Governo Federal

Dados do Trabalhos de Conclusão

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ
MÉTODOS NUMÉRICOS EM ENGENHARIA (40001016030P0)
SIMULAÇÃO DA MOVIMENTAÇÃO DE PEDESTRES ASSUMINDO VARIÁVEIS PSICOCOMPORTAMENTAIS
MARINA VARGAS REIS DE PAULA GONCALVES FERREIRA
TESE
28/02/2014

O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de um modelo físico-matemático computacional utilizando inteligência artificial para simulação e análise da movimentação de pedestres, em ambientes que podem gerar comportamentos desordenados devido a altos níveis de estresse. Aliando Inteligência Artificial, que inclui raciocínio probabilístico, aprendizagem de máquina e conceitos de robótica é possível simular o deslocamento de pedestres assumindo variáveis psicocomportamentais para que esses agentes possam distinguir situações virtuais impostas pelo ambiente e tomar decisões. Estudos de fluxo de pedestres foram empreendidos, em especial nas últimas três décadas. Entretanto, a existência de fatores psicocomportamentais transforma esse tipo de sistema em algo extremamente complexo. Se o organismo de um pedestre é submetido a situações desconfortáveis ou de impotência ocorre um aumento na ansiedade que gera estresse. Esse estresse produz uma cadeia de reações que podem variar de irritabilidade, desorientação e até pânico. Essa gama de variáveis pode alterar o fluxo pedonal de forma significativa e é justamente esse o maior problema quando se procura um modelo de movimentação de pedestres. A modelagem computacional é viabilizada utilizando-se linguagem de programação Python, por ser uma linguagem de alto nível, otimizada para o programador ou seja, de fácil implementação e aprendizado, possui vários ambientes integrados e é portável a todos os sistemas operacionais, além de ter módulos para processamento gráfico. O entendimento da movimentação de pedestres, tendo como foco principal seu comportamento, permite expandir a análise para ambientes mais complexos resultando em uma ferramenta de auxílio em situações com multidões em diferentes ambientes. Neste trabalho desenvolveu-se um modelo bidimensional com visualização tridimensional de um ambiente genérico, simulando-se agentes inteligentes desconfortáveis, representativas de comportamentos psicológicos humanos genéricos, capazes de identificar situações e tomar decisões. Comparações com trabalhos já constantes na literatura sobre fluxo de pedestres ilustram as discussões.

Tráfego de Pedestres. Variáveis Psicocomportamentais. Inteligência Artificial. Modelagem Computacional. Agentes BDI.
The aim of this work is to develop a physical-mathematical computational model using artificial intelligence to simulate and analyze the movement of pedestrians in environments that can generate disordered behaviors due to high stress levels. Combining Artificial Intelligence, which includes probabilistic reasoning, machine learning and robotics concepts it is possible to simulate the movement of pedestrians coupled with psycho-behavioral variables so that these agents can distinguish virtual situations imposed by the environment and make decisions. Pedestrian flow studies have been undertaken, especially in the last three decades. However, the existence of psychobehavioral factors turns such system into something extremely complex. If the organism of the pedestrian is submitted to uncomfortable or powerlessness situations, the anxiety that creates stress increases. This stress produces a chain of reactions that can vary from irritability, disorientation and even panic. This variation can change significantly the pedestrian flow and this is the biggest problem when the aim is a representative pedestrian movement model. Computer modeling is done using the Python programming language, because it is a high-level language, optimized for programmer, ie, easy implementation and learning, has several built-in environments and is portable to all operating systems, besides having modules for graphics processing. Understanding the movement of pedestrians, focusing mainly on their behavior, allows expanding the analysis to more complex environments resulting in an auxiliary tool in situations with crowds in different environments. In this work we developed a two-dimensional model with three-dimensional visualization of a generic environment, simulating uncomfortable intelligent agents, representatives of a human generic psychological behavior, able to identify situations and make decisions. Comparisons with literature papers on pedestrian flow studies illustrate the discussions.
Pedestrian Traffic; Psycho-behavioral variables, Artificial Intelligence, Computer Simulation.
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PORTUGUES
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ

Contexto

PROGRAMAÇÃO MATEMÁTICA
ABORDAGEM DE PROBLEMAS DE OTIMIZAÇÃO E DE ANÁLISE NUMÉRICA
EQUAÇÕES DIFERENCIAIS E SUAS APLICAÇÕES EM ENGENHARIA

Banca Examinadora

LILIANA MADALENA GRAMANI
Sim
Nome Categoria
ALEXANDRE RASI AOKI Participante Externo
MARCELO HENRIQUE ROMANO TRAGTEMBERG Participante Externo
AURORA TRINIDAD RAMIREZ POZO Docente
KLAUS DE GEUS Docente

Vínculo

CLT
Instituição de Ensino e Pesquisa
Ensino e Pesquisa
Não