Fußgängerdynamik - Modellierung

Überblick

Unsere Forschung wird von der folgenden Forschungsfrage geleitet: Wie können wir die Eigenschaften einer Menschenmenge verstehen und ihre Dynamik in geschlossenen und offenen Räumen vorhersagen?

Diese Frage wird durch ein Forschungsdesign angegangen, das drei Bereiche miteinander verwebt: die Entwicklung von operativen Modellen, die Untersuchung von Routenwahlmodellen und die Softwareentwicklung. Auf diese Weise zielt unsere Abteilung auf interdisziplinäre Forschung ab.

Langfristig sollen auf der Grundlage verschiedener Open-Source-Projekte verschiedene Produkte zur Vorhersage und Bewertung der Dynamik von Menschenmengen entwickelt werden, um die Nachhaltigkeit und Fortführung der Entwicklung zu gewährleisten. Im Mittelpunkt unserer Forschung steht dabei die Entwicklung von JuPedSim, einer Open-Source-Software, die hauptsächlich von Forschern unserer Abteilung entwickelt wird. Sie dient als Ausgangsplattform für die Untersuchung neuer wissenschaftlicher Fragen im Zusammenhang mit der Modellierung der Fußgängerdynamik sowie für die Entwicklung neuer Lösungen für die Echtzeitbewertung und -visualisierung von Personendichten in Gebäuden und auf Freiflächen.

Vorstellung
Simulation von Fußgängern beim Verlassen einer komplexen U-Bahn-Station

Unsere Forschung wird auf verschiedene Weise genutzt. Erstens werden Bachelor-, Master- und Ph.D.-Studenten numerische Rahmen zur Verfügung gestellt, um sich auf die Forschung zu konzentrieren, d.h. auf die Entwicklung und Validierung neuer Modelle. Ihre Forschungsergebnisse werden nicht nur in schriftlicher Form veröffentlicht, sondern auch in Form von Software, die in das angebotene Framework integriert wird. Auf diese Weise können wir die Kontinuität der Forschung gewährleisten und die Reproduzierbarkeit der wissenschaftlichen Ergebnisse auch nach Abschluss der betreuten Arbeiten stärken.

Zweitens wollen wir unsere theoretischen Erkenntnisse in Form eines Echtzeit-Bewertungs- und Prognosewerkzeugs bündeln, das in verschiedenen angewandten Projekten eingesetzt werden kann, um unmittelbare Einblicke in die Dynamik der Menschenmenge zu gewinnen und so potenziell gefährliche Situationen, wie z.B. hohe Dichten sowie zeitliche und räumliche Engpässe, präventiv zu vermeiden.

Die Forschung unserer Abteilung zielt darauf ab, mehrere miteinander verbundene Themen zu erforschen, die unter "mathematische Modellierung der Fußgängerdynamik" fallen. Diese Themen sind:

  • Identifizierung und Analyse von Mikro- und Makrofaktoren, die die Fußgängerbewegung in realen Anwendungsszenarien beeinflussen. Unser Ziel in diesem Zusammenhang ist es, den Einfluss der einzelnen Faktoren auf die Bewegungsentscheidungen und das Verhalten von Fußgängern zu quantifizieren und zu messen.
Vorstellung
Simulation eines Phänomens der Spurbildung: In bidirektionalen Strömen bilden sich automatisch Bahnen als direkte Folge der Minimierung von Konflikten in verschiedenen Strömen.
  • Nutzung einer Vielzahl von Modellierungstechniken zur Replikation und Simulation der Merkmale von Menschenmengenbewegungen, die von physikalisch basierten Modellen zum Verständnis der Hauptmerkmale von Menschenmengenbewegungen bis hin zu datengesteuerten Modellen zur Vorhersage des Ergebnisses von Evakuierungsprozessen reichen. Zum Beispiel die Analyse von kritischen Engpässen in Evakuierungsszenarien.
  • Untersuchung verschiedener Routenwahlstrategien und ihres Einflusses auf die Gesamtevakuierungszeit aus einem Gebäude.
Vorstellung
Die Fußgänger verlassen das Gebäude mit unterschiedlichen Strategien der Wegeführung. Diese Simulation ermöglicht es, den Einfluss des Anteils der Agenten, die sich für eine Evakuierung durch einen bestimmten Ausgang entscheiden, zu untersuchen.
Vorstellung
Die Evakuierungszeit in Bezug auf den Anteil der Evakuierten an einem bestimmten Ausgang weist ein bestimmtes optimales Minimum auf.

Forschungsgebiete

Letzte Änderung: 14.06.2022