Narzędzia użytkownika

Narzędzia witryny


2019:porzycki:start

Zaproszenie na obronę pracy doktorskiej

PRZEWODNICZĄCY RADY DYSCYPLINY
INFORMATYKA TECHNICZNA I TELEKOMUNIKACJA
AKADEMII GÓRNICZO-HUTNICZEJ im. ST. STASZICA W KRAKOWIE
zaprasza na
publiczną dyskusję nad rozprawą doktorską

mgr inż. Jakuba Porzyckiego
DATA-DRIVEN MODELING OF CROWD DYNAMICS
Termin:2 grudnia 2019 roku o godz. 12:00
Miejsce:pawilon B-1, sala 4,
al. Mickiewicza 30
PROMOTOR:dr hab. inż. Jarosław Wąs, prof. AGH, Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica w Krakowie
RECENZENCI:dr hab. inż. Maciej Komosiński, Politechnika Poznańska
dr hab. Dariusz Barbucha, prof. UMG, Uniwersytet Morski w Gdyni
Z rozprawą doktorską i opiniami recenzentów można się zapoznać
w Czytelni Biblioteki Głównej AGH, al. Mickiewicza 30



Data-driven modeling of crowd dynamics


mgr inż. Jakub Porzycki


Promotor: dr hab. inż. Jarosław Wąs, prof. AGH
Dyscyplina: Informatyka Techniczna i Telekomunikacja


Głównym tematem pracy doktorskiej o tytule “Data-driven modeling of crowd dynamics” („Modelowanie dynamiki tłumów oparte na danych”) jest metodyka analizy, rozumienia i modelowania dynamiki tłumów w oparciu o rzeczywiste dane opisujące zachowanie pieszych. Szczególny nacisk położony jest na wykorzystanie tego podejścia bezpośrednio w definiowaniu modelu dynamiki tłumów. Metodyka ta zdobywa coraz większą popularność w związku z upowszechnieniem się różnego rodzaju czujników i sensorów oraz rozwojem metod analizy obrazów i sygnałów.

W niniejszej pracy przedstawiono, przeprowadzone przez autora, badania eksperymentalne dotyczące przestrzennych relacji pomiędzy sąsiadami w tłumie oraz podejmowania decyzji o rozpoczęciu ewakuacji. Wśród najważniejszy wyników tych eksperymentów warto wymienić: wyznaczenie typowych pozycji najbliższych sąsiadów w tłumie wraz z kształtem strefy wokół pieszego gdzie inni piesi nie mogą się znajdować, zdefiniowanie reguł, które mogą tłumaczyć wzajemne relacje pomiędzy sąsiadami w tłumie, analizę podejmowania decyzji o rozpoczęciu ewakuacji w zależności od warunków środowiskowych oraz rekomendację uwzględnienia gruboziarnistego rozkładu przestrzennego czasów rozpoczęcia ewakuacji w symulacjach dynamiki pieszych.

Kolejnym elementem pracy jest opis metodyki modelowania dynamiki pieszych w oparciu o dane wraz z przykładami wykorzystania tej metodyki w wybranych zagadnieniach. Przedstawiona została symulacja sterowana danymi, gdzie reprezentacja pieszych w symulacji jest tworzona w czasie rzeczywistym w oparciu o dane z sensorów. Opisano przykładowe metody definiowania nowych testów walidacyjnych dla modeli dynamiki pieszych w oparciu o wyniki eksperymentów.

Najważniejszym elementem pracy jest nowy model dynamiki pieszych, zdefiniowany przy wykorzystaniu powyższej metodyki. Zaproponowano model agentowy, oparty na siatce automatu komórkowego, wykorzystującego koncepcję tzw. „Floor Fields”– pól potencjału wpływających na ruch pieszych. W modelu użyto trzech takich pól, odpowiedzialnych za: nawigację do wybranego punktu (Static FF), awersję do statycznych przeszkód (Wall FF) oraz proksemikę (Interplay FF). Trzecie pole - modelujące relacje przestrzenne pomiędzy pieszymi jest nowym, oryginalnym elementem. W jego definicji bezpośrednio wykorzystano wyniki eksperymentów.

Właściwością wyróżniającą zaproponowany model, jest parametryzowalna dyskretyzacja przestrzeni. W innych modelach opartych na automacie komórkowym zmiana rozmiaru komórki wiąże się ze zmianami logiki modelu (np. funkcji przejścia). W zaproponowanym modelu rozmiar komórki jest parametrem (o wartościach z zakresu od 1 do 50 cm). Jest to możliwe dzięki użyciu „bezcielesnego” agenta, który zawsze zajmuje jedną komórkę automatu i modelowania faktycznej objętości pieszego poprzez pole Interplay FF. Przedstawiony model może być łatwo rozszerzony. W niniejszej pracy uwzględniono rozszerzenia pozwalające na uwzględnienie pieszych o różnych rozmiarach i kształtach oraz modelowanie urazów pieszych w przypadku wysokich gęstości tłumu.

W opinii autora przedstawiona praca opisuje oryginalne, wartościowe naukowo elementy. Do najważniejszych z nich należą: opis metodyki modelowania dynamiki pieszych opartej na danych, nowy model dynamiki pieszych ze zmienną dyskretyzacją przestrzeni, definicja nowego pola w automacie komórkowym opisującego relacje proksemiczne pomiędzy pieszymi oraz wnioski z eksperymentów dotyczących podejmowania decyzji o rozpoczęciu ewakuacji i relacji przestrzennych pomiędzy sąsiadami w tłumie.



Praca udostępniona publicznie:

Data-driven modeling of crowd dynamics



Recenzje:

Rezenzja - dr hab. Dariusz Barbucha, prof. UMG
Rezenzja - dr hab. inż. Maciej Komosiński



Ważniejsze publikacje doktoranta:

[1] Jakub Porzycki, Jarosław Wąs, Leila Hedayatifar, Forough Hassanibesheli, Krzysztof Kułakowski. Velocity correlations and spatial dependencies between neighbors in a unidirectional flow of pedestrians. Phys. Rev. E, 96:022307, Aug 2017. Paper published in journal from JCR list

[2] Jakub Porzycki, Natalia Schmidt-Polończyk, and Jarosław Wąs Pedestrian behavior during evacuation from road tunnel in smoke condition - empirical results. PLOS ONE, 13(8):1-20, 08 2018. Paper published in journal from JCR list

[3] Robert Lubaś, Jakub Porzycki, Jarosław Wąs, Marcin Mycek. Validation and verification of CA-based pedestrian dynamics models. Journal of Cellular Automata, 11(4):285- 298, 2016. Paper published in journal from JCR list

[4] Robert Lubaś, Jarosław Wąs, Jakub Porzycki. Cellular automata as the basis of efective and realistic agent-based models of crowd behavior. The Journal of Supercomputing, 72(6):2170-2196, Jun 2016. Paper published in journal from JCR list

[5] Pavel Hrabak, Jakub Porzycki, Marek Bukacek, Robert Lubaś, Jarosław Wąs Advanced CA crowd models of multiple consecutive bottlenecks. In Samira El Yacoubi, Jarosław Wąs, and Stefania Bandini, editors, Cellular Automata, pages 396-404, Cham, 2016. Springer International Publishing.

[6] Robert Lubaś, Marcin Mycek, Jakub Porzycki, Jarosław Wąs. Verification and validation of evacuation models - methodology expansion proposition. Transportation Research Procedia, 2:715-723, 2014. The Conference on Pedestrian and Evacuation Dynamics 2014 (PED 2014), 22-24 October 2014, Delft, The Netherlands.

[7] Robert Lubaś, Janusz Miller, Marcin Mycek, Jakub Porzycki, Jarosław Wąs. Three different approaches in pedestrian dynamics modeling - a case study. in Wojciech Zamojski, Jacek Mazurkiewicz, Jarosław Sugier, Tomasz Walkowiak, and Janusz Kacprzyk, editors, New Results in Dependability and Computer Systems, pages 285-294, Heidelberg, 2013. Springer International Publishing.

[8] Marcin Mycek, Robert Lubaś, Jakub Porzycki, Jarosław Wąs. An expanded concept of the borrowed time in pedestrian dynamics simulations. in Mohcine Chraibi, Maik Boltes, Andreas Schadschneider, and Armin Seyfried, editors, Traffic and Granular Flow '13, pages 257-263. Springer International Publishing, Cham, 2015.

[9] Jakub Porzycki, Robert Lubaś, Marcin Mycek, Jarosław Wąs. Application of NIST technical note 1822 to CA crowd dynamics models verification and validation. in Jarosław Wąs, Georgios Ch. Sirakoulis, and Stefania Bandini, editors, Cellular Automata, pages 447-452, Cham, 2014. Springer International Publishing.

[10] Jakub Porzycki, Robert Lubaś, Marcin Mycek, Jarosław Wąs. Dynamic data-driven simulation of pedestrian movement with automatic validation. In Mohcine Chraibi, Maik Boltes, Andreas Schadschneider, and Armin Seyfried, editors, Traffic and Granular Flow'13, pages 129-136, Cham, 2015. Springer International Publishing.

[11] Jakub Porzycki, Marcin Mycek, Robert Lubaś, and Jarosław Wąs Pedestrian spatial self-organization according to its nearest neighbor position. Transportation Research Procedia, 2:201-206, 2014. The Conference on Pedestrian and Evacuation Dynamics 2014 (PED 2014), 22-24 October 2014, Delft, The Netherlands.

[12] Jakub Porzycki, Jarosław Wąs, Robert Lubaś, and Grzegorz Bazior Granularity of premovement time distribution in crowd evacuation simulations. in Victor L. Knoop and Winnie Daamen, editors, Traffic and Granular Flow '15, pages 305-312. Springer International Publishing, Cham, 2016.

[13] Jarosław Wąs, Jakub Porzycki, Robert Lubaś, Janusz Miller, Grzegorz Bazior Agent-based approach and cellular automata - a promising perspective in crowd dynamics modeling?, volume 9 of Acta Physica Polonica B Proceedings Supplement, pages 133-144. 2016.


Lista wszystkich publikacji:

BG AGH
Google Scholar
Research Gate

2019/porzycki/start.txt · ostatnio zmienione: 2019/11/20 12:11 przez Jakub Porzycki