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Forschungsprojekt

CovidSim

Modellierung und Simulation von Covid-Infektionsausbreitung in Menschenmengen in systemrelevanten Infrastrukturen


Prof. Dr. Gerta Köster
Fakultät für Informatik und Mathematik


Quelle: Dr. Laura Künzer
Quelle: Dr. Laura Künzer


Die Corona-Pandemie beschäftigt uns alle in unserem Arbeits- sowie Freizeitalltag. Simulationen zur Infektionsausbreitung können helfen, das Infektionsgeschehen besser zu verstehen und auch geeignete Maßnahmen zu finden und deren Wirksamkeit zu beurteilen. Bisher werden hauptsächlich makroskopische Modelle für die Infektionsausbreitung verwendet, die das exponentielle Wachstum der Pandemie abbilden.



Im Projekt CovidSim betrachten Informatiker:innen der Hochschule München, was ganz lokal passiert. Im offenen Simulationsframework der HM – Vadere - ergänzen sie ein agentenbasiertes Modell für Fußgängerbewegung um lokale Infektionsausbreitung. Für den Prozess der Infektion greifen sie auf anerkannte „SIR“-Modelle zurück, die drei Zustände bei den Menschen beobachten: suszeptible, das heißt empfänglich (susceptible), infiziert bzw. infektiös (infected, infectious) und aufgrund von Immunität oder Tod entfernt (removed). Für die Frage, wie ansteckend eine U-Bahnfahrt ist, spielen nur die ersten beiden Kategorien eine Rolle.


Die Kombination von Bewegung der Agenten und verschiedener Hypothesen zu Ansteckung ermöglicht es zu analysieren, ob und wie das Virus sich z.B. an einem Bahnhof verbreiten kann. Abstand und Dauer einer Exposition aber auch verschiedene Viruslasten - mit oder ohne Maske - sind Parameter im Leitszenario des Projekts: der Verteilung eines Virus-Aerosols durch einen hochinfektiösen Fahrgast, der sich durch das Szenario bewegt. Wie lange sind nahe Fußgänger dem Virus ausgesetzt? Wie wahrscheinlich stecken sie sich an?


Welchen Einfluss haben Maßnahmen wie Social Distancing, die im Bewegungsfluss selten ideal eingehalten werden können? Die HM arbeitet in CovidSim mit Psycholog:innen des Beratungsbüros Team HF zusammen, um menschliches Verhalten in der Corona-Pandemie zu erfassen. Das Ingenieurbüro accu:rate, das für seine Personenstromsimulationen Algorithmen der HM einsetzt, wird die akuten Bedarfe der Betreiber von Verkehrsinfrastrukturen identifizieren und die von der HM erforschten Modelle auf einen ganzen Bahnhof anwenden.


Das Ziel von CovidSim ist es, ein Werkzeug zu entwickeln, mit dem Hypothesen zum Infektionsprozess getestet werden können. Das im Projekt entwickelte Tool wird der Öffentlichkeit über die Vadere Plattform zur Verfügung gestellt: www.vadere.org .


Laufzeit:
01.01.2021 – 31.12.2021


Zuwendungsgeber:
Bundesministerium für Bildung und Forschung, BMBF


Projektträger:
VDI Technologiezentrum GmbH, Düsseldorf


Unterauftragnehmer:
accu:rate, Team HF


Ansprechpartnerinnen

Prof. Dr. Gerta Köster
Raum: R 4.026

Tel.: 089 1265-3712
Fax: 089 1265-3780

Profil >

Marion Gödel
Raum: R 4.015

Tel.: 089 1265-3762
Fax: 089 1265-3780