虚拟人群模型:预防群体灾难

　　对人群行为进行建模可以帮助工程师们设计建筑物和其他的公共空间，这样就能够避免紧急情况下发生死伤事件。但是，逼真模仿现实的虚拟人群设计还是有难度的。

　　欧洲的研究人员表示，基于视觉这种认知要素的简单模型可以预测不同类型人群中的行人行为。这代表已经打算抛弃纯物理模型的该领域的重大进步。

　　“没有哪种清晰的方法可以描述出单个个体的认知过程，但是基于视觉的方法实际上很简单，”来自苏黎世瑞士联邦理工学院的德克·赫尔本（Dirk Helbing）说，他与来自法国图卢兹第三大学的梅迪·穆萨（Mehdi Moussa?d）和盖·瑟朗拉兹（Guy Theraulaz）合作开展这项工作。

　　这项课题刊登在美国国家科学院院刊（Proceedings of the National Academy of Sciences）上，是受之前一个研究的启发，那个研究使用眼球追踪的数据来确定人们怎样预测气球的轨迹从而抓住它。许多研究都表明，走路就像接球一样，是由视觉控制的。所以研究人员猜测，使用视觉因素，尤其是视线和能见度，可以对人群行为建立更好的模型。

　　研究人员让虚拟人群成员能够“看到”其周围的环境并进行相应的活动。他们惊喜的发现，只要把人群的物理效应也作为一个整体来考虑，视觉模型对于小规模和大规模的人群都能进行很好的行为预测。他们说这个模型可以帮助避免人群灾难， 比如去年夏天在德国举行的爱的巡游（Love Parade）集会导致19个音乐会听众死亡的事件。该模型为设计者提供关于行人如何尝试快速通过特定空间的信息。

　　模型主要显示了视觉是怎样影响行人的方向和速度这是一个人在行走过程中互相对抗的两股力量。研究人员应用模型并将其预测结果与实际生活中的行人场景数据进行比较，来预测行人的运动轨迹。他们发现这两个轨迹几乎完全匹配。

　　要对人群灾难进行建模，必须同时考虑到有意识和无意识的行为。行人能看到什么固然重要，但有时对人群的推和拉更重要。“当人群密度开始变大的时候，简单模型是不够的，”瑟朗拉兹说，“必须考虑身体接触的规则。”

　　把身体力量元素放进视觉模型中可以让研究人员预测不同拥挤环境下的行人行为，比如在阻塞出口处的人员堵塞或者在一个行人跌倒后的连环相撞。

　　当研究人员把改进的模型应用到真实的堵塞灾难时，他们能够预测危险级别最高区域的位置并绘制出紧急情况下的行人碰撞发展情况。“这是最危险的事件类型，”赫尔本说。“你可以做事后视频分析，但即使这样，也很难看清楚将会发生什么，因为人们几乎不动。”

　　视觉模型最大的优点在于它的多功能性，英国伦敦大学学院（University College London）研究人群建模的城市规划研究员迈克尔·巴蒂（Michael Batty）说， “这与行人状况的所有方面都有关系，也是其可实验性的原因。”他说。研究人员建议用模型来分析低能见度情况下的人群灾难，比如火灾，可以帮助改进人群导航机器人的设计。