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Available 在线www.sciencedirect.comElectronic Notes in Theoretical Computer Science 353(2020)理论计算机科学电子说明书353(2020)61—75www.elsevier.com/locate/entcs评估The安全of Crowds 的以Markovian 中 的 密闭 空间代理 商Enrico理发 店迪普 数学与物理访问 量`a卡 泰利CaDelsac R oCuo RE ,Viamusi 博物馆4125121 布雷西亚Italy ,作者 : Barbieratounicatt.itMarco恩典迪普电子 , 信息 与 生物 工程 , 理工 学院di米兰 ,Via Ponzio 345,20133 Milano , 意大利Marco . Gribaudo ( 葡萄牙语 : Marco . Gribaudo )polimi.itMauroIcono迪普 在 数学 与物理 、访问 量`aD EGliStudi 研究DE lLACam P安娜” L 。 V安妮l李 “ ,Viale 的Lin 林Coln5,81100 卡塞塔Italy ,Mauro . Iacono 。unicampania.it亚历山大H。 Levis乔治 梅森 电气 与 计算机 工程 系大学 、Fairfax , VA ,美国alevis@gmu.eduabstract他的名言是:“数百万的范式已经被用来模拟一个牧羊人在乌鸦中的行为。While some ap—proaches analyzethe modellization of crowd motion from a physical perspective.(当某人分析crowd motion from a physicalperspective)另一种技术分析则聚焦于类似抽象跟随经典的范式范式(paradigms),作为移动代理或细胞自动化(such as mobile agents or cellular automata),或甚至从社会力量互动的角度来看。Particular interest hasemerged around the topic of crowd behaviour under condition of stress caused by a dramatic event,such asan earthquake,a terrorist attack or a flire.参与的兴趣已经出现在话题周围。 本文介绍了一个小说approachincluding a GSPN to describe the behaviour of an individual,which is subsequently translated into a set ofMarkovian Agents. 本 文 介 绍 了 一 个 小 说 , approach including a GSPN 来 描 述 其 个 人 的 行 为 , 因 为 它 是subsequently translated into a set of Markovian Agents. The model under study reproduces in a closedenvironment在封闭的环境中进行开发,触发错误的crowd behaviour。It is possible to perceive that apanic situation can be减轻by enforcing certain measures volving human leaders or small embedded systems(以下简称IT为互联网的强化设备),降低了水平与 风险 相关 的 风险的 安全 。Keywords :Crowd motion ,菲丽 儿 ,关闭spaces ,Markovian 的代理 人 。https://doi.org/10.1016/j.entcs.2020.09.0191571—0661/© 2020 The Author(s)。由Elsevier B. V.出版1 . 新版 新版 《 中国 移动 通信 技术 规范 》 (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/).62E. 理发 店ET阿尔Electronic Notes以理论电脑science 科学353( 2020 )61-751introduction介绍当紧急情况在密闭空间中爆发时,人们的行为引起了一个关键因素,以确保物理安全并避免意外事件和伤害。在 类似Situations 情况people 的铅might BE不合 逻辑的 ,因为of恐慌 ,And sel defish , producing situations that could raise the levelof potential danger with respect to the inherent risk 2 to the emergency itself .( 这 可能 会 提高 潜在 危险 的 水平 , 同时 尊重 危险 的 相对 性 ) 。这个 问题可以 得到 缓解 , 通过 proper 培训 , 如果 能 有 可能 involved 人 是 alreadyknown in advance and somehow阶级 Finable以a Category 类别( 即 。 workers 工作 者以a关闭环境 ,寿司as( Irish 或 An )为了 能够 预测 人们 对 非 预测 紧急 情况 和 组织 suitable 训练 的 反应 , 模式必须 能够 理解 sponta 的 动力 学panic 恐慌答案INTO有 组织行为 者 。 抽象 化these dynamics requires considering social forces driving individuals ,andaccounting for factors such as the respect of personal space , or the instinct toavoid obstacles . 社会 力量 驱动 个人 , 并 占 因素 的 影响 作为 个人 空间 的 尊重 , 或 对 avoid 客观 的 本能 。When studying crowd motion , group dynamics( such as a speed gradient between individuals and the crowd speed , theviolation of personal and safe space , mass behavior two to prop - agation ofinformation , instinctive aggregations near exits or obstacles like arching andclogging ) ( 当 研究 crowd 运动 、 群体 动态 ( 如 个人 与 安全 空间 的 冲突 ) ) 的 本质 聚合 ( 以下 简称 为 超 快 )emergent 。thisarticle 文章退休 人员a预言Work介绍以[4],何处Markovian 的代理 商( 但是 ,[5]) 使用 模型 并 分析 人们 在 封闭 环境 中 的 行为 , 以及 恐慌 的 情况 发 生 。 We present a more complex scenario , which the crowd motion isstudied under a stressful situation , and managed by means of visual signalspositioned in a erent places in the o.我们呈现一个更复杂的情景,因为crowdmotion在紧张的情况下进行研究,并由视觉信号在或表面上定位的手段管理。Individuals have roles also and evacuation follows given guidelines , previouslycommunicated to each ( 英语 : Individuals have also and evacuation followsgivened to each )成员 |TheRemaining 的 Work is 结 构 化 as Follows : 以 section 部 分 2 , The 作 者Review 评论The Most Relevant Work on Crowd Motion and dynamics in TolerentContexts ; Section ( 英 语 : The Most Relevant Work on Crowd Motion anddynamics in )3矮 个子介绍The理论of妈妈 ?section 部分4讨论a case研究 |finally ,section 部分5 DRAWS结论And供应 商insight about 关于未来 Future工 。2背景 与 相关WorkE. 理发 店ET阿尔Electronic Notes以理论电脑science 科学353( 2020 )61-7563Suitable approaches to model crowd 's behavior consist typically of i ) CellularAutomata , ii ) 基于 场景 的 建模 和 iii ) 多 代理 系统 , 没有 其他 有 兴趣 的经验 记录 在文学 。《 模拟 一 场 戏剧 性 的 事件 , 成功 是 一 场 灾难 的 传播 》 The modellationof a dramatic event , such as the propagation of a fire , has been研究 ed以在splier Contexts 。 为了Example ,以[8] The作者咨询年open environment where awill is considered by means of Markovian Agent , studying how the weatherconditions , such as wind , and external barriers can signitly a cantly the flamesmotion 开放 环境 哪里 可以 被 Markovian Agent 考虑 , 学习 如何 天气 条件 ,such as wind , 以及 外部 障碍 可以 意味 着 一 个 影响 运动 。The propagation ofa fire between buildings is analysed in 一 个 定义 之间 的 传播[14]英文 名称 :Means of a Numerical Simulation : The Authors Take数字64E. 理发 店ET阿尔Electronic Notes以理论电脑science 科学353( 2020 )61-75物理因素,如温度升高2到多个填充物,热辐射和如此强大。类似 的 方法 可以 被发 现 [13] , where the fire propagation is examined by considering the e of theburning rate per unit exposed , 此处 的 传播 是 考虑 每 单位 所 暴露 的 燃烧 率 的检验表面地区And a Function of a Porosity 的因素 。However , these studies aim at simulating how can spread in closed or openenvironments , without regard of the crowd motion in discessful ( 封闭 或 开放环境 下 的 传播 , 没有 干扰 的 crowd motion 的 regard )Circumstances 。以[16] Inga Deployed a Generalized Stochastic Petri Nets ( GSPN ) to model( and also predict ) the evacuation of a crowd in a building . ( 模型 和 also 预测 ) 建筑 中 的 crowd 的 疏散 。具体 而言 , GSPN 是 如何 影响 建筑 中 某 个 地方 的 建筑 结构 的 ( 上篇 ) 。whilst 的Doors can BE either即时过渡 性( 模拟 )a门 Door开幕 式 ( 或delayed过渡 性( 模拟 )The ACT of离开a room ) 。以[2]阿尔梅达 和 其他 人 讨论 了 在 条件 下 的 乌鸦 的 行为panic by analyzingconditions of violly stress as flocking , herding , clogging and arching . 恐慌 分析 条件 的 严重 压力 如 影响 , herding , 记录 和 存档 。[ 编辑 ] Abu Bakar and others review some modelling techniques ( 艾布 · 巴卡尔 与 其他 人 回顾 了 一些 建模 技术 )1], , ( 用于 实例 、 基于 代理 的 模拟( ABS ) 、 社会 力量 模拟 ( SFS ) 和 双 极 混合 ) of 定义 疏散 在 一 个 封闭空间 中 , 大约 活动 模拟 是 后 准备 工作 的 。 An in—depth discussions aboutthe modellation of a pool一个游泳池的深度讨论of human , dynamic crowdsimulation , stress and fears models is presented in 人类 , 动态 crowd 模拟 ,压力 和 恐惧 模型 是 目前 在[3].格言 : Slogerent approaches , such as modelsbased on the leader-followers paradigm , have been presented . ( 拉丁 语 :such as model based on the leader-followers paradigm ) 9] Where the authorsstudy a scenario , consisting of a collec - tive adaptive system ( CAS ) ,perspective of a leader , performing a random walk , and an agent act asfollowers . 在 作者 研究 情景 时 , 包括 了 一 个 集体 适应 系统 ( CAS ) 、 领导者 的 视角 、 进行 随机 漫步 以及 作为 追随 者 的 代理 人 。该 模型 是 由 过程 性代数 分析 的 ( The model is further analyzed by the process algebra )[10].自动 化 Cellular [19) [15) [22] are based on a own grid-based representationof ( 基于 grid-based 的 grid-representation )The环境 ,何处Cells DescriptionThe 地 方 State 状 态 of The 系 统 , which 什 么 evolves in steps according to itsprevious state and the state of near cells with proper rules . ( 按照 原 规则 和 附近的 州 进行 演化 )在 fluence radius ,Depending 依赖on The KINKIN of问题模特儿 。 Applications span >视频游戏相关Map发展 ,人类饰 Behavior分析 ,支持to技术 规划 ( technical planning ) , 城市 中 的 行政 管理 与 艺术 机构 智能 行为模型 ( phercial management in cities and artial intelligence behavioral models )this approach is自然特 。to represent观察And展览 会主要 的 计算 优势 , 因为 它不是 一般 的 计算 密集 型 和 宽松 的 并行 , 因为 它 可以 用 最 小 的 负载 来 缩E. 理发 店ET阿尔Electronic Notes以理论电脑science 科学353( 2020 )61-7565放。 On the other hand ,it is not specially fit ,to the cells orientedrepresentation , to applications that are ( 在 其他 地方 , 它 不是 特别 适合 于面向 单元 格 的 再现 , 这 是 应用 )bound 的to Measure 方法speed 速度Andtracing of个人 。基于 云 的 模型 是 基于 物理 和 工程 领域 的 , 并且 非常 适合 理解 移动 粒子作为 整体 的 新兴 行为 者 , 包括 边界 和 配套 或 压力 般 的 行为 者 和Densityvariations 密 度 变 量 。 应 用 程 序 管 理 文 件 : EVACNET 4 [20] providescomputing of optimal evacuation plans in buildings by a flow-based simulation of最 佳 疏散 平面 的 设计 a model representing a network of nodes on which aroom , a stair or a hallway may be mapped , and a number of people influingthese spaces by following the network . 一 个 模型 在 房间 里 、 一 个 终端 或 一 个hallway may be mapped , 以及 一 个 人 的 数量 通过 他们 的 空间 影响 网络 跟随网络 。connections ,which 什么May 的BE Characterized 的BY穿越时 。多 代理 系统 ( MAS ) 自 定义 建模 crowds , 即 它们 是 基础on66E. 理发 店ET阿尔Electronic Notes以理论电脑science 科学353( 2020 )61-75抽象个人的行为,有一个一致而丰富的框架和复杂的相互作用。一 个 智能 代理 正在 被 一 个 智能 反应 型 战略 所 驱动 , 这 是 articulated in Belief , Desire andIntention [ . ] 18]确保 自己 具备 自主 决策 的 能力 。代理 商 相互 作用 , 反应 ,可以 合作 或 竞争 : 他们 的 进化 是 在 全球 新兴 市场 的 环境 中 描述 和 计算 的个人State 状态can BE观察as a result 。Noticeable are techniques based on ( 可 显 示 技 术 为 基 础 ) SwarmIntelligence 系统在 Which Emergent SO-LUtions ARE GENERATED AS A KINGSof COLLECTIVE INTELLIGENCE of A Population of Single Agents 许多 人 的 集体智 慧 [16]个 人 互 动 与 合 作 ( interacting and collaborating individually on astochastic or chaotic ba-sis )Markovian Agents 公司( MA )[5] Are agents thatare characterized by a stochastic behavior that is described by a discrete - statecontinuous time 马尔可 夫 链 ( CTMC ) 当 代理 商 之间 的 相互 作用 被 分解无影响 CTMC 在 定义 生成 器 中 。MA interact with the environ—ment in whichthey areas well , allowing a flulexible description of it in terms of obstacles ,distance—like or path like propagation and similar features. MA interact with theenviron—ment in which they areas well,allowing a flulexible description of it interms of obstacles,distance—like or path like propagation and similar features.(在客观条件下,远处或类似的传播,以及类似特性)的关系。相互 作用Betweenma are饰 Shaped as a基于 Message通信And占领BY means广播 电台 AllowBroadcast Broadcast Broadcast 广播 Allow 广播 广播 作为 一 种 个人 感知 功能Allowing 广 播 作 为 广 播 节 目 Allow Broadcasting the Individual BroadcastBroadcast Broadcasting Broadcasting Broadcasting Broadcasting威尔 。3A Petri Net Description for Markovian Agents behav(英语:A Petri Net Description for MarkovianAgents behav)更少Markovian 的代理 商[5] is a形式 主义to Description空间 主义distributed 分布Systems 系统何处 代理 商HAVE a许 睿号码of states ,And their dynamics isDescribed 的BY a转换 内核 ,which 什么consists 的of年印度转型Matrix And a地方转型Matrix. The代理 商are distributed 分布Across Several Locations :as aresult 结果 ,a model 模型that is本 作 是 以 一 套 相互 作用 的 Markovian Agents代表 着 应该 被 称为 Markovian Agent Model ( MAM ) 。形式 主义 是 有趣的 , 因为 它 可以 被 分布 的 模型 系统 。地方饰 Behavior can BE distinct为Each代理 人 。在一般情况下,MA behavior是由图为基础的状态转换图根据图描述的。 1. 在MA中,国家是由圈子代表的我,J,K这就是为什么你可以考虑一个CTMC的状态。However,with respect to(英语:However,with respect to)a modelbased on a CTMC,a transition to another state occurs either because of the localE. 理发 店ET阿尔Electronic Notes以理论电脑science 科学353( 2020 )61-7567behavior of the entity ( represented by a solid line that models a failure or areaction of some sort)或an interaction with another ma(indicated by a dashedline)一个实体的本地行为者身上的转换(通过一个实体的模型失败或一个反应)。Although this representation has severage advantage , it is based on a low-level language , ( 这 表现 非常 有 优势 , 基于 一 种 低 水平 的 语言 )thatmight请求a大型号码of状态to Description Complex dynamics . Moreover , theinteraction dynamics with other agents is not explicitly visible from the 公司 与 其他 代 理 商 的 交 互 动 力 学 模 特 儿 、 Since it is implies 嵌 入 式 以 功能 性Dependency 依赖on The Global 全球State 状态of the system : assigned to thetransition arcs 系统 对 转换 指令 码 的 定义此工作呈现了一个Petri基于网络的代理行为人描述,因为它可以被使用来克服大多数限制。 在 粒子 中 , 我们 描述 了 一个 代理 的 行为 人 , 以及 佩特里 网络 元素 在 图 中 呈现 。2. 地点 Place,Token,转型,arc And INHIBITORarc HAVE68E. 理发 店ET阿尔Electronic Notes以理论电脑science 科学353( 2020 )61-75JiQJijiK......Fig. 1。 Schematic structure of a Markovian 马克 维 安Agent .( 英文 ) the conventional SPN semantic described for example in [17]. Placesholds a non - 非 负数 区integer号码of tokens ,which 什么can BE转移to Other 其他Places 地点Thanks to the 的刘of a过渡 。 EACH转型has年Exponential 介绍刘时间distribution associated , and can be enabled if conditions expressed by arcsholds . ( 如果 条件 被 释放 , 则 由 arcs 持有 。Arcs是由一个整数值调用的weight A transition is enabled if all the places to which it is connected by an arcthat ends on it have a number of tokens that is greater or equal to thecorresponding weight,and if all the places.(如果所有的地方都连接到一个arc,那么这个元素上就有一个数量的标记,这很重要或者相当于相应的重量,并且如果所有的地方都被启用了) 当它被连接到一个inhibitor arc具有严格的无标记比相应的重量。在 随机 时间 确定 之后 启用 transitions 定义在 The Associated 协会Exponential 介绍distribution :when 什么a转型菲丽 尔 ,it removes From Theplaces connected by incoming arcs an mamount of tokens equal to the 大厦 的 连接Corresponding Weight 的Firing also adds to each place to which the transition isconnected by ( 英 语 : Firing also adds to each place to which the transition isconnect by)并且outgoing arc,as many tokens as the corresponding weight.许多标记作为相应的重量。当 一 个 地方 和 转型are Connected 连接同both年in 继续arc And 出 柜 Outcoming arc characterized by the same weight , the e is ofenabling the transition when there are enough tokens . ( 英 语 : characterized bythe same weight , the e is of enabling the transition when there are enoughtokens . )以The input Places ,但是Not changing their标记 Mark when 什么The转型菲丽 尔Test 测试arc primitives , represented by an arc with an arrow on itstwo extremities ,explicitly show this behavior ,by allowing to enable atransition , without changing the , 但 这 是 一 场 表演 , 一 次 又 一 次 的 表演 。标记 Mark of their input地方at The刘时 。The two new features of the proposed modelling language是什么意思Remote地点PlaceS和The参数转换S。在 其他 词 中 , 相应 分配 的 速率 参数 是 一 个 空间 属性 , 当 依赖 于 代理 所在 的 位置 时 , 代理 所在 的 速率 依赖 于 位置 , 以及 代理 所在 的 位置 , 以及 代理 商 使用 的 模式 操作印度BY The环境何处The Agent isoperating 。 They ACT( 注 : however exactly as the other transitions , followthe same habilitation and finring rules . )Remote地点PlaceS代理的实例实例化位置,在相同的位置定位或在相同的模式中定位either。关键 词 之 一 是 那些 偏远 的地方 只能 通过 测试 来 过渡或INHIBITOR阿尔克 斯 以这个道 ,ONE AgentCannon change 改变The State 状态of Other 其他代理 商 , 但 。it can BE受 影响E. 理发 店ET阿尔Electronic Notes以理论电脑science 科学353( 2020 )61-7569BY their stay 。全部初 来 乍 到 ,EXCEPT Remote地点 Place S ,HAVE Associated 协会a唯一Symbolic 标志姓名η∈粤∗, where he denotes an alphabet , and Σ ( 拉丁 文 )∗《 The Set Of AllPossible Strings On It 》 所有 可能 的 束缚η70E. 理发 店ET阿尔Electronic Notes以理论电脑science 科学353( 2020 )61-75isused Not Only to姓名primitives( AS common 共同以Modeling 模型语言实施 中和摩西petri Net( 工具 ) ,但是ALSO to德 菲尼parametrization 参数And互连《 考虑 因素 规则 》 ( Rules of the Considered Agents )在粒子中,Remote Places地 点 have associated a symbolic formula , which works on places belonging toother agents.与符号式公式相关,因为位置归属于其他代理商。本 书 只 考虑 了 一个 kind of 公式 , 这 是在 南 (P yi yi)在 Where P∈粤∗is the name of the remoteplace that is being interconnected , 是 这个 遥远 的 地方 的 名字 ,yi yi∈ N is anindex that might be used . ( 可能 会 使用 )在任何情况下,在任何偏远的地方都可能比在任何一个代理中使用更多。在 这个 案例 中 ,在 南 (P yi yi( )您 的 位置 : 电驴 大全 > 电影 > The sum of the token contained in place P for all theagents in the interconnected location , which will be specified in the topology ofthe model that will be detailed below . 在 这个 相互 关联 的 地点 的 所有 代理 人 ,将 被 指定 在 下面 。Future work will consider more advanced formulas , takingadvantage of syntaxes similar to the one used in SQL aggregation functions 未来 工作 将 consider 更多 先进 的 公式 , taking advantage of syntaxes similiar 到 SQLaggregation functions 中 的 一 个 使用when 什么The GROUP BY Clause is used ,which 什么考虑为样品Functions Such As 功能js (P yi yi),10 月 19 日 (P yi yi( )And AVG (P yi yi( )9 . 在 某 个 地方 记得 最 大 值 , 最 小 值 或 平均 值PInterconnected Agents 相互 联系 的 代理 商地点PlaceRemote地点Place转型Parametric 参数转型TokenarcTest测试arcINHIBITOR
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