutgers University（罗格斯大学）；Singapore-ETH Centre（新加坡-ETH中心）
在发生灾害时，拯救人类生命至关重要。为了制定适当的疏散程序和指导系统，有关人们在恐慌和压力下如何反应的行为数据至关重要。在没有真实的人类数据的情况下，建筑物疏散，有必要为人群模拟器模型的出口和决策的不确定性。在本文中，我们提出了一个基于代理的仿真工具，这是接地在人类的认知和决策，评估和提高建筑疏散程序和指导系统的有效性，在灾难。具体来说，我们提出了一个预测代理寻路框架的基础上，信息论，适用于在交叉口与可变的路线选择，它融合了N个动态信息源。所提出的框架可以用于可视化轨迹和预测结果（即，总疏散时间，疏散的人数）对于加强或矛盾信息源的不同组合（即，标志、人群流动、熟悉度和空间布局）。该工具可以使设计人员重新创建各种灾难场景，并生成模拟数据，以改进疏散程序和现有的指导系统。
2019-10-02 cs.AI cs.MA
Influence of Agents Heterogeneity in Cellular Model of Evacuation
通过基于Floor-Field模型的疏散仿真工具，研究了主体异质性对行人流微观特性的影响。引入代理速度，侵略性和占领的敏感性的异质性。将模拟结果与原始实验期间收集的数据进行比较。比较表明，攻击性和敏感性职业的异质性使得能够再现一些微观方面。速度的不均匀性似乎是多余的。
2016-04-27 cs.MA
Evacuation trials from a double-deck electric train unit: Experimental data and sensitivity analysis
旅客列车在紧急情况下代表了一个具有挑战性的环境，公共交通车辆固有的典型布局和内部设计导致了特定的疏散条件。本文描述了在2018年在布拉格进行的模拟双层电动单元轨道车紧急疏散的全尺寸受控实验中获得的数据集。在考虑不同乘客人群组成、出口宽度和出口类型（例如，出口到高站台、使用楼梯到开放式铁路线以及没有任何支撑设备的750 mm跳跃）的各种疏散场景下，进行了15次疏散试验，涉及91名参与者。该研究的主要目的是收集关于轨道车内运动条件的实验数据，并研究各种边界条件对疏散过程和总疏散时间的影响。还分析了运动特征（出口流量、速度）和人类行为（运动前活动、出口行为）。所获得的数据被用来验证和调整探路者模型，以捕捉从轨道车疏散的重要方面。此外，使用该模型进行了一系列的模拟，提供人群组成，出口宽度，出口类型对总疏散时间的影响的敏感性分析。作为一个关键的发现，我们可以得出结论，对于一个标准的出口路径（平台或楼梯）的情况下，主要出口的宽度对总疏散时间的影响最大，然而，人群组成在疏散场景中发挥了主导作用，涉及跳跃。
2022-02-23 cs.MA physics.soc-ph
Automation of Pedestrian Tracking in a Crowded Situation
Ateneo De Manila University（马尼拉雅典耀大学）
微观行人研究需要大量的真实行人群体轨迹数据。这种数据汇集如果手动完成，则需要巨大的努力并且非常耗时。虽然许多研究都声称有可能使用摄像机自动完成这项任务，但我们发现只有少数研究在非常拥挤的情况下或从顶部视角观察场景时表现出良好的性能。本文研究了从一个角度场景中跟踪行人人群严重遮挡。我们的自动跟踪系统由两个模块组成，它们按顺序执行。第一模块检测作为斑点的移动对象。第二个模块是跟踪系统。我们采用概率分布从每个行人的检测和使用贝叶斯更新跟踪下一个位置。这种跟踪的结果是随时间和空间的行人轨迹的数据库。在一定的先验信息下，我们证明了该系统可以在遮挡和杂乱场景下跟踪大量的人。
2016-09-06 cs.AI cs.CV cs.CY
Effects of Crowding Perception on Self-organized Pedestrian Flows Using Adaptive Agent-based Model
行人在密集人群中的行为具有更为复杂的特征，因此引起了科学家和工程师的广泛兴趣。然而，即使是成功的建模方法，如基于粒子系统的行人模型仍然没有充分考虑集体行人行为的感知机制。本文将基于行为学的行人模型扩展为基于自适应Agent的模型，该模型明确考虑了相邻个体的拥挤效应和感知各向异性对行人视觉信息表示的影响。构建了具有拥挤感知的自适应代理，以研究行人运动的复杂的自组织集体动力学。该模型模拟自组织的行人流量与经验数据具有良好的定量一致性。自组织现象包括双向流的车道形成和单向流的基本图。模拟结果表明，双向流中车道形成的出现可以很好地再现。为了进一步研究这一点，增加视距对减少车道数、增加车道宽度和稳定自组织车道有显著影响。本文还讨论了单向流动行人群体基本图的相变。研究发现，行人对拥挤感知的异质性对行人流的质量有显著影响，导致拥挤的累积，并迅速降低行人流的效率。这也表明，非均匀性的概念可以用来解释相变的不稳定性。
2014-04-10 cs.MA
Viral transmission in pedestrian crowds: Coupling an open-source code assessing the risks of airborne contagion with diverse pedestrian dynamics models
本文通过耦合行人模拟与基于CFD预计算病毒浓度图的开放源代码传播算法，研究人群空气传播风险，发现双向流中风险预测对模型和初始条件较稳定，但通道中心拥堵时风险急剧上升。
2023-12-04 cs.MA physics.soc-ph
Prediction and Mitigation of Crush Conditions in Emergency Evacuations
有几种模拟环境可用于模拟建筑物、船舶或其他封闭空间的大规模疏散。这些为研究人类行为、再现火灾或烟雾等环境因素以及纳入电梯、柱子和出口等建筑或结构特征提供了先进的工具。虽然这种模拟环境可以提供对人群行为的洞察，但它们缺乏检查人群中潜在危险力量的能力。这些通常被称为挤压条件，是紧急疏散中死亡的常见原因。在本文中，我们描述了一种预测和缓解挤压条件的方法。该文件的组织如下。我们首先建立这样一个模型的必要性，定义导致压碎条件的主要因素，并描述了几个典型的案例研究。然后，我们研究了目前的方法研究粉碎，并描述了他们的局限性。由此，我们开发了一个三阶段的混合方法，使用技术的组合。最后，我们简要讨论了我们的方法的潜在好处。
2008-05-03 cs.CE cs.MA
Social Groups and Pedestrian Crowds: Experiment on Dyads in a Counter Flow Scenario
行人模拟的校准和验证需要获得人类行为的经验证据。目前的工作提出了一个实验的结果集中在潜在的联合效应的逆流和分组行人动态。特别是，我们专注于：（一）四种不同的配置流量比（双向场景中的次要流量和总流量之间的比率）;（二）二元组，作为最常见和最基本的社会群体。结果表明，流量比的增加对行人的速度产生了负面影响。由于在逆流的情况下，组成员之间的运动协调困难，二人组行走速度明显慢于单人组。收集的结果代表了一个有用的贡献，对行人模拟验证。
2016-10-25 cs.MA physics.soc-ph
Review on Microscopic Pedestrian Simulation Model
微观行人仿真模型是一种行人运动的计算机模拟模型，模型中的每个行人都被视为个体。目前对行人的研究大多是在宏观层面上进行的，没有考虑行人之间的相互影响，不适合预测行人区或建筑物中的行人流性能，而微观层面的研究则具有更广泛的用途，并考虑了设计细节。虽然微观行人模型的解析模型是存在的，但其数值求解是非常困难的，仿真是有利的。该模型在建筑疏散、步行区设计、实验优化设计工具等方面具有实际应用价值。微观行人仿真模型一般由两个部分组成，即使行人向目的地运动和对其他行人或障碍物产生排斥作用。
2016-09-07 cs.MA
Social groups in pedestrian crowds: Review of their influence on the dynamics and their modelling
行人经常会遇到在一些社会关系的陪伴下行走，而不是独自行走。这样形成的社会群体，根据不同的背景，以不同的比例，不是随机组织的，但表现出独特的特征，如众所周知的趋势，3人组被安排在V形。因此，群体结构的存在很可能会影响人群的集体动态，在考虑紧急情况时可能会产生关键影响。在对这些群体方面视而不见多年之后，在人群模拟软件中建立群体模型的努力在过去几十年中蓬勃发展。这一相当简短的回顾首先描述了它们的经验特征及其对全球流动的影响。然后，它的目的是提供一个教学讨论的主要策略，以模拟这些群体，在不同类型的模型，以提供指导，为未来的建模。
2021-07-28 cs.MA physics.soc-ph
Towards an Integrated Approach to Crowd Analysis and Crowd Synthesis: a Case Study and First Results
与行人群体相关的研究，无论是理论性质的还是面向应用的，一般都集中在分析或综合与个体行人之间相互作用相关的现象，每个人的特征是目标，偏好和与他人的潜在相关关系，以及他们所处的环境。与与人群相关的文献相比，这些活动被系统地整合以实现互利的案例仍然很少。本文介绍了一个案例研究的综合方法来定义一个创新的模型，行人和人群的模拟（合成侧），实际上是动机和支持的经验数据的分析，从实验设置和观察在现实世界中的情况。特别是，我们将引入一个模型的行人，也是群体的成员，努力保持他们的凝聚力，即使在困难的情况下（例如高密度）的适应行为。本文将展示如何在一个良性循环中，综合阶段也为经验数据的分析提供了投入。
2013-03-20 cs.MA physics.soc-ph
Microscopic Travel Time Analysis of Bottleneck Experiments
这一贡献提供了一个微观的实验研究行人运动的瓶颈前面。在进行的实验中，识别单个行人可以解释由人群的异质性引起的旅行时间的高方差。有些行人能够有效地穿过人群，有些人被困在人群中的时间要长得多。这种通过人群的能力与行驶时间对瓶颈前面行人数量的依赖性的个体线性模型的斜率相关联。通过路径选择策略，即绕过人群还是直接穿过人群的策略，对这种能力的起源进行了进一步的研究，发现这种能力是冲突中的攻击性和超越人群的意愿的结合。
2018-01-04 cs.MA physics.soc-ph stat.AP
