Μοντελοποίηση και προσομοίωση κίνησης ανθρώπων σε αστικό περιβάλλον με χρήση agent-based modeling

Παπαγεωργίου, Ιάσων - Λάζαρος; Papageorgiou, Iason - Lazaros

dc.contributor.author	Παπαγεωργίου, Ιάσων - Λάζαρος	el
dc.contributor.author	Papageorgiou, Iason - Lazaros	en
dc.date.accessioned	2020-12-15T07:52:21Z
dc.date.available	2020-12-15T07:52:21Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/52520
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.20218
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού - Παρόμοια Διανομή 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/gr/	*
dc.subject	Μοντελοποίηση κατά αντιπροσωπευτικούς πράκτορες	el
dc.subject	Πλατφόρμα GAMA	el
dc.subject	Κίνηση ανθρώπων σε αστικό περιβάλλον	el
dc.subject	Προσομοίωση ανθρώπινης κίνησης	el
dc.subject	Εύρεση χαμένου παιδιού	el
dc.subject	Agent-based modeling	en
dc.subject	Gama platform	en
dc.subject	Human movement in an urban environment	en
dc.subject	Simulation of human mobility	en
dc.subject	Finding a missing child	en
dc.title	Μοντελοποίηση και προσομοίωση κίνησης ανθρώπων σε αστικό περιβάλλον με χρήση agent-based modeling	el
dc.contributor.department	Τομέας Ηλεκτρικών Βιομηχανικών Διατάξεων και Συστημάτων Αποφάσεων - Εργαστήριο Συστημάτων Αποφάσεων και Διοίκησης	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Agent-Based Modeling	en
heal.classification	Μοντελοποίηση	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2020-10-27
heal.abstract	Στην παρούσα διπλωματική εργασία αναλύεται και μελετάται η τεχνική μοντελοποίησης που βασίζεται σε αντιπροσωπευτικούς πράκτορες (Agent-Based Modeling), παρουσιάζεται η χρήση του Agent-Based Modeling σε συνδυασμό με πραγματικά γεωγραφικά δεδομένα μέσω της ανάπτυξης εφαρμογών στην πλατφόρμα GAMA, παρέχονται οδηγίες για την εγκατάσταση και χρήση της πλατφόρμας GAMA, και με χρήση των εργαλείων αυτών επιλύεται με τη δημιουργία μίας παραμετροποιήσιμης προσομοίωσης ένα πρακτικό πρόβλημα, η ανεύρεση ενός παιδιού που έχει χαθεί σε αστικό περιβάλλον. Ειδικότερα, στο Agent Based Modeling προσδιορίζονται οι παράγοντες που εμπλέκονται σε ένα πρόβλημα και στη λύση του, και καθένας από τους παράγοντες μοντελοποιείται ως ξεχωριστός πράκτορας (agent) με δικά του χαρακτηριστικά, ιδιότητες και συμπεριφορά. Με αυτόν τον τρόπο, για την μοντελοποίηση ενός εξαιρετικά πολύπλοκου συστήματος δεν απαιτείται η μοντελοποίηση του ολικού συστήματος, αλλά αρκεί η κωδικοποίηση των επιμέρους απλών μερών του, που είναι ευκολότερη και απλούστερη. Με την μοντελοποίηση αυτή των επιμέρους μερών και τον προγραμματισμό των κανόνων που διέπουν τη συμπεριφορά τους, τα επιμέρους μέρη μέσα από την αλληλεπίδρασή τους δημιουργούν την ολική συμπεριφορά του πολύπλοκου συστήματος, και δίνουν την δυνατότητα μοντελοποίησής του. Έτσι μπορούμε να εξερευνήσουμε και να επιλύσουμε το πρόβλημα. Η δυνατότητα αυτή του Agent Based Modeling έχει οδηγήσει αρκετούς να πιστεύουν ότι το Agent-Based Modeling «είναι ένας τρίτος τρόπος για να κάνει κανείς επιστήμη» [1]. Προκειμένου να κάνουμε χρήση του Agent-Based Modeling στην ανθρώπινη κινητικότητα, απαιτείται να εισάγουμε ως συνιστώσες τον χώρο και τον χρόνο. Για να το πραγματοποιήσουμε αυτό χρειαζόμαστε μια πλατφόρμα που να συνδυάζει το Agent-Based Modeling με πραγματικά γεωγραφικά δεδομένα. Μία τέτοια πλατφόρμα είναι η πλατφόρμα GAMA (GIS & Agent-based Modeling Architecture). Και επειδή όπως πολλές πλατφόρμες που υποστηρίζουν νέες και ισχυρές τεχνολογίες μοντελοποίησης, έτσι και η GAMA είναι δύσκολη για κάποιον νέο χρήστη, παρέχονται οδηγίες για εγκατάσταση και χρήση της. Επιδιώκοντας να αναδείξουμε στη πράξη τις δυνατότητες που προσφέρει η μοντελοποίηση με Agent Based Modeling και χρήση της πλατφόρμας GAMA στην επίλυση προβλημάτων ανθρώπινης κινητικότητας, επιλέξαμε να λύσουμε το πρόβλημα της εύρεσης ενός χαμένου παιδιού σε αστικό περιβάλλον με χρήση πραγματικών γεωγραφικών δεδομένων χαρτών και χρήση της πλατφόρμας GAMA. Το χαμένο παιδί κινείται στο χάρτη της προσομοίωσης, έχοντας μία αρχική θέση και κάποια σημεία ενδιαφέροντος (π.χ. παιδικές χαρές). Ταυτόχρονα, άνθρωποι μετακινούνται στο χάρτη κάνοντας τις καθημερινές δουλειές τους. Ένα ποσοστό αυτών βρίσκονται σε επιφυλακή για την εύρεση του παιδιού. Ένα πιθανοτικό μοντέλο προσομοιώνει την επιφυλακή των ανθρώπων, σε συνδυασμό με τον τρόπο με τον οποίο κινούνται οι άνθρωποι, και εξάγονται συμπεράσματα σχετικά με την εύρεση του παιδιού. Τέλος, τίθενται με σαφήνεια οι προδιαγραφές για την υλοποίηση της προσομοίωσης προς επίλυση του προβλήματος, και αναλύεται το πώς οι προδιαγραφές ικανοποιήθηκαν σε επίπεδο κώδικα. Δίνονται επίσης οδηγίες χρήσης τόσο για την πλατφόρμα, όσο και για την προσομοίωση που κατασκευάστηκε.	el
heal.abstract	For the purposes of this diploma thesis, we have studied and analysed Agent-Based Modeling, we have presented the concept of using Agent-Based Modeling in combination with geographical data and systems (GIS) by developing an application using the GAMA platform development environment, we have provided instructions for installing and using the GAMA platform, and we have deployed all of the above tools to create a highly customisable simulation model in order to solve a practical problem; finding a missing child in an urban environment. More specifically, in Agent-Based Modeling all of the factors that comprise a problem and its solution are defined, and each factor can be modeled into an independent agent with their own characteristics, qualities and behaviours. Thus, in order to model an exceptionally complicated system, we do not need to model the system in its undivided, complex form, but, instead, we can program the behaviours of the individual, simpler parts of the system, something than can be achieved with substantially smaller programming effort. By modeling the individual agents and programming the rules that govern their behaviour, through the simultaneous operations and interactions of the agents, we can re-create the overall behaviour of the complex initial system, which enables us to create its model. In this way we can explore the complex problem and find the solution. This feature of Agent Based Modeling has led many to believe that Agent-Based Modeling "is a third way to do science" [1]. In order for Agent-Based Modeling to be applied to human mobility, space and time are required to be introduced as components. For this to be realised a platform that combines Agent-Based Modeling with actual geographic data is needed. GAMA platform is such. And since, like many platforms that support new and robust modeling technologies, GAMA is challenging for the new user, installation and operation instructions are provided. Seeking to highlight the possibilities of modeling with Agent Based Modeling and the opportunities entailed in developing models with the GAMA platform for human mobility problems in practice, we have elected to explore and attempt to solve the problem of finding a missing child in an urban environment, using real geographical and mapping data, and the use of GAMA platform for developing our model. The missing child has a starting position and moves between targets on the road network represented by the simulation’s map. Some of the buildings contained in the map may also be possible points of interest for the missing child (e.g. playing grounds). At the same time a specific number of people are moving on the map, executing their daily routine. A certain percentage of the people moving around the map are on alert for locating the child. A probabilistic model simulates people’s alertness, factoring in the means of transport that people are using when encountering the missing child and conclusions are drawn about the objective of finding the missing child. Finally, the specifications for the implementation of the simulation that is developed in order to solve the problem are clearly established. Additionally, the way that the specifications are met at the code level is analysed. Moreover, clear instructions on how to operate the GAMA platform and on how to execute the simulation are provided.	en
heal.advisorName	Ασκούνης, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Ψαρράς, Ιωάννης	el
heal.committeeMemberName	Δούκας, Χάρης	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Ηλεκτρικών Βιομηχανικών Διατάξεων και Συστημάτων Αποφάσεων. Εργαστήριο Διοίκησης Πληροφοριακών Συστημάτων	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	103 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false