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MEPKA - ein Forschungsprojekt

Grundlegende Untersuchungen zu mathematischen Eigenschaften von Personenstrommodellen und ihrer Implementierung - Artefakte, Stabilität, Möglichkeiten der Modellerweiterung


Prof. Dr. Gerta Köster
Fakultät für Informatik und Mathematik, 7


Das Projekt hat zwei aufeinander aufbauende Ziele: Zuerst sollen bei zwei verbreiteten Modellen für Personenstromsimulationen, Zellularautomaten und Soziale-Kräfte-Modelle, Artefakte mit mathematischen Werkzeugen identifiziert und beschrieben werden. Die Ursachen der Artefakte und Auswirkung für den praktischen Einsatz sollen verglichen werden. Lösungsmöglichkeiten sollen aufgezeigt und als "Proof of Concept" implementiert werden.


Das zweite Ziel betrifft aktuell Impulse aus Psychologie und Soziologie: Soziale Verhaltensweisen, die die Dynamik von Personenströmen beeinflussen, sollen identifiziert werden und über die Einführung von Agenten-Aspekten im Modell abgebildet werden. Aufbauend auf Analysen der Artefakte werden die bestehenden sehr leistungsfähigen Modellierungsansätze um Entscheidungsalgorithmen erweitert mit dem Ziel einer zunehmenden Intelligenz der virtuellen Personen (Agenten) in den Simulationen und einer Vermeidung der Artefakte.


Die erste Phase umfasst die Untersuchung bekannter, mit Artefakten behafteter Verfahren: Anforderungs- und Stabilitätsanalyse, Untersuchung der mathematischen Modelleigenschaften, Implementierung eines Demonstrators für das Soziale-Kräfte-Modell. Anschließend werden in der zweiten Phase Agenten-Erweiterungen zu einer besseren Abbildung menschlichen Verhaltens untersucht. In der Anforderungsanalyse werden sozialwissenschafliche Erkenntnisse aufgegriffen. Zuletzt erfolgt die Umsetzung in einem Modell samt Test und Validierung.


Die für das Projekt formulierten Ziele dienen der Steigerung der Effizienz, Zuverlässigkeit, Vergleichbarkeit von Personenstrommodellen. Die Hochschule München plant die Ergebnisse daher gezielt über die Innovationsplattform "Schutz und Rettung von Menschen" sowie über den Verein RiMEA e. V., der sich die Sicherung von Qualitätsstandards für Evakuierungsmodelle zum Ziel gesetzt hat, zu verbreiten und natürlich auch auf Konferenzen und in Fachzeitschriften zu veröffentlichen. So soll eine Basis für künftige Kooperationen und Forschungsverbünde insbesondere mit den im RiMEA e. V. organisierten kleinen und mittleren Unternehmen geschaffen und die Forschung an Modellen für Personenbewegung nachhaltig an der Hochschule verankert werden. Das Projekt erlaubt zugleich eine forschungsnahe Lehre und dient unmittelbar der besseren Qualifikation der Bachelor- und MasterstudentenInnen für die zukunftsrelevante Anwendung "Modellieren menschlichen Verhaltens".


Das Forschungsprojekt wurde vom 01.11.2011 bis 31.12.2015 durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.