Towards a multi-level crowd simulation model

Abstract

Em geral, modelos de simulação de multidões tem níveis-de-detalhe predefinidos, sejam microscópicos, macroscópicos ou uma combinação de dois modelos, como modelos híbridos. Modelos macroscópicos oferecem um trade-off entre acurácia de simulação (ou individualidade dos agentes) e complexidade da simulação, quando comparados com modelos microscópicos. Modelos híbridos equilibram esse trade-off ao definir regiões no ambiente a serem simuladas com cada estratégia, definindo regiões de mais ou menos importância. Este trabalho foca em modelos capazes de adaptar o nível-de-detalhe dinamicamente. Propomos novos modelos, BioClouds e Legion, que introduzem os conceitos de discretização e competição de espaço em modelos de macroscopios de simulação de multidões. O Level-Of-Detail Urban Simulation framework é um framework feito para descrição de cidades com nível-de-detalhe dinâmico que contém dois modulos, uma ferramenta de geração de cidades e um modulo de simulação de mobilidade populacional. O presente trabalho apresenta a simulação de mobilidade populacional do LODUS, que utiliza de estratégias de simulação de multidões para solucionar tarefas de mobilidade populacional. Nós propomos três casos de uso para o LODUS: mobilidade urbana, transporte público e contágio e propagação de doenças. Nós realizamos experimentos visando analisar qualitativamente comportamentos emergentes para o cenário de uma simulação de mobilidade urbana.

In general, crowd simulation models have pre-defined level-of-detail, be it microscopic, microscopic or a combination of two models, like hybrid models. Macroscopic models offer a trade-off between simulation accuracy (or individuality of agents) and simulation complexity, when compared with microscopic models. Hybrid models try to offset this trade-off by defining regions in the environment to be simulated with each strategy, defining regions of more or less importance. The present work focuses on models capable of shifting level-of-detail dynamically. We propose BioClouds and Legion, which are novel macroscopic crowd simulation models, introducing the concept of space discretization and competition to macroscopic crowd simulation. The Level-Of-Detail Urban Simulation framework is a framework to describe cities with a dynamic level-of-detail which contains two modules, a city generation tool and a population mobility simulation module. The present work presents the LODUS population mobility simulation, which uses a crowd simulation approach to solve the task of simulating population mobility. We propose three use cases for the population mobility simulation: a urban mobility scenario, public transportation and disease spreading. We performed experiments to qualitatively assess emergent behavior for the urban mobility scenario.