Ученые описали поведение толпы математически

Ученые Университета ИТМО совместно с иностранными коллегами создали программу PULSE, которая может детализировать поведение толпы. Новый подход поможет организаторам массовых мероприятий увидеть картину целиком и лучше подготовиться к экстренным ситуациям на различных площадках.

Для математического описания потоков людей, ученые используют методы мультиагентного моделирования: поведение общего потока определяется траекторией и скоростью движения отдельных агентов. А действия каждого участника толпы контролирует его собственный искусственный интеллект.

Сотрудники Института наукоемких компьютерных технологий (НИИ НКТ) Университета ИТМО при участии Национального автономного университета Мексики, Амстердамского университета в Нидерландах, Массачусетского технологического института и Северо-восточного университета в Бостоне (США) разработали среду для объединения мультиагентных моделей, описывающих поведение пешеходов во время массовых мероприятий и экстренных ситуаций. С помощью новой программы исследователи совместили модель эвакуации посетителей из здания кинотеатра с моделью дорожного движения в прилегающем районе.

Мультиагентные модели призваны решать две задачи. Во-первых, это краткосрочное прогнозирование в режиме «что будет, если». Воспроизводя различные сценарии (пожар, наводнение, перекрытие одного из выходов и т.д.), можно спрогнозировать, в каких местах при эвакуации давка наиболее вероятна. Во-вторых, модели помогут оптимизировать расположение объектов, взаимодействующих с людскими потоками: датчиков, ограждений и других устройств.

«В прошлом году, например, мы работали над оптимизацией расположения датчиков в терминале аэропорта Пулково в Санкт-Петербурге. Этой весной мы присоединились к проекту, направленному на сбор и изучение информации о потоках паломников, посещающих крупнейший религиозный фестиваль Кумбха-Мела в Индии. Совместно с индийскими и голландскими специалистами мы исследуем массовые мероприятия этого фестиваля и строим модели людских потоков», — рассказал старший научный сотрудник НИИ НКТ, доцент кафедры высокопроизводительных вычислений Университета ИТМО Владислав Карбовский.

Мультиагентные модели требуют серьезных вычислительных мощностей, поэтому ученые не только оптимизировали производительность разработанной среды, но и использовали технологии облачных вычислений, объединяя до десяти различных моделей, в том числе модель распространения инфекций.