JP6679644B2 - Simulator, simulation method and action determination device - Google Patents
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Description
本発明は、群集の行動を予測するシミュレーター、シミュレーション方法および群集を構成する個体のひとつである自個体の行動を決定する行動決定装置に関する。 The present invention relates to a simulator that predicts a behavior of a crowd, a simulation method, and a behavior determination device that determines the behavior of an individual person who is one of the individuals that make up the crowd.
多くの人が集う公共空間等で災害時に災害の拡大やパニック等が生じないよう、群衆を適切に誘導し、または安全な空間設計をするために、災害時の群衆行動のメカニズムを究明する必要がある。そのために、群衆の行動をシミュレートするシミュレーターを用いる方法がある。 In a public space where many people gather, it is necessary to investigate the mechanism of crowd behavior during a disaster in order to properly guide the crowd or to design a safe space so that the disaster will not expand or panic during a disaster. There is. Therefore, there is a method of using a simulator that simulates the behavior of a crowd.
災害時等に群衆が非合理的な行動を採ることの説明のひとつとして、認知バイアスによる同調行動が挙げられ、リーダー・フォロワー問題としてアプローチするなどの研究が行なわれてきた。リーダー・フォロワー問題としてのアプローチは、自ら行動を決定するリーダーと自身の行動を他者の行動によって決定するフォロワーとからなる群衆において、個体同士が影響し合った結果、群衆として非合理的な行動を採るというモデル化に基づくアプローチである。 One of the explanations for the irrational behavior of the crowd in times of disaster is coherent behavior due to cognitive bias, and research has been conducted by approaching it as a leader-follower problem. The approach as a leader-follower problem is that, in a crowd consisting of a leader who decides his own behavior and a follower who decides his own behavior by the behavior of another person, as a result of the influence of individuals, irrational behavior as a crowd This is a modeling-based approach of taking.
一方で、例えば公共空間等で火災に遭遇した人は避難する他に消火活動に参加することもあり得る、というように、一般に、群衆を構成する個々人には行動目的の選択肢が複数通りある。 On the other hand, for example, a person who encounters a fire in a public space may participate in a fire extinguishing activity in addition to the evacuation. Generally, an individual constituting a crowd has a plurality of options for the purpose of action.
例えば、特許文献1に記載の避難行動予測システムにおいては、自力避難が可能な自力避難者クラス、自力避難が不可能な要介助者クラス、および施設管理者や消防隊を対象とした、自力避難が不可能な人間を介助あるいは救助する介助者クラスの3つのタイプの人間を定義して火災発生時の人間の行動を予測していた。
For example, in the evacuation behavior prediction system described in
しかしながら、従来技術においては、予測の間、人間のタイプは変化せず固定的であった。つまり、従来技術では、群集における各個体の行動の目的を恣意的に設定する必要があった。
そのため、群集における各個体の行動選択の様子を未知の条件下において予測させることや、群集において各個体に行動選択が生じた条件を究明することが困難であった。
However, in the prior art, the human type remained static during prediction. That is, in the prior art, it was necessary to arbitrarily set the purpose of the action of each individual in the crowd.
Therefore, it was difficult to predict the behavior selection of each individual in the crowd under unknown conditions, and to investigate the conditions under which each individual behavior selection occurred in the crowd.
例えば、従来技術では、時間の流れに伴って自力避難者クラスの人間が介助者クラスの人間に変わるなど、群衆における各個体の行動選択が予測に含まれない。このことから、例えば、火災発生時に各個体が避難と消火のいずれかを行うことを想定した場合、従来技術では、消火に成功するシミュレーション結果を得るために消火を行う個体を一定数以上とする恣意的な設定をし、消火に失敗するシミュレーション結果を得るために大多数の個体が採る行動を避難に設定する恣意的な設定をしなければならなないと考えられる。 For example, in the prior art, the prediction does not include the action selection of each individual in the crowd, such as that a person in the self-evacuation class changes to a person in the caretaker class with the passage of time. From this, for example, when it is assumed that each individual evacuates or extinguishes when a fire occurs, in the conventional technique, the number of individuals extinguishing the fire is set to a certain number or more in order to obtain a simulation result of successful extinction. It is considered that it is necessary to make an arbitrary setting to set the action taken by the majority of individuals to evacuation in order to obtain a simulation result that fails to extinguish the fire.
本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであり、群集における行動選択の様子を未知の条件下において予測でき、群集において行動選択が生じた条件の究明を容易化できるシミュレーター、シミュレーション方法および行動決定装置を提供することを目的とする。
なお、本明細書において「群衆」は人の集まりを表すものとし、「群集」は人を含む社会性生物の集まりを表すものとする。
The present invention has been made in view of the above problems, a simulator, a simulation method, and a behavior that can predict the behavior selection behavior in a crowd under unknown conditions and that can facilitate the investigation of the condition in which the behavior selection occurs in the crowd. An object is to provide a determining device.
In this specification, "crowd" means a group of people, and "crowd" means a group of social organisms including a person.
かかる目的を達成するために本発明は、複数の目的を達成することが可能な所定の空間における群集の行動を予測するシミュレーターであって、前記群集を構成する複数の個体のそれぞれについて、少なくとも、前記複数の目的の中から選択された選択目的を含む行動パラメータ、リーダーかフォロワーかの別を表す属性値、および前記空間における位置を記憶する個体情報記憶部と、前記複数の目的について、当該目的それぞれを達成するための前記行動の契機となる刺激の程度を表す刺激値を順次設定する刺激値設定部と、前記刺激値が設定されるたびに、前記個体のうちの、前記属性値がフォロワーである個体に前記目的ごとの前記刺激値に基づく前記目的ごとの第一当選確率を設定し、前記属性値がリーダーである個体に所定の第二当選確率を設定する確率設定部と、前記第一当選確率が設定された前記個体に対して前記目的ごとの当該第一当選確率での抽選を行い、当選した個体の前記属性値をリーダーに変更するとともに当該個体の前記選択目的を当選した目的に設定するリーダー行動決定部と、前記個体ごとに当該個体からの前記位置が所定距離以内である周囲個体を抽出する周囲個体情報取得部と、前記第二当選確率が設定された個体の前記属性値を当該第二当選確率にてフォロワーに変更するとともに、前記属性値がフォロワーである個体の前記選択目的に当該個体の前記周囲個体に設定されている前記選択目的を設定するフォロワー行動決定部と、を備えたシミュレーターを提供する。 In order to achieve such an object, the present invention is a simulator for predicting the behavior of a crowd in a predetermined space capable of achieving a plurality of goals, at least for each of a plurality of individuals constituting the crowd, An individual information storage unit that stores a behavior parameter including a selection purpose selected from the plurality of purposes, an attribute value indicating whether a leader or a follower, and a position in the space; Each time the stimulus value is set, a stimulus value setting unit that sequentially sets a stimulus value that represents the degree of the stimulus that triggers the action to achieve each, and the attribute value of the individual is a follower. A first winning probability for each of the purposes based on the stimulus value for each of the purposes, and a predetermined second value for the individual whose attribute value is a leader. A probability setting unit that sets a selection probability and a lottery with the first winning probability for each of the purposes for the individual for which the first winning probability is set, and change the attribute value of the winning individual to a leader A leader action determination unit that sets the selection purpose of the individual to a selected purpose, and an ambient individual information acquisition unit that extracts a surrounding individual whose position from the individual is within a predetermined distance for each individual, and The attribute value of the individual for which the second winning probability is set is changed to a follower at the second winning probability, and the attribute value is set to the surrounding individual of the individual for the selection purpose of the individual who is the follower. And a follower action determination unit that sets the selection purpose.
また、前記リーダー行動決定部は、前記第一当選確率が設定された前記個体に対し、前記目的ごとの前記第一当選確率のうち最大の第一当選確率が二番目に大きな第一当選確率よりも所定値を超えて高い場合のみ、当該最大の第一当選確率での抽選を行うことが好適である。 In addition, the leader action determination unit, for the individual for which the first winning probability is set, the maximum first winning probability of the first winning probability for each of the purposes from the second largest first winning probability. Also, it is preferable to perform the lottery with the maximum first winning probability only when the value is higher than the predetermined value.
また、前記個体情報記憶部は、さらに、前記個体ごとに前記目的それぞれに関する反応閾値を記憶し、前記確率設定部は、前記個体ごとに前記目的それぞれについて、前記刺激値が高いほど高く且つ前記反応閾値が低いほど高い前記第一当選確率を算出することが好適である。 Further, the individual information storage unit further stores a reaction threshold value for each of the purposes for each individual, and the probability setting unit, for each of the purposes for each individual, the higher the stimulus value, the higher the reaction It is preferable that the lower the threshold value, the higher the first winning probability is calculated.
また、前記刺激値設定部は、前記複数の目的のうちのいずれか1以上の目的の達成度に応じて前記刺激値を低く変更することが好適である。 Further, it is preferable that the stimulus value setting unit lowers the stimulus value in accordance with the degree of achievement of one or more of the plurality of purposes.
また、前記刺激値設定部は、前記個体ごとに前記刺激値を設定することが好適である。 Further, it is preferable that the stimulus value setting unit sets the stimulus value for each individual.
また、かかる目的を達成するために本発明は、複数の目的を達成することが可能な所定の空間における群集の行動を予測するシミュレーション方法であって、コンピュータに、前記群集を構成する複数の個体のそれぞれについて、少なくとも、前記複数の目的の中から選択された選択目的を含む行動パラメータ、リーダーかフォロワーかの別を表す属性値、および前記空間における位置を記憶させ、前記複数の目的について、当該目的それぞれを達成するための前記行動の契機となる刺激の程度を表す刺激値を順次設定する処理と、前記刺激値が設定されるたびに、前記個体のうちの、前記属性値がフォロワーである個体に前記目的ごとの前記刺激値に基づく前記目的ごとの第一当選確率を設定し、前記属性値がリーダーである個体に所定の第二当選確率を設定する処理と、前記第一当選確率が設定された前記個体に対して前記目的ごとの当該第一当選確率での抽選を行い、当選した個体の前記属性値をリーダーに変更するとともに当該個体の前記選択目的を当選した目的に設定する処理と、前記個体ごとに当該個体からの前記位置が所定距離以内である周囲個体を抽出する処理と、前記第二当選確率が設定された個体の前記属性値を当該第二当選確率にてフォロワーに変更するとともに、前記属性値がフォロワーである個体の前記選択目的に当該個体の前記周囲個体に設定されている前記選択目的を設定する処理と、を実行させることを特徴とするシミュレーション方法を提供する。 Further, in order to achieve such an object, the present invention is a simulation method for predicting a behavior of a crowd in a predetermined space capable of achieving a plurality of goals, wherein a computer includes a plurality of individuals constituting the crowd. For each of the plurality of purposes, at least a behavior parameter including a selected purpose selected from the plurality of purposes, an attribute value indicating whether a leader or a follower, and a position in the space are stored. A process of sequentially setting a stimulus value indicating the degree of stimulus that triggers the action to achieve each purpose, and each time the stimulus value is set, the attribute value of the individual is a follower A first winning probability is set for each object based on the stimulus value for each object, and the attribute value is a predetermined value for the individual who is the leader. (2) A process of setting a winning probability and a lottery with the first winning probability for each of the purposes is performed on the individual for which the first winning probability is set, and the attribute value of the winning individual is changed to a leader. Along with the process of setting the selection purpose of the individual as a winning target, the process of extracting the surrounding individuals whose position from the individual is within a predetermined distance for each individual, and the second winning probability is set. A process of changing the attribute value of an individual to a follower with the second winning probability and setting the selection purpose set in the surrounding individual of the individual to the selection purpose of the individual whose attribute value is a follower And a simulation method characterized by executing the following.
また、かかる目的を達成するために本発明は、複数の目的を達成することが可能な所定の空間において群集を構成する個体のひとつである自個体の行動を決定する行動決定装置であって、前記自個体について、少なくとも、前記複数の目的の中から選択された選択目的を含んだ行動パラメータ、リーダーであるかフォロワーであるかの別を表す属性値、および前記空間における位置を記憶する個体情報記憶部と、前記複数の目的について、当該目的のそれぞれを達成するための前記行動の契機となる刺激の程度を表す刺激値を取得する刺激値取得部と、前記属性値がフォロワーである場合に前記目的ごとの前記刺激値に基づく前記目的ごとの第一当選確率を設定し、前記属性値がリーダーである場合に所定の第二当選確率を設定する確率設定部と、前記第一当選確率が設定された場合に前記目的ごとの当該第一当選確率での抽選を行い、当選した個体の前記属性値をリーダーに変更するとともに当該個体の前記選択目的を当選した目的に設定するリーダー行動決定部と、前記個体のうちの、前記自個体の前記位置から所定距離以下に存在する周囲個体の行動を取得する周囲個体情報取得部と、前記第二当選確率が設定された場合に前記属性値を当該第二当選確率にてフォロワーに変更するとともに前記選択目的に前記周囲個体の行動に類似する目的を設定するフォロワー行動決定部と、を備えた行動決定装置を提供する。 Further, in order to achieve such an object, the present invention is a behavior determination device for determining the behavior of one's own individual, which is one of the individuals constituting a crowd in a predetermined space capable of achieving a plurality of objectives, For the own individual, at least an action parameter including a selected purpose selected from the plurality of purposes, an attribute value indicating whether it is a leader or a follower, and individual information that stores a position in the space. A storage unit, a stimulus value acquisition unit that acquires a stimulus value indicating a degree of a stimulus that triggers the action to achieve each of the plurality of purposes, and when the attribute value is a follower. Probability setting that sets a first winning probability for each of the purposes based on the stimulus value for each of the purposes, and sets a predetermined second winning probability when the attribute value is a leader And, when the first winning probability is set, a lottery is performed with the first winning probability for each of the purposes, the attribute value of the winning individual is changed to a leader, and the selection purpose of the individual is won. A leader action determination unit to be set for the purpose, a surrounding individual information acquisition unit for acquiring the actions of surrounding individuals within a predetermined distance from the position of the own individual among the individuals, and the second winning probability is set. And a follower action determining unit that changes the attribute value to a follower with the second winning probability and sets a purpose similar to the behavior of the surrounding individual to the selection purpose, and a behavior determining apparatus. To do.
本発明によれば、同一の設定を行っても群集を構成する個体における行動の目的が確率的に変更される。これによって、群集を構成する個体における行動の目的の選択の様子を未知の条件下において確率的に予測でき、群集を構成する個体において行動の目的の選択が生じた条件の究明を容易化できる。 According to the present invention, even if the same setting is performed, the purpose of the action in individuals forming the crowd is probabilistically changed. This makes it possible to probabilistically predict the behavioral purpose selection in individuals constituting a crowd under unknown conditions, and facilitate the investigation of the conditions in which the behavioral objectives have been selected in the population constituting individuals.
[第一の実施形態]
本発明のシミュレーターに係る第一の実施形態として、出口を有する部屋Rに火災が発生して燃焼エリアが生じ、部屋Rに滞在していた複数の人(群集)のそれぞれが避難行動と消火行動のいずれかを選択して実行する様子を予測するシミュレーター1の例を示す。この例では、行動を単純化し、避難行動は出口エリアA1への移動、消火行動を燃焼エリアA2への移動により行われるとする。
つまり、この実施形態において、シミュレーションの対象となる空間(対象空間)は部屋Rであり、群集を構成する個体は人であり、対象空間での事象は火災であり、群集ないし個体の目的は避難および消火であり、対象空間はエリアA1,A2があることで目的を達成することが可能となっている。
また、例示するシミュレーター1は、本発明のもうひとつである行動決定装置を含み、行動決定装置が各個体の行動を逐次確率的に決定することにより群集の行動の予測が行われる。
[First embodiment]
As a first embodiment according to the simulator of the present invention, a fire occurs in a room R having an exit to create a burning area, and a plurality of people (crowds) staying in the room R each have an evacuation action and a fire extinguishing action. An example of the
That is, in this embodiment, the space to be simulated (target space) is the room R, the individuals that make up the crowd are people, the event in the target space is a fire, and the purpose of the crowd or individuals is to evacuate. And the fire is extinguished, and the target space can achieve the purpose because of the areas A 1 and A 2 .
In addition, the exemplified
<シミュレーター1の構成>
図1は、第一の実施形態に係るシミュレーター1の概略の構成を示すブロック図である。
シミュレーター1は、操作入力部2、ファイル入出力部3、記憶部4、制御部5、および表示部6からなる。これらのうちのファイル入出力部3、記憶部4および制御部5はいわゆるコンピュータで実現でき、操作入力部2および表示部6は当該コンピュータの周辺機器として実現できる。
<Structure of
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of the
The
操作入力部2は、キーボード、マウス等のユーザーインターフェースであり、利用者に操作されてデータの入力等に用いられる。操作入力部2は、制御部5に接続され、利用者の操作を操作信号に変換して制御部5に出力する。
The
ファイル入出力部3は、DVD(Digital Versatile Disc)ドライブ、USB(Universa Serial Bus)インターフェース、ネットワークインターフェース等であり、一方が不図示の外部機器、記録メディア、ネットワーク等に接続され、他方が制御部5に接続され、データをファイルとして制御部5に入力し、およびデータをファイルとして制御部5から出力する。 The file input / output unit 3 is a DVD (Digital Versatile Disc) drive, a USB (Universa Serial Bus) interface, a network interface, etc., one of which is connected to an external device (not shown), a recording medium, a network, etc., and the other is a control unit. 5, the data is input to the control unit 5 as a file, and the data is output from the control unit 5 as a file.
記憶部4は、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等のメモリ装置であり、各種プログラムや各種データを記憶する。記憶部4は、制御部5と接続されて制御部5との間でこれらの情報を入出力する。
The
制御部5は、CPU(Central Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、MCU(Micro Control Unit)等の演算装置で構成される。制御部5は、記憶部4と接続され、記憶部4からプログラムを読み出して実行することにより各種処理部として動作し、各種データを記憶部4に記憶させ、読み出す。また、制御部5は、操作入力部2、ファイル入出力部3および表示部6とも接続され、利用者が操作入力部2を操作して入力されたデータを取得し、ファイル入出力部3を介して外部からファイルとしてデータを取得および出力し、所得したデータに基づいたシミュレーションを行って群集の行動を予測し、予測結果のデータをファイルとしてファイル入出力部3から出力させ、または/および予測結果のデータを画像化して表示部6に表示させる。
The control unit 5 is configured by an arithmetic device such as a CPU (Central Processing Unit), a DSP (Digital Signal Processor), and an MCU (Micro Control Unit). The control unit 5 is connected to the
表示部6は、液晶ディスプレイ又はCRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイ等のディスプレイ装置であり、制御部5と接続され、制御部5による予測結果を表示する。利用者は表示された予測結果を視認して群集の行動に関する考察等を行う。 The display unit 6 is a display device such as a liquid crystal display or a CRT (Cathode Ray Tube) display, is connected to the control unit 5, and displays a prediction result by the control unit 5. The user visually recognizes the displayed prediction result and considers the behavior of the crowd.
<シミュレーター1の機能>
図2は、第一の実施形態に係るシミュレーター1の機能ブロック図である。
<Function of
FIG. 2 is a functional block diagram of the
操作入力部2は条件設定部20の一部等として機能する。ファイル入出力部3は条件設定部20の一部および予測結果出力部57の一部等として機能する。記憶部4は反復条件記憶部40、環境情報記憶部41および個体情報記憶部42等として機能する。制御部5は、リスク値取得部50、周囲個体情報取得部51、刺激値設定部52、確率設定部53、リーダー行動決定部54、フォロワー行動決定部55、個体情報更新部56、予測結果出力部57の一部等として機能する。
The
条件設定部20は、シミュレーションに必要な各種条件の入力を受け付け、入力された条件を記憶部に記憶させる。条件設定部20は、例えば、操作入力部2および制御部5が協働して実現され、利用者が操作入力部2を操作して入力した値を、制御部5が記憶部4に記憶させる。条件設定部20は、条件の一部または全部が記されたファイルを入力するファイル入出力部3を含んでもよく、利用者が操作入力部2を操作して指定したファイルを制御部5がファイル入出力部3を介して取得して当該ファイルに記された値を記憶部4に記憶させる。
The
シミュレーションは仮想時刻を所定範囲内で進めながら行われる。また、同一範囲内の仮想時刻についての試行が繰り返し行われる。各試行で用いる条件は同一であるが、各試行の各仮想時刻における各個体の行動は確率的に決定されるため、試行間のシミュレーション結果が同一となることは殆ど無い。 The simulation is performed while advancing the virtual time within a predetermined range. Also, trials are repeated for virtual times within the same range. Although the conditions used in each trial are the same, the behavior of each individual at each virtual time of each trial is probabilistically determined, so that the simulation results between trials are rarely the same.
仮想時刻は、実際の時間の経過を模擬したものであるが、シミュレーターが1時刻分の演算を終えるたびに進められ、実際の時間の経過よりも高速に刻まれる。例えば、仮想時刻の1時刻を実際の1秒間に対応させ、仮想時刻を0から始まり1ずつ増加する整数で表す。 The virtual time is a simulation of the passage of the actual time, but is advanced every time the simulator finishes the calculation for one hour, and is ticked faster than the passage of the actual time. For example, one virtual time is associated with an actual one second, and the virtual time is represented by an integer starting from 0 and incrementing by 1.
本実施形態のシミュレーションにおいては、上限仮想時刻をT、試行予定回数をMとし、仮想時刻を0から(T−1)まで変化させながら仮想時刻ごとに環境および個体の情報を更新する試行がM回繰り返される。 In the simulation of this embodiment, assuming that the upper limit virtual time is T, the scheduled number of trials is M, and the virtual time is changed from 0 to (T-1), the trial of updating the environment and individual information for each virtual time is M. Repeated times.
反復条件記憶部40は、上限仮想時刻Tおよび試行予定回数Mを記憶する。これらの値は、条件設定部20を用いた利用者による入力操作により予め設定される。
The repetition
環境情報記憶部41は対象空間に由来する情報を記憶する。具体的には、環境情報記憶部41は、出口の領域を含む対象空間の地図、および対象空間に生じるリスクの大きさを表すリスク値を記憶する。リスク値は仮想時刻の関数である。地図とリスク値の初期値は、条件設定部20を用いた利用者による入力操作により予め設定される。リスク値は順次リスク値取得部50により追記される。
The environment
図3は、環境情報記憶部41が記憶する情報を模式的に例示したものである。
FIG. 3 schematically illustrates information stored in the environment
図3(A)は、二次元のxy座標系における部屋Rの地図100を図化したものである。地図100においては、部屋Rの床面が個体の移動可能領域としてx方向に40個、y方向に40個の正方形でブロック分割され、ブロックの一部が出口エリアA1、ブロックの別の一部が燃焼エリアA2となっている。部屋Rの中央がxy座標系の原点であり、x方向が北であるとする。環境情報記憶部41には各ブロックの重心に割り当てられたx方向のグリッド番号、y方向のグリッド番号、および出口エリアA1と燃焼エリアA2とそれ以外とを区別する符号の組み合わせが列挙されたデータが記憶される。地図100は原理説明のための簡単な例であるが、対象空間は、複数の部屋や通路から構成される複雑な空間であってもよい。その場合の移動可能領域は、壁、什器等の領域を除いた複雑な形状となる。
FIG. 3A shows a
図3(B)は、リスク値を模式的に表したものである。環境情報記憶部41には、初期値r(−1)と、仮想時刻0〜(T−1)までのリスク値の系列r(0),r(1),r(2),…,r(T−1)とが記憶される。事象を火災とする本実施形態においてリスク値は火災の規模に応じた値である。
FIG. 3B schematically shows the risk value. The environment
個体情報記憶部42は、群集を構成する複数の個体のそれぞれについて、少なくとも、属性値、状態値、および行動パラメータを記憶する。状態値は少なくとも対象空間における個体の位置を含む。また、行動パラメータは少なくとも選択目的を含む。また、個体情報記憶部42は、さらに、各目的に対する個体それぞれの反応閾値、個体それぞれの認知閾値、および目的ごとの個体それぞれに対する刺激値のうちの1以上を記憶してもよい。
The individual
属性値には、個体が、避難のリーダー、消火のリーダーおよびフォロワーのいずれであるかを表す識別子が設定される。リーダーとフォロワーは群集における個体の役割である。リーダーは自身の行動を自分の意思によって決定する。フォロワーは自身の行動を他の個体の行動によって決定する。
本発明において属性値は仮想時刻の経過とともに動的に変更される。ただし、各試行において属性値の初期値は共通である。すなわち、条件設定部20を用いた利用者による入力操作により属性値の初期値が設定され、試行のたびに属性値には当該初期値が設定され、属性値は後述するリーダー行動決定部54およびフォロワー行動決定部55により随時変更される。
ちなみに、本実施形態において属性値の初期値は全個体に共通してフォロワーである。
An identifier representing whether the individual is an evacuation leader, a fire extinguishing leader, or a follower is set in the attribute value. Leaders and followers are the roles of individuals in the crowd. Leaders decide their actions based on their will. A follower decides his / her behavior according to the behavior of another individual.
In the present invention, the attribute value is dynamically changed as the virtual time passes. However, the initial value of the attribute value is common in each trial. That is, the initial value of the attribute value is set by the input operation by the user using the
Incidentally, in this embodiment, the initial value of the attribute value is a follower common to all individuals.
状態値は、各試行の各仮想時刻における各個体の状態を表す。状態値は対象空間における個体の位置であり、グリッド番号で表す。
状態値の初期値も各試行において共通であり、仮想時刻の経過とともに更新される。すなわち、条件設定部20を用いた利用者による入力操作により状態値の初期値が設定され、試行のたびに状態値には当該初期値が設定され、状態値は後述する個体情報更新部56により随時更新される。
ちなみに、本実施形態において各個体の位置の初期値は部屋Rの移動可能領域中のグリッド番号の中からランダムに設定された値である。
なお、本実施形態において状態値は位置のみの一要素であるが、別の実施形態において状態値は、位置と消火器の所持・不所持の別を表す値というように複数の要素を含んでもよい。
The state value represents the state of each individual at each virtual time of each trial. The state value is the position of the individual in the target space and is represented by a grid number.
The initial value of the state value is also common in each trial and is updated as the virtual time passes. That is, the initial value of the state value is set by the input operation by the user using the
Incidentally, in the present embodiment, the initial value of the position of each individual is a value randomly set from the grid numbers in the movable area of the room R.
It should be noted that, in the present embodiment, the state value is only one element of the position, but in another embodiment, the state value may include a plurality of elements such as a value indicating the position and whether or not the fire extinguisher is held. Good.
行動パラメータは、各試行の各仮想時刻における各個体の行動を表し、状態値に作用するパラメータである。行動パラメータは、基本的に、各個体の行動の目的、当該目的を達成するために当該個体が決定した行動の手段、当該個体が当該行動の手段を実行することによる1時刻当たりの状態値の変更量(状態変更量)で表すものと定義する。
例えば、目的は避難と消火の2通りであり、目的としてこれらの複数の目的の中から選択された選択目的を表す識別子が記憶される。
また、例えば、手段は出口エリアA1への移動と燃焼エリアA2への移動の2通りであり、手段として選択エリアを表す符号が記憶される。すなわち、前者を選択したときは手段には符号A1、後者を選択したときは手段には符号A2が記憶される。
また、例えば、状態変更量はグリッド単位の移動量であり、状態変更量としてグリッド番号のx方向の増分値とy方向の増分値の組を記憶させる。すなわち、図3(A)の地図で表す対象空間においては、例えば、北に1グリッド移動するときは(0,−1)、北西に1グリッド移動するときは(−1,−1)、…などと記憶される。試行回数mにおける仮想時刻tの位置が(5,10)である個体の移動量が(−1,−1)であれば、当該試行回数mにおける仮想時刻(t+1)の位置は(4,9)に更新される。
ちなみに、本実施形態において各個体の選択目的の初期値は定義されず、各個体の移動量の初期値は(0,0)である。行動パラメータは後述するリーダー行動決定部54およびフォロワー行動決定部55により随時変更される。
The action parameter represents the action of each individual at each virtual time of each trial, and is a parameter that acts on the state value. The behavior parameter is basically the purpose of the behavior of each individual, the means of the behavior determined by the individual to achieve the purpose, and the state value per hour by the individual performing the means of the behavior. It is defined as the amount of change (state change amount).
For example, there are two purposes, evacuation and fire extinguishing, and an identifier representing a selected purpose selected from these plurality of purposes is stored as the purpose.
Further, for example, there are two types of means, that is, the movement to the exit area A 1 and the movement to the combustion area A 2 , and a code indicating the selected area is stored as the means. That is, when the former is selected, the code A 1 is stored in the means, and when the latter is selected, the code A 2 is stored in the means.
Further, for example, the state change amount is a movement amount in a grid unit, and a set of an increment value in the x direction and an increment value in the y direction of the grid number is stored as the state change amount. That is, in the target space represented by the map of FIG. 3 (A), for example, when moving one grid to the north (0, -1), when moving one grid to the northwest (-1, -1), ... And so on. If the movement amount of the individual whose virtual time t is (5, 10) at the number of trials m is (-1, -1), the position of virtual time (t + 1) at the number of trials m is (4, 9). ) Is updated.
Incidentally, the initial value of the selection purpose of each individual is not defined in the present embodiment, and the initial value of the movement amount of each individual is (0, 0). The behavior parameter is changed at any time by the leader
反応閾値および認知閾値は、個体の個性を表現するパラメータであり、条件設定部20を用いた利用者による入力操作により予め設定される。
各目的に対する個体ごとの反応閾値は、当該目的に係る当該個体の刺激値に対する閾値であり、当該目的に係る刺激値に対して自ら行動を起こす反応の生じにくさ、つまりリーダーへの変更されにくさを表す。反応閾値が高い個体ほど刺激に対して鈍感で、低い個体ほど刺激に対して敏感である。よって、反応閾値が高い個体ほどリーダーに変更されにくく、低い個体ほどリーダーに変更され易い。
また、個体ごとの認知閾値は、当該個体が認知するリスクの大きさを表す。認知閾値が高い個体ほどリスク値の上昇に応じて刺激値が上昇しにくく、低い個体ほど刺激値が上昇し易い。よって、認知閾値が高い個体ほどリーダーに変更されにくく、低い個体ほどリーダーに変更され易い。
The reaction threshold and the cognitive threshold are parameters expressing the individuality of an individual, and are preset by an input operation by the user using the
The reaction threshold of each individual for each purpose is a threshold for the stimulation value of the individual related to the purpose, and it is difficult to cause a reaction to take action by itself against the stimulation value related to the purpose, that is, to be changed to a leader. Represents a kusa. Individuals with higher response thresholds are less sensitive to stimuli, and individuals with lower response thresholds are more sensitive to stimuli. Therefore, an individual having a higher reaction threshold is less likely to be changed to a leader, and an individual having a lower reaction threshold is more likely to be changed to a leader.
The cognitive threshold for each individual represents the magnitude of the risk recognized by the individual. The higher the cognitive threshold, the more difficult it is for the stimulus value to increase in accordance with the increase in the risk value, and the lower the cognitive threshold, the easier the stimulus value increases. Therefore, an individual with a higher cognitive threshold is less likely to be changed to a leader, and an individual with a lower cognitive threshold is more likely to be changed to a leader.
刺激値は各目的を達成するための行動の契機となる刺激の程度を表す値である。例えば、避難のための行動の刺激値は火災の規模の拡大や避難を促す放送などに応じて時々刻々と上昇する値として設定される。また、例えば、消火のための行動の刺激値は火災の規模の拡大などに応じて時々刻々と上昇する値として設定される。個体それぞれに対する目的ごとの刺激値は当該個体が当該目的を達成するための行動の契機として各仮想時刻において受ける刺激値である。
本実施形態において刺激値は仮想時刻の経過とともに更新される。ただし、各試行において刺激値の初期値は共通である。すなわち、条件設定部20を用いた利用者による入力操作により刺激値の初期値が設定され、試行のたびに刺激値には当該初期値が設定され、刺激値は後述する刺激値設定部52により目的ごと且つ個体ごと且つ仮想時刻ごとに更新される。
ちなみに、本実施形態において刺激値の初期値s(−1)は全個体に共通して0である。
The stimulus value is a value representing the degree of stimulus that triggers an action to achieve each purpose. For example, the stimulus value of the action for evacuation is set as a value that increases every moment according to the expansion of the scale of the fire and the broadcast that prompts the evacuation. In addition, for example, the stimulus value of the action for extinguishing the fire is set as a value that increases every moment according to the expansion of the scale of the fire. The stimulus value for each purpose for each individual is a stimulus value that the individual receives at each virtual time as an opportunity for action to achieve the target.
In this embodiment, the stimulus value is updated as the virtual time passes. However, the initial value of the stimulation value is common in each trial. That is, the initial value of the stimulation value is set by the input operation by the user using the
By the way, in this embodiment, the initial value s (−1) of the stimulation value is 0 in common for all individuals.
図4および図5は、個体情報記憶部42が記憶する情報を模式的に例示したものである。
4 and 5 schematically illustrate information stored in the individual
N個の個体それぞれには当該個体を識別する個体IDが付与され、個体IDと当該個体に関する情報とが対応付けて記憶される。
図4の情報110は、個体IDが0,1,…,(N−1)である個体それぞれに対して記憶される、避難に係る刺激値に対する反応閾値θ1,0,θ1,1,…,θ1,N−1、消火に係る刺激値に対する反応閾値θ2,0,θ2,1,…,θ2,N−1、および認知閾値μ0,μ1,…,μN−1を例示している。
図5は、シミュレーション終了時点の情報111を例示したものである。情報111として、1,2,…,M回目の試行それぞれにおける仮想時刻が0,1,2,…,(T−1)の各時点での個体IDが0,1,…,(N−1)である個体のそれぞれについて刺激値の履歴、属性値の履歴、状態値の履歴、行動パラメータの履歴が記憶される。例えば、情報111には、1回目の試行で個体IDが0である個体に与えられた避難に係る各仮想時刻の刺激値はs1,1,0(0),s1,1,0(1),s1,1,0(2),…,s1,1,0(T−1)、同試行で同個体に与えられた消火に係る各仮想時刻の刺激値はs1,2,0(0),s1,2,0(1),s1,2,0(2),…,s1,2,0(T−1)であり、これに対応して同試行で同個体の属性値はフォロワー,リーダー,リーダー,…,リーダーと変遷し、同試行で同個体の選択目的は未定値,消火,消火,…,消火と変遷し、同試行で同個体の選択エリアは未定値,A2,A2,…,A2と変遷し、同試行で同個体の移動量は(0,0),(Δx1,0(1),Δy1,0(1)),(Δx1,0(2),Δy1,0(2)),…,(Δx1,0(T−1),Δy1,0(T−1))と変遷し、同試行で同個体が位置するグリッドは(x1,0(0),y1,0(0)),(x1,0(1),y1,0(1)),(x1,0(2),y1,0(2)),…,(x1,0(T−1),y1,0(T−1))と変遷したことなどが記憶される。
An individual ID for identifying the individual is given to each of the N individuals, and the individual ID and information about the individual are stored in association with each other.
The
FIG. 5 shows an example of the
リスク値取得部50は、対象空間に生じるリスクの大きさを表すリスク値を順次取得して刺激値設定部52に出力する。具体的には、リスク値取得部50は、仮想時刻tが進むごとに刺激値設定部52から要求を受け、当該仮想時刻tのリスク値r(t)を取得して刺激値設定部52に出力する。
具体的には、リスク値取得部50は、各仮想時刻tにおけるリスク値r(t)を下式(1)に従って算出する。
Specifically, the risk
ただし、r(t−1)は、1時刻前に設定したリスク値であり、リスク値取得部50はこれを環境情報記憶部41から取得する。またリスク値取得部50は1時刻後での算出のために現時刻で取得したリスク値を環境情報記憶部41に記憶させる。γは複数の目的のうちのリスクを低減する目的に関するスケールファクタであり、スケールファクタγには0以上の値が予め設定される。本実施形態においてリスクを低減する目的は消火である。Nω=2はリスクを低減する目的で行動している個体の数であり、リスク値取得部50は個体情報記憶部42を参照してNω=2を取得する。πは1時刻当たりのリスク増加量であり、リスク増加量πには0より大きな値が予め設定される。また、式(1)におけるmax{・,0}は値を非負に制限することを表している。
式(1)におけるγNω=2はリスクを低減する目的の達成度の推定値であり、リスク値はリスクを低減する目的の達成度が高いほど低く変更される。Nω=2は行動パラメータに基づく値であるが、Nω=2に代えて燃焼エリアの小ささを達成度として用いるなど対象空間の情報に基づく値とすることもできる。
このように、リスク値取得部50は、複数の目的のうちのいずれか1以上の目的の達成度に応じてリスク値を低く変更することによって、リスクを低減する目的を含んだ予測をより現実世界に近いものとすることを可能にしている。
However, r (t-1) is a risk value set one time ago, and the risk
[Gamma] N [ omega] = 2 in Expression (1) is an estimated value of the degree of achievement of the purpose of reducing the risk, and the risk value is changed to be lower as the degree of achievement of the purpose of reducing the risk is higher. N ω = 2 is a value based on the action parameter, but it may be a value based on the information of the target space, such as using the small combustion area as the achievement level instead of N ω = 2 .
As described above, the risk
周囲個体情報取得部51は、各個体について当該個体の位置から所定距離以下に存在する周囲個体の情報を取得し、刺激値設定部52およびフォロワー行動決定部55に出力する。
周囲個体情報取得部51が取得する情報のひとつは周囲個体の数であり、周囲個体情報取得部51は刺激値設定部52からの個体IDを指定した要求に応じて指定された個体の周囲の個体の数を出力する。例えば、距離閾値TDを近傍の8グリッドを包含する円の半径に予め設定しておく。周囲個体情報取得部51は、個体情報記憶部42を参照して、指定された個体の位置から半径TD内の位置が設定されている個体を周囲個体として抽出し、抽出した周囲個体の数を計数して出力する。また、周囲個体情報取得部51は刺激値設定部52からの個体IDと目的とを指定した要求に応じ、指定された個体の周囲個体であって指定された目的が選択目的として設定されている周囲個体の数を出力する。
また、周囲個体情報取得部51が取得する情報のもうひとつは周囲個体の行動であり、周囲個体情報取得部51はフォロワー行動決定部55からの個体IDを指定した要求に応じて指定された個体の周囲の個体の行動を出力する。具体的には、周囲個体情報取得部51は、上記と同様にして周囲個体を抽出し、抽出した周囲個体に設定されている行動パラメータを出力する。
The surrounding individual
One of the pieces of information acquired by the surrounding individual
Further, another piece of information acquired by the surrounding individual
刺激値設定部52は、仮想時刻ごとに、各目的に係る各個体に対する刺激値を設定して、設定した刺激値を確率設定部53に出力する。具体的には、刺激値設定部52は、各仮想時刻tにおける各目的ωに係る各個体i(個体IDがiである個体)の刺激値sω,i(t)を下式(2)〜(5)に従って設定する。
The stimulus
ただし、sω,i(t−1)は、個体iに対して1時刻前に設定した目的ωに係る刺激値であり、刺激値設定部52はこれを個体情報記憶部42から取得する。また刺激値設定部52は1時刻後での設定のために現時刻で設定した刺激値を個体情報記憶部42に記憶させる。δωは1時刻当たりの目的ωに係る刺激増加量であり、刺激増加量δωには0より大きな値が予め設定される。αωは目的ωに係る刺激を抑制するスケールファクタであり、スケールファクタαωには0以上の値が予め設定される。また、r(t)は上述したリスク値であり、刺激値設定部52はこれをリスク値取得部50から取得する。gは非負の定数である。μiは上述した認知閾値のうちの個体iについての認知閾値であり、刺激値設定部52はこれを個体情報記憶部42から取得する。niは個体iの周囲の個体の数であり、刺激値設定部52はこれを周囲個体情報取得部51から取得する。Nmaxは周囲個体数の最大数であり、1以上の値が予め設定される。
また、式(2)におけるmax{・,0}、式(3)(5)における「if ・ 0 otherwise」はそれぞれ値を非負に制限することを表している。
However, s ω, i (t−1) is a stimulus value related to the purpose ω set one time before for the individual i, and the stimulus
Further, max {·, 0} in the formula (2) and “if · 0 otherwise” in the formulas (3) and (5) respectively indicate that the values are restricted to non-negative values.
式(4)のRpはリスク値r(t)と認知閾値μiの差が大きいほど1に近づき、式(2)の刺激値sω,i(t)はRpが1に近づくほど大きく増加する。つまり、認知閾値μiが小さな個体ほど、リスク値r(t)との差が大きくなり易く、刺激値sω,i(t)が増加し易い。これは、認知閾値が小さな個体ほど、リスクに敏感な個体であり、リーダーになり易い個体であるという現実世界の様子をモデル化している。
このように、刺激値設定部52は、個体ごとに刺激値を設定し、特に、リスク値r(t)と当該個体iの認知閾値μiとの差が大きな個体ほど個体情報記憶部42に記憶させた値sω,i(t−1)から大きく増加させて刺激値sω,i(t)を設定することによって、より現実世界に近い予測を可能にしている。
R p in the equation (4) approaches 1 as the difference between the risk value r (t) and the cognitive threshold μ i increases, and the stimulus value s ω, i (t) in the equation (2) approaches 1 as R p approaches. Greatly increase. That is, the smaller the cognitive threshold μ i, the greater the difference from the risk value r (t) and the more likely the stimulation value s ω, i (t) increases. This models the state of the real world in which the smaller the cognitive threshold, the more sensitive the risk is and the more likely a leader becomes.
In this way, the stimulus
また、式(5)のFは周囲個体の数niが多いほど0に近づき、式(2)の刺激値si(t)はFが0に近づくほど大きく増加する。つまり、周囲個体が多い個体ほど、刺激値si(t)が増加し易い。これは、避難が進んでいない領域ほど行動の契機となる刺激の増加が促進され(行動を起こすべき雰囲気が促進され)、避難が進んだ領域は刺激が飽和する現実世界の様子をモデル化している。
このように、刺激値設定部52は、個体ごとに刺激値を設定し、特に、周囲個体情報取得部51が抽出した周囲個体の数niが多い個体ほど個体情報記憶部42に記憶させた値sω,i(t−1)から大きく増加させて刺激値sω,i(t)を設定することによって、より現実世界に近い予測を可能にしている。
Further, F in Expression (5) approaches 0 as the number n i of surrounding individuals increases, and the stimulation value s i (t) in Expression (2) increases greatly as F approaches 0. That is, the stimulus value s i (t) is likely to increase as the number of surrounding individuals increases. This is because the area where evacuation is less advanced promotes an increase in stimuli that trigger actions (the atmosphere in which evacuation is to be promoted), and the area where evacuation is advanced models the state of the real world where stimuli saturate. There is.
In this way, the stimulus
ここで、刺激値設定部52は、消火(ω=2)に係る刺激値s2,i(t)を算出する際のFを式(5)に代えて下式(6)に従って算出することもできる。
ただし、abs(・)は絶対値を表す。またnω=2は選択目的が消火である周囲個体の数であり、刺激値設定部52はこれを周囲個体情報取得部51から取得する。Nmaxは周囲個体数の最大数であり、1以上の値が予め設定される。ξは周囲個体数のうちの選択目的が消火である個体の最適数であり、1以上Nmax以下の値が予め設定される。
式(6)のFはnω=2がξに近づくほど1に近づき、式(2)の刺激値sω,i(t)はFが1に近づくほど増加しにくくなる。つまり、nω=2が増加すると刺激値sω,i(t)が抑制されて、当該目的ωのリーダーへの変更が抑制される。これば、群集のうちの少数の個体しか選択し得ないことが既知である目的を選択する個体の数を抑制して、現実世界と乖離した予測にならないようにする効果がある。
However, abs (•) represents an absolute value. Further, n ω = 2 is the number of surrounding individuals whose selection purpose is extinguishing, and the stimulation
The F of the equation (6) approaches 1 as n ω = 2 approaches ξ, and the stimulation value s ω, i (t) of the equation (2) hardly increases as F approaches 1. That is, when n ω = 2 increases, the stimulation value s ω, i (t) is suppressed, and the change of the target ω to the leader is suppressed. This has the effect of suppressing the number of individuals that select the purpose, which is known to be able to select only a small number of individuals from the crowd, and avoiding predictions that deviate from the real world.
なお、試行回数と仮想時刻の制御は刺激値設定部52によって行われる。
The control of the number of trials and the virtual time is performed by the stimulation
確率設定部53は、刺激値設定部52によって刺激値が設定されるたびに、個体のうちの、属性値がフォロワーである個体に目的ごとの刺激値に基づく目的ごとの第一当選確率を設定して当該第一当選確率それぞれをリーダー行動決定部54に出力し、属性値がリーダーである個体に当該個体に設定されている選択目的に対して定められた第二当選確率を設定して当該第二当選確率それぞれをフォロワー行動決定部55に出力する。
Every time the stimulus
具体的には、確率設定部53は、個体情報記憶部42から属性値がフォロワーである個体の個体ID(iとする)と当該個体の各目的ωに対する反応閾値θω,iを読み出し、刺激値設定部52から入力された刺激値の中から各目的ωに係る当該個体iに対する刺激値sω,i(t)を特定し、目的ωに係る個体iの第一当選確率Pω,i(Xω,i=0→Xω,i=1)を次式(7)に従って設定する。
ただし、Xω,iは目的ωに係る個体iの属性値に対応する確率変数であり、Xω,i=1は個体iが目的ωに係るリーダーであること、Xω,i=0は個体iがフォロワーであること、(Xω,i=0→Xω,i=1)は個体iをフォロワーから目的ωに係るリーダーに変更することを表している。つまりPω,i(Xω,i=0→Xω,i=1)は個体iをフォロワーから目的ωに係るリーダーに変更する確率である。 However, X ω, i is a random variable corresponding to the attribute value of the individual i with respect to the target ω, X ω, i = 1 is that the individual i is the leader with respect to the target ω, and X ω, i = 0 is The individual i is a follower, and (X ω, i = 0 → X ω, i = 1) indicates that the individual i is changed from a follower to a leader associated with the purpose ω. That is, P ω, i (X ω, i = 0 → X ω, i = 1) is the probability of changing the individual i from the follower to the leader associated with the purpose ω.
式(7)の第一当選確率Pω,i(Xω,i=0→Xω,i=1)は、目的ωに係る刺激値sω,i(t)が高いほど高く、目的ωに係る反応閾値θω,iが低いほど高い値となる。これは、目的ωに係る刺激が強いときほど当該目的ωに係るリーダーになり易く、目的ωに係る刺激に対する反応が敏感な個体ほど目的ωに係るリーダーになり易い現実世界の様子をモデル化している。
このように、確率設定部53は、個体ごとに複数の刺激値sω,i(t)が高いほど高く且つ反応閾値θω,iが低いほど高い第一当選確率Pω,i(Xω,i=0→Xω,i=1)を設定する。
The first winning probability P ω, i (X ω, i = 0 → X ω, i = 1) in Expression (7) is higher as the stimulation value s ω, i (t) related to the target ω is higher, and the target ω. The lower the reaction threshold θ ω, i related to, the higher the value. This modeled the state of the real world where the stronger the stimulus related to the purpose ω, the more likely it was to become the leader related to the target ω, and the more sensitive the reaction to the stimulus related to the purpose ω, the more likely it was to become the leader related to the purpose ω. There is.
As described above, the
また、確率設定部53は、個体情報記憶部42から属性値がリーダーである個体の個体ID(iとする)と選択目的ωを特定し、個体iの選択目的ωに係る第二当選確率Pω,i(Xω,i=1→Xω,i=0)を次式(8)に従って設定する。
Xiは式(7)の説明と同様であるからPω,i(Xω,i=1→Xω,i=0)は目的ωのリーダーからフォロワーに変更する確率である。εには0以上の値が予め設定される。 Since X i is the same as that in the expression (7), P ω, i (X ω, i = 1 → X ω, i = 0) is the probability of changing from the leader of the target ω to the follower. A value of 0 or more is set in advance in ε.
式(7)と式(8)は反応閾値モデルに倣って定式化しており、確率設定部53は反応閾値モデルをリーダーとフォロワーの間の変更に応用する独自アプローチを特徴としている。
Equations (7) and (8) are formulated according to the reaction threshold model, and the
リーダー行動決定部54は、確率設定部53によって第一当選確率が設定された個体に対して目的ごとの第一当選確率での抽選を行い、当選した個体の属性値をリーダーに変更するとともに、当選個体の選択目的を当選した目的に変更する。
The leader
具体的には、リーダー行動決定部54は、第一当選確率が設定された個体iに対して複数の目的ωのそれぞれについて第一当選確率Pω,i(Xω,i=0→Xω,i=1)での抽選を行い、当該抽選に当選した場合に当該個体(当選個体)iの当該目的ωに係る属性値Xω,iがリーダーであることを個体情報記憶部42に記憶させる。
上記抽選においては、例えば、リーダー行動決定部54は、値域[0,1]の乱数を1つ決定し、当該乱数がPω,i(Xω,i=0→Xω,i=1)未満であれば当選、Pω,i(Xω,i=0→Xω,i=1)以上であれば落選と判定する。
Specifically, the leader
In the lottery, for example, the leader
ここで、現実世界において個体が同時実行不能な複数の目的が同時選択されないよう、リーダー行動決定部54は、同時実行不能な複数の目的ごとの第一当選確率のうち最大の第一当選確率が二番目に大きな第一当選確率よりも閾値Tpを超えて高い場合のみ、当該最大の第一当選確率での抽選を行う。すなわち、リーダー行動決定部54は、個体iに関し、第一当選確率が最大の目的をj、第一当選確率が二番目に大きな目的をkとし、次式(9)が満たされた場合に、目的jについての抽選を行う。
なお、同時実行不能な目的の組み合わせ、および閾値Tpは予め適宜に設定される。本実施形態においては、避難と消火は同時実行不能な目的の組み合わせとして設定されている。
このようにすることによって、リーダー行動決定部54は、同時実行不能な複数の目的の競合を解消し、より現実世界に適合した予測を可能にする。
It should be noted that the combination of objectives that cannot be executed simultaneously and the threshold value Tp are appropriately set in advance. In the present embodiment, evacuation and fire extinguishing are set as a combination of purposes that cannot be executed simultaneously.
By doing so, the leader
また、リーダー行動決定部54は、属性値がリーダーである個体の行動パラメータに当該個体の状態値を当該個体の選択目的の達成に近づける値を設定する。
具体的には、リーダー行動決定部54は、個体情報記憶部42から属性値がリーダーである個体の選択エリアと位置を読み出し、当該位置の8近傍グリッドそれぞれから環境情報記憶部41に記憶されている当該選択エリアまでの距離を算出して、当該個体の位置から最も近い近傍グリッドへの移動量を決定する。
In addition, the leader
Specifically, the leader
そして、リーダー行動決定部54は、決定した選択目的と選択エリアと移動量を属性値がリーダーである個体の行動パラメータとして個体情報記憶部42に記憶させる。
Then, the leader
フォロワー行動決定部55は、確率設定部53によって第二当選確率が設定された個体の属性値を当該確率にてフォロワーに変更するとともに、属性値がフォロワーである個体の行動パラメータに当該個体の周囲個体の行動パラメータに類似した値を設定する。
具体的には、フォロワー行動決定部55は、第二当選確率が設定された個体iに対して目的ωのそれぞれについて第二当選確率Pω,i(Xω,i=1→Xω,i=0)での抽選を行い、当該抽選に当選した場合に当該当選個体iの属性値がフォロワーであることを個体情報記憶部42に記憶させる。
上記抽選においては、例えば、フォロワー行動決定部55は、値域[0,1]の乱数を1つ決定し、当該乱数がPω,i(Xω,i=1→Xω,i=0)未満であれば当選、Pω,i(Xω,i=1→Xω,i=0)以上であれば落選と判定する。
また、フォロワー行動決定部55は、周囲個体情報取得部51に属性値がフォロワーである個体の周囲の個体の行動パラメータを取得させ、取得した行動パラメータの中で最多の選択目的を当選個体の選択目的に決定する。
また、フォロワー行動決定部55は、属性値がフォロワーである個体の位置の8近傍グリッドそれぞれから選択エリアまでの距離を算出して、当該個体の位置から最も近い近傍グリッドへの移動量を決定する。そして、フォロワー行動決定部55は、決定した選択目的と選択エリアと移動量を属性値がフォロワーである個体の行動パラメータとして個体情報記憶部42に記憶させる。
The follower
Specifically, the follower
In the lottery, for example, the follower
In addition, the follower
Further, the follower
個体情報更新部56は、各個体の状態値を当該個体の行動パラメータにて更新する。
本実施形態においては、個体情報更新部56は、状態値のうちの位置に、行動パラメータのうちの移動量を加算することによって更新を行う。具体的には、個体情報更新部56は、個体情報記憶部42から各個体の位置と移動量とを読み出し、個体ごとに、読み出した位置に読み出した移動量を加算して加算後の位置を個体情報記憶部42に記憶させる。
The individual
In the present embodiment, the individual
予測結果出力部57は、シミュレーションの結果である予測結果を出力する。予測結果は、個体情報記憶部42に記憶されている情報の一部または全部を少なくとも含み、好適には、さらに環境情報記憶部41に記憶されている情報の一部または全部を含む。また、予測結果出力部57は個体情報記憶部42に記憶されている情報、または該情報と環境情報記憶部41に記憶されている情報とを統計処理し、得られた統計量を予測結果として出力してもよい。
The prediction
予測結果の出力タイミングは、シミュレーションを終えた時点の他に、シミュレーションの途中を含んでもよい。つまり、シミュレーションの途中までに得られた上記情報の一部または全部を中間予測結果として出力してもよい。 The output timing of the prediction result may include the middle of the simulation in addition to the time when the simulation is finished. That is, part or all of the above information obtained up to the middle of the simulation may be output as the intermediate prediction result.
また、予測結果出力部57は、予測結果をデータファイルとして出力してもよいし、画像ファイルとして出力してもよいし、画像として表示してもよいし、これらのうちの1以上の形式で出力してもよい。
In addition, the prediction
図6、図7のそれぞれは、或る試行回数での上限仮想時刻に近い仮想時刻における中間予測結果の一例である。予測結果出力部57は、対象空間の地図を画像化するとともに当該画像上の各個体の位置と対応する座標に個体を表す図形を重畳描画して中間予測結果を生成し、表示部6に出力する。
Each of FIG. 6 and FIG. 7 is an example of an intermediate prediction result at a virtual time close to the upper limit virtual time at a certain number of trials. The prediction
これらのうちの図6に例示した中間予測結果110は、十分な数の個体が消火を選択し(燃焼エリアA2に移動し)、消火に成功することが予測された予測結果である。他方、図7に例示した中間予測結果120は、消火を選択した個体が少なく、消火に失敗することが予測された予測結果である。これらの予測結果は同一の設定から得られる。
Of these, the
シミュレーター1による予測結果を用いれば、例えば、図6に例示される試行と図7に例示される試行におけるリーダーの位置やその時間推移を比較する解析を行い、消火に失敗する条件を究明することが可能となる。
If the prediction result by the
<シミュレーター1の動作例>
図8および図9のフローチャートを参照してシミュレーター1の動作例を説明する。
<Example of
An operation example of the
始めに、条件設定部20が利用者からの入力を受け付けてシミュレーションの条件を設定する(ステップS1)。すなわち、利用者が条件設定部20を用いて手入力することによって得られたシミュレーションの条件、または/および利用者が条件設定部20を用いてファイルを指定しそれに応じた条件設定部20が該当するファイルから読み出すことによって得られたシミュレーションの条件を、条件設定部20が反復条件記憶部40、環境情報記憶部41および個体情報記憶部42に設定する。
First, the
シミュレーションの条件が設定されると、刺激値設定部52は試行回数を1に初期化し(ステップS2)、ステップS2〜S12のループ処理を設定する。
When the simulation condition is set, the stimulation
さらに、試行回数のループ処理において、刺激値設定部52は仮想時刻を0に初期化し(ステップS3)、ステップS3〜S10のループ処理を設定する。
Furthermore, in the loop processing of the number of trials, the stimulation
仮想時刻のループ処理においては、まず、行動決定処理が行われる(ステップS4)。 In the virtual time loop process, first, the action determination process is performed (step S4).
図9のフローチャートを参照してステップS4の行動決定処理について説明する。 The action determination process of step S4 will be described with reference to the flowchart of FIG.
行動決定処理においては、まず、リスク値の取得が行われる。刺激値設定部52がリスク値取得部50に設定中の仮想時刻を指定してリスク値の取得を要求し、リスク値取得部50がこれに応じてリスク値を更新して刺激値設定部52に出力する。すなわち、リスク値取得部50は、個体情報記憶部42を参照して最新(1時刻前)の選択目的が消火である個体の数を消火の達成度として算出するとともに(ステップS401)、指定された時刻の1時刻前のリスク値を環境情報記憶部41から読み出し、これらの値を式(1)に適用してリスク値を更新する(ステップS402)。
In the action determination process, first, the risk value is acquired. The stimulus
次に、刺激値設定部52が、個体情報記憶部42を参照してその位置が未だ出口エリアA1に達していない個体を特定し、特定した個体を順次処理対象に設定することによって(ステップS403)、ステップS403〜S420のループ処理を設定する。
Next, the stimulus
個体のループ処理においては、まず、周囲個体の計数が行われる(ステップS404)。すなわち、刺激値設定部52が処理対象の個体の個体IDを指定して周囲個体情報取得部51に周囲個体の情報の取得を要求し、周囲個体情報取得部51は個体情報記憶部42を参照して指定された個体の周囲個体を計数し、計数した周囲個体数を刺激値設定部52に出力する。
In the individual loop processing, first, surrounding individuals are counted (step S404). That is, the stimulus
次に、各目的に係る刺激値の更新が行われる(ステップS405)。すなわち、刺激値設定部52は、個体情報記憶部42から処理対象の個体の1時刻前の刺激値および認知閾値を読み出し、読み出した刺激値と、認知閾値と、ステップS402で取得されたリスク値と、ステップS403で取得された周囲個体数とを式(2)〜(6)に適用して刺激値を算出し、当該刺激値を個体情報記憶部42に追記する。例えば、刺激値設定部52は、避難と消火の2つの目的に係る更新を行い、避難に係る更新は式(2)〜(5)を用いて行い、消火に係る更新は式(2)〜(4)と式(6)とを用いて行う。
Next, the stimulus value for each purpose is updated (step S405). That is, the stimulus
続いて、確率設定部53が、個体情報記憶部42を参照して処理対象の個体の属性値を確認する(ステップS406)。
Subsequently, the
属性値がフォロワーである場合(ステップS406にてYES)、確率設定部53は、複数の目的それぞれについて、個体情報記憶部42から処理対象の個体の反応閾値と最新の刺激値を読み出し、これらを式(7)に適用して目的ごとの第一当選確率を算出し(ステップS407)、目的と第一当選確率の組を第一当選確率の昇順で並べ替える(ステップS408)。そして、リーダー行動決定部54は、最大の第一当選確率と2番目に大きな第一当選確率との差を閾値と比較し(ステップS409)、差が閾値を超えた場合に(ステップS409にてYES)、最大の第一当選確率での抽選を行う(ステップS410)。当選した場合(ステップS411にてYES)、個体情報記憶部42における処理対象の個体の属性値をリーダーに変更するとともに(ステップS412)、最大の第一当選確率と対応する目的を処理対象の個体の選択目的に設定し(ステップS412)、処理をステップS417に進める。差が閾値以下の場合(ステップS409にてNO)、または当選しなかった場合(ステップS411にてNO)、処理対象の個体の属性値は変更しないことが決定されて、処理はステップS419に進められる。
When the attribute value is a follower (YES in step S406), the
他方、属性値がリーダーである場合(ステップS406にてNO)、確率設定部53が処理対象の個体の選択目的に対応する第二当選確率を式(8)に基づいて設定し、フォロワー行動決定部55が設定された第二当選確率での抽選を行う(ステップS414)。当選した場合(ステップS415にてYES)、フォロワー行動決定部55が個体情報記憶部42における処理対象の個体の属性値をフォロワーに変更し(ステップS416)、処理をステップS419に進める。当選しなかった場合(ステップS415にてNO)、処理対象の個体の属性値は変更しないことが決定されてステップS416は省略され、処理はステップS417に進められる。
On the other hand, when the attribute value is the leader (NO in step S406), the
ステップS417においては、リーダー行動決定部54が、属性値をリーダーに変更することが決定された個体および属性値をリーダーから変更しないことが決定された個体の選択エリアを、個体情報記憶部42に記憶されている当該個体の選択目的と対応するエリアに決定する。
そして、リーダー行動決定部54は、処理対象の個体の位置の8近傍グリッドのうちの選択エリアに最も近い近傍グリッドへの移動量を、当該個体の移動量として算出する(ステップS418)。
In step S <b> 417, the leader
Then, the leader
他方、ステップS419においては、フォロワー行動決定部55が、属性値をフォロワーに変更することが決定された個体および属性値をフォロワーから変更しないことが決定された個体の選択目的を周囲個体に類似させて決定する。フォロワー行動決定部55は、処理対象の個体の周囲の個体の選択目的を周囲個体情報取得部51に取得させ、そのうちの最も多数である選択目的を処理対象の個体の選択目的に決定する。なお、仮想時刻が0または0に近いときは周囲個体の多くの選択目的が未定の場合があるが、その場合は処理対象の個体の選択目的も未定となる。
そして、リーダー行動決定部54は、処理対象の個体の選択エリアを当該個体の選択目的と対応するエリアに決定し(S420)、さらに当該個体の位置の8近傍グリッドのうちの選択エリアに最も近い近傍グリッドへの移動量を、当該個体の移動量として算出する(ステップS421)。
On the other hand, in step S419, the follower
Then, the leader
続くステップS422では個体のループ処理の終了判定が行われる。刺激値設定部52は、出口に達していない個体の全てを処理し終えたか否かを確認し、処理し終えていない場合は(ステップS422にてNO)、処理をステップS403に戻して、個体のループ処理を継続する。
In the following step S422, it is determined whether or not the individual loop processing has ended. The stimulus
他方、出口に達していない個体の全てを処理し終えた場合(ステップS422にてYES)、リーダー行動決定部54およびフォロワー行動決定部55が個体情報記憶部42に記憶されている各個体の行動パラメータを更新する(ステップS423)。すなわちリーダー行動決定部54はステップS413で決定した選択目的、ステップS417で決定した選択エリアおよびステップS418で決定した移動量を個体情報記憶部42に記憶させ、フォロワー行動決定部55はステップS419で決定した選択目的、ステップS420で決定した選択エリアおよびステップS421で決定した移動量を個体情報記憶部42に記憶させる。
On the other hand, when all the individuals who have not reached the exit have been processed (YES in step S422), the leader
行動パラメータが更新されると行動決定処理は終了して、処理は図8のステップS5に進められ、個体情報更新部56がステップS4で更新された各個体の移動量を用いて当該個体の位置を更新する。
When the action parameter is updated, the action determination process ends, the process proceeds to step S5 in FIG. 8, and the individual
続くステップS6では予測結果の出力が行われる。予測結果出力部57は、環境情報記憶部41を参照して部屋Rの地図を描画し、個体情報記憶部42を参照して各個体の最新の位置を地図に重畳して描画し、描画結果の画像を中間予測結果として表示部6に表示させる。
In the subsequent step S6, the prediction result is output. The prediction
続いて仮想時刻のループ処理の終了判定が行われる。刺激値設定部52は、仮想時刻を1だけ増加させるとともに(ステップS7)、個体情報記憶部42を参照して全個体が出口に到達したか否かを確認する(ステップS8)。さらに、出口に到達していない個体がある場合(ステップS8にてNO)、刺激値設定部52は、増加させた仮想時刻が上限仮想時刻以上であるか否かを確認する(ステップS9)。
出口に到達していない個体があり且つ仮想時刻が上限仮想時刻未満である場合(ステップS9にてNO)、刺激値設定部52は、処理をステップS4に戻し、仮想時刻のループ処理を継続する。
Then, the end of the virtual time loop process is determined. The stimulus
If there is an individual that has not reached the exit and the virtual time is less than the upper limit virtual time (NO in step S9), the stimulation
他方、全個体が出口に到達した場合(ステップS8にてYES)、または仮想時刻が上限仮想時刻以上である場合は(ステップS9にてYES)、試行回数のループ処理の終了判定が行われる。刺激値設定部52は、試行回数を1だけ増加させ(ステップS10)、増加させた試行回数が試行予定回数を超えたか否かを確認する(ステップS11)。増加させた試行回数が試行予定回数以下の場合(ステップS11にてNO)、刺激値設定部52は、処理をステップS3に戻して試行回数のループ処理を継続する。
On the other hand, when all the individuals have reached the exit (YES in step S8) or when the virtual time is equal to or more than the upper limit virtual time (YES in step S9), it is determined whether or not the loop processing for the number of trials has ended. The stimulation
増加させた試行回数が試行予定回数を超えた場合(ステップS11にてYES)、シミュレーションは終了となり、予測結果の出力が行われる。予測結果出力部57は個体情報記憶部42の全データと環境情報記憶部41の全データとをファイルに書き出し、当該ファイルをファイル入出力部3から出力する。
If the increased number of trials exceeds the scheduled number of trials (YES in step S11), the simulation ends and the prediction result is output. The prediction
[第二の実施形態]
第一の実施形態においては、個体情報記憶部42、周囲個体情報取得部51、刺激値設定部52、確率設定部53、リーダー行動決定部54、フォロワー行動決定部55、個体情報更新部56が複数の個体についての処理を行う例を示した。第二の実施形態におけるシミュレーター1bは、これらに代えて、それぞれが1つの個体についての処理を行う個体情報記憶部42b−i、周囲個体情報取得部51b−i、刺激値設定部52b−i、確率設定部53b−i、リーダー行動決定部54b−i、フォロワー行動決定部55b−i、個体情報更新部56b−iで構成される行動決定装置70b−iを個体の数Nだけ備える。ただし、i=0,1,2,…,N−1である。
すなわち、シミュレーター1bに含まれる行動決定装置70b−i(ただし、i=0,1,2,…,N−1)のそれぞれは、記憶部4が並列に或いは時分割なメモリ領域として機能し、制御部5が並列に或いは時分割に動作するプロセスを実行することによって実現される。
[Second embodiment]
In the first embodiment, the individual
That is, in each of the action determination devices 70b-i (where i = 0, 1, 2, ..., N-1) included in the simulator 1b, the
すなわち、行動決定装置70b−iのそれぞれは、複数の目的を達成することが可能な対象空間において群集を構成する個体のひとつである自個体の行動を決定する行動決定装置であって、自個体について、少なくとも、目的の中から選択された選択目的を含んだ行動パラメータ、リーダーであるかフォロワーであるかの別を表す属性値、および対象空間における位置を記憶する個体情報記憶部42b−iと、複数の目的について、当該目的のそれぞれを達成するための行動の契機となる刺激の程度を表す刺激値を取得する刺激値取得部52b−iと、属性値がフォロワーである場合に目的ごとの刺激値に基づく目的ごとの第一当選確率を設定し、属性値がリーダーである場合に所定の第二当選確率を設定する確率設定部53b−iと、第一当選確率が設定された場合に目的ごとの当該第一当選確率での抽選を行い、当選した個体の属性値をリーダーに変更するとともに当該個体の選択目的を当選した目的に設定するリーダー行動決定部54b−iと、個体のうちの、自個体の位置から所定距離以下に存在する周囲個体の行動を取得する周囲個体情報取得部51b−iと、第二当選確率が設定された場合に属性値を当該第二当選確率にてフォロワーに変更するとともに選択目的に周囲個体の行動に類似する目的を設定するフォロワー行動決定部55b−iと、を備える。 That is, each of the behavior determination devices 70b-i is a behavior determination device that determines the behavior of its own individual, which is one of the individuals constituting the crowd in the target space that can achieve a plurality of purposes. The individual information storage unit 42b-i that stores at least an action parameter including a selection purpose selected from the purposes, an attribute value indicating whether the user is a leader or a follower, and a position in the target space. For a plurality of purposes, a stimulus value acquisition unit 52b-i that acquires a stimulus value that indicates the degree of stimulus that triggers an action to achieve each of the purposes, and for each purpose when the attribute value is a follower. A probability setting unit 53b-i that sets a first winning probability for each purpose based on the stimulus value, and sets a predetermined second winning probability when the attribute value is a leader; When a selection probability is set, a leader action determination unit that performs a lottery with the first winning probability for each purpose, changes the attribute value of the winning individual to a leader and sets the selection purpose of the individual to the winning purpose 54b-i, a surrounding individual information acquisition unit 51b-i that acquires the behavior of surrounding individuals existing within a predetermined distance from the position of the own individual among the individuals, and an attribute value when the second winning probability is set. And a follower action determination unit 55b-i that sets a target similar to the action of the surrounding individuals to the selection purpose while changing to a follower with the second winning probability.
[第一の実施形態および第二の実施形態の変形例]
上記各実施形態においては、環境情報記憶部41が空間の二次元地図を記憶する例を示したが三次元地図としてもよい。その場合、個体情報記憶部42および42b−iのそれぞれが記憶する状態値、行動パラメータも三次元の情報となる。
[Modifications of First and Second Embodiments]
In each of the above-described embodiments, an example in which the environment
上記各実施形態およびその変形例においては、シミュレーションの条件の一部をリアルタイムの対象空間の状況に応じた値とすることができる。例えば、各個体の位置として実際の人の位置を設定したシミュレーションによって近未来の状況を予測すれば、群集の誘導を適確に行うことが可能となる。 In each of the above-described embodiments and the modifications thereof, a part of the simulation condition can be a value according to the situation of the real-time target space. For example, if the situation in the near future is predicted by a simulation in which the position of the actual person is set as the position of each individual, it becomes possible to accurately guide the crowd.
上記各実施形態およびその変形例においては、リスク値取得部50は、環境情報記憶部41からリスク値を読み出す例を示したが、別の実施形態においてリスク値取得部50は、炎センサ、煙センサなどの災害に関する実空間の物理量を計測する災害センサおよび災害センサからの信号をプログラムに従って処理する制御部の機能によって構成されてもよい。この場合、リスク値取得部50は、災害の発生有無や災害の程度を表す信号を所定規則に従ってリスク値に定量化する。
Although the risk
上記各実施形態およびその変形例においては、個体情報更新部56および56b−iのそれぞれが個体の大きさを考慮せず重なりを排除せずに個体の位置を更新する例を示したが、これらの物理的な制約を考慮して個体の位置を更新してもよい。その場合、例えば、個体情報更新部56および56b−iのそれぞれが、リーダー行動決定部54および54b−iのそれぞれやフォロワー行動決定部55および55b−iのそれぞれが決定した移動量を、仮想空間内で個体同士が重ならない位置への移動量に調整して更新を行う。または、例えば、個体情報更新部56および56b−iのそれぞれが、リーダー行動決定部54および54b−iのそれぞれやフォロワー行動決定部55および55b−iのそれぞれが決定した選択エリアに個体を近づける移動量であって、仮想空間内で個体同士が重ならない位置への移動量を算出して更新を行う。
In each of the above-described embodiments and its modified examples, the individual
[第三の実施形態]
第三の実施形態に係る自律走行ロボット8は、本発明の行動決定装置の一例である行動決定装置70cを備え、群集を構成するひとつの個体を模擬する。
[Third embodiment]
The autonomous
自律走行ロボット8は、第一の実施形態の操作入力部2、ファイル入出力部3、制御部5、表示部6と同様の操作入力部2c、ファイル入出力部3c、制御部5c、表示部6cを備え、さらに、炎センサや煙センサなどの災害センサ、カメラ等の周囲個体センサ、実時刻を計時する計時部、および、モータと車輪と測位手段と障害物センサ等からなる移動制御部を備える。災害センサ、周囲個体センサおよび移動制御部のそれぞれは制御部5cに接続される。操作入力部2cおよび表示部6cは着脱可能であることが望ましい。
The autonomous
自律走行ロボット8は、第一の実施形態の条件設定部20、反復条件記憶部40、環境情報記憶部41、個体情報記憶部42、リスク値取得部50、周囲個体情報取得部51、刺激値設定部52、確率設定部53、リーダー行動決定部54、フォロワー行動決定部55、個体情報更新部56、予測結果出力部57のそれぞれに対応して、それぞれがひとつの個体についての処理を行う条件設定部20c、反復条件記憶部40c、環境情報記憶部41c、個体情報記憶部42c、リスク値取得部50c、周囲個体情報取得部51c、刺激値設定部52c、確率設定部53c、リーダー行動決定部54c、フォロワー行動決定部55c、個体情報更新部56c、予測結果出力部57cを備える。
The autonomous
ただし、リスク値取得部50cは災害センサが出力する信号を所定規則に従って定量化することでリスク値を取得する。
また、周囲個体情報取得部51cは周囲個体センサが出力する画像を解析して自律走行ロボット8の周囲に存在する自律走行ロボット8と同型のロボットおよび人を周囲個体として検出し、検出した周囲個体の数および行動を認識することで周囲個体の数および行動を取得する。
また、第一の実施形態における仮想時刻に代えて実時刻が用いられ、刺激値設定部52cは、計時部が出力する実時刻を参照してシミュレーションの時刻を制御する。試行回数は操作入力部2cによる利用者からの指示ごとに進め、刺激値設定部52cは操作入力部2cからの指示の信号を参照して試行回数を制御する。
また、個体情報更新部56cは、行動パラメータのうちの移動量が示す方向に当該移動量が示す距離を上限としてモータを回転させ、モータと接続された車輪を駆動して自律走行ロボット8を移動させる。また、個体情報更新部56cは、自律走行ロボット8の周囲の障害物を検出する障害物センサからの信号を解析して障害物までの距離と方向を検出し、障害物と自律走行ロボット8との距離が所定距離未満とならないようモータの回転を抑制する。また、個体情報更新部56cは、ビーコンシステムやGPSシステムとの通信を行う通信インターフェースを含む測位手段が出力する信号を解析して自律走行ロボット8の位置を検出し、検出した位置で状態値を更新する。
However, the risk value acquisition unit 50c acquires the risk value by quantifying the signal output by the disaster sensor according to a predetermined rule.
In addition, the surrounding individual information acquisition unit 51c analyzes the image output by the surrounding individual sensor, detects a robot and a person of the same type as the
Further, the real time is used instead of the virtual time in the first embodiment, and the stimulus value setting unit 52c controls the time of the simulation with reference to the real time output by the time counting unit. The number of trials is advanced for each instruction from the user through the operation input unit 2c, and the stimulation value setting unit 52c refers to the instruction signal from the operation input unit 2c to control the number of trials.
In addition, the individual information updating unit 56c rotates the motor in the direction indicated by the movement amount of the action parameter up to the distance indicated by the movement amount, drives the wheels connected to the motor, and moves the autonomous
これらのうちの個体情報記憶部42c、周囲個体情報取得部51c、刺激値設定部52c、確率設定部53c、リーダー行動決定部54c、フォロワー行動決定部55c、個体情報更新部56cが、行動決定装置70cに含まれる。 Of these, the individual information storage unit 42c, the surrounding individual information acquisition unit 51c, the stimulus value setting unit 52c, the probability setting unit 53c, the leader action determination unit 54c, the follower action determination unit 55c, and the individual information update unit 56c are the action determination devices. Included in 70c.
すなわち、行動決定装置70cは、複数の目的を達成することが可能な対象空間において群集を構成する個体のひとつである自個体の行動を決定する行動決定装置であって、自個体について、少なくとも、複数の目的の中から選択された選択目的を含んだ行動パラメータ、リーダーであるかフォロワーであるかの別を表す属性値、および対象空間における位置を記憶する個体情報記憶部42cと、複数の目的について、当該目的のそれぞれを達成するための行動の契機となる刺激の程度を表す刺激値を取得する刺激値取得部52cと、属性値がフォロワーである場合に目的ごとの刺激値に基づく目的ごとの第一当選確率を設定し、属性値がリーダーである場合に所定の第二当選確率を設定する確率設定部53cと、第一当選確率が設定された場合に目的ごとの当該第一当選確率での抽選を行い、当選した個体の属性値をリーダーに変更するとともに当該個体の選択目的を当選した目的に設定するリーダー行動決定部54cと、個体のうちの、自個体の位置から所定距離以下に存在する周囲個体の行動を取得する周囲個体情報取得部51cと、第二当選確率が設定された場合に属性値を当該第二当選確率にてフォロワーに変更するとともに選択目的に周囲個体の行動に類似する目的を設定するフォロワー行動決定部55cと、を備える。 That is, the behavior determination device 70c is a behavior determination device that determines the behavior of the individual who is one of the individuals forming the crowd in the target space capable of achieving a plurality of purposes, and at least for the individual, An individual information storage unit 42c that stores a behavior parameter including a selected purpose selected from a plurality of purposes, an attribute value that indicates whether the user is a leader or a follower, and a position in the target space, and a plurality of purposes. The stimulus value acquisition unit 52c that acquires a stimulus value indicating the degree of stimulus that triggers an action to achieve each of the purposes, and for each purpose based on the stimulus value for each purpose when the attribute value is a follower. The first winning probability is set, and the first winning probability is set with the probability setting unit 53c that sets the second winning probability when the attribute value is the leader. In this case, a leader action determination unit 54c that performs a lottery with the first winning probability for each purpose, changes the attribute value of the winning individual to a leader, and sets the selection purpose of the individual to the winning purpose Of the surrounding individual information acquisition unit 51c that acquires the behavior of surrounding individuals existing within a predetermined distance from the position of the individual, and the attribute value to the follower with the second winning probability when the second winning probability is set. And a follower action determination unit 55c that changes and sets a purpose similar to the behavior of surrounding individuals as a selection purpose.
[上記各実施形態に共通する変形例]
上記各実施形態およびその変形例においては、対象空間として部屋を例示したが、対象空間は、コンサートホール、駅などであってもよいし、屋内に限らず商店街、公園、街などの屋外の空間であってもよいし、イベント会場、学校などの屋内と屋外を横断した空間であってもよい。
[Modifications common to the above embodiments]
In each of the above-described embodiments and its modifications, a room is illustrated as the target space, but the target space may be a concert hall, a station, or the like, and is not limited to indoors, but is also used for outdoor shopping malls, parks, towns, and the like. It may be a space, or a space that crosses indoors and outdoors such as at an event venue or school.
上記各実施形態およびその変形例においては、事象として火災を例示したが、地震、不審者の出現などといった他の災害、イベント会場等における病人の発生、著名人の出現、群集に対する呼びかけや質問提示などといった災害以外の事象にも適用できる。 In each of the above-described embodiments and its modifications, fire was illustrated as an event, but other disasters such as an earthquake, the appearance of a suspicious person, the occurrence of a sick person at an event site, the appearance of a celebrity, a call to the crowd, and question presentation. It can also be applied to events other than disasters such as.
上記各実施形態およびその変形例においては、行動の目的として避難と消火を例示したが、病人の発生に対する救護行動や野次馬行動、著名人の出現に対する野次馬行動、呼びかけや質問提示に対する応答など、事象に対応した目的を適宜設定できる。 In each of the above-described embodiments and its modifications, evacuation and extinguishing were illustrated as the purpose of the action, but rescue action and field horse action against the occurrence of a sick person, field horse action against the appearance of a celebrity, response to a call and question presentation, etc. The purpose corresponding to can be set appropriately.
上記各実施形態およびその変形例においては、行動の手段として移動を例示したが、地震に対する避難の手段としてのかがみ姿勢への移行(着席中の机の下へ避難)、呼びかけや質問提示に対する応答の手段としての挙手や発声など、事象と目的に応じた移動を伴わない手段を適宜設定することもできる。なお、手段の選択肢として出口への移動とかがみ姿勢への移行を設定し、いずれかをランダムに選択するようにしてもよい。
なお、上記実施形態およびその変形例においては、1つの目的に対する手段を1つとしたが、1つ以上であれば1つ以外でも良い。
In each of the above-described embodiments and the modifications thereof, movement was illustrated as a means of action, but a shift to a leaning posture (evacuation under a sitting desk) as a means of evacuation against an earthquake, a response to a call or question presentation It is also possible to appropriately set means that does not involve movement according to the event and the purpose, such as raising hands and uttering as means of. It is also possible to set the movement to the exit and the transition to the bending posture as an option of the means, and to randomly select one of them.
It should be noted that in the above-described embodiment and its modifications, the means for one purpose is one, but it may be other than one if it is one or more.
上記各実施形態およびその変形例においては、人の群集を例示したが、魚、鳥、蟻などの他の社会性生物の群集にも適用できる。なお、個体が人以外である場合は、対象空間や事象を個体の種類に応じて適宜設定することができる。 In each of the above-described embodiments and its modifications, a crowd of people is illustrated, but the invention can be applied to a crowd of other social organisms such as fish, birds, and ants. In addition, when the individual is other than a person, the target space and the event can be appropriately set according to the type of the individual.
以上で説明した、シミュレーター1、シミュレーター1bおよびシミュレーター1bに含まれる行動決定装置70b−i、自律移動ロボット8および自律移動ロボット8に含まれる行動決定装置70cによれば、同一の設定を行っても各個体の選択目的が確率的に変更され、同一の設定を行っても異なる予測結果が生成できる。そのため、これらのそれぞれによって群集における各個体の行動選択の様子を未知の条件下において予測でき、それぞれによって得られる予測結果を用いれば群集を構成する個体において行動選択が生じた条件の究明を容易化できる。
According to the
1・・・シミュレーター
2・・・操作入力部
20・・・条件設定部
3・・・ファイル入出力部
4・・・記憶部
40・・・反復条件記憶部
41・・・環境情報記憶部
42・・・個体情報記憶部
5・・・制御部
50・・・リスク値取得部
51・・・周囲個体情報取得部
52・・・刺激値設定部
53・・・確率設定部
54・・・リーダー行動決定部
55・・・フォロワー行動決定部
56・・・個体情報更新部
57・・・予測結果出力部
6・・・表示部
1 ...
Claims (7)
前記群集を構成する複数の個体のそれぞれについて、少なくとも、前記複数の目的の中から選択された選択目的を含む行動パラメータ、リーダーかフォロワーかの別を表す属性値、および前記空間における位置を記憶する個体情報記憶部と、
前記複数の目的について、当該目的それぞれを達成するための前記行動の契機となる刺激の程度を表す刺激値を順次設定する刺激値設定部と、
前記刺激値が設定されるたびに、前記個体のうちの、前記属性値がフォロワーである個体に前記目的ごとの前記刺激値に基づく前記目的ごとの第一当選確率を設定し、前記属性値がリーダーである個体に所定の第二当選確率を設定する確率設定部と、
前記第一当選確率が設定された前記個体に対して前記目的ごとの当該第一当選確率での抽選を行い、当選した個体の前記属性値をリーダーに変更するとともに当該個体の前記選択目的を当選した目的に設定するリーダー行動決定部と、
前記個体ごとに当該個体からの前記位置が所定距離以内である周囲個体を抽出する周囲個体情報取得部と、
前記第二当選確率が設定された個体の前記属性値を当該第二当選確率にてフォロワーに変更するとともに、前記属性値がフォロワーである個体の前記選択目的に当該個体の前記周囲個体に設定されている前記選択目的を設定するフォロワー行動決定部と、
を備えたことを特徴とするシミュレーター。 A simulator for predicting the behavior of a crowd in a predetermined space capable of achieving a plurality of purposes,
For each of the plurality of individuals forming the crowd, at least a behavioral parameter including a selection purpose selected from the plurality of purposes, an attribute value indicating whether a leader or a follower, and a position in the space are stored. An individual information storage unit,
For the plurality of purposes, a stimulus value setting unit that sequentially sets a stimulus value indicating the degree of stimulus that triggers the action to achieve each of the purposes,
Every time the stimulus value is set, among the individuals, the attribute value is a follower, the first winning probability for each of the goals based on the stimulus value for each of the goals is set, and the attribute value is A probability setting unit for setting a predetermined second winning probability for an individual who is a leader,
A lottery is performed on the individual for which the first winning probability is set at the first winning probability for each purpose, and the attribute value of the winning individual is changed to a leader and the selection purpose of the individual is won. Leader action decision unit to set the purpose,
A surrounding individual information acquisition unit that extracts, for each individual, a surrounding individual whose position from the individual is within a predetermined distance,
The attribute value of the individual for which the second winning probability is set is changed to a follower at the second winning probability, and the attribute value is set to the surrounding individuals of the individual for the selection purpose of the individual who is the follower. And a follower action determination unit that sets the selection purpose,
A simulator characterized by having.
前記確率設定部は、前記個体ごとに前記目的それぞれについて、前記刺激値が高いほど高く且つ前記反応閾値が低いほど高い前記第一当選確率を算出する、
請求項1または2に記載のシミュレーター。 The individual information storage unit further stores a reaction threshold for each of the purposes for each individual,
The probability setting unit, for each of the purposes for each individual, calculates the first winning probability higher as the stimulus value is higher and higher as the reaction threshold is lower,
The simulator according to claim 1 or 2.
コンピュータに、
前記群集を構成する複数の個体のそれぞれについて、少なくとも、前記複数の目的の中から選択された選択目的を含む行動パラメータ、リーダーかフォロワーかの別を表す属性値、および前記空間における位置を記憶させ、
前記複数の目的について、当該目的それぞれを達成するための前記行動の契機となる刺激の程度を表す刺激値を順次設定する処理と、
前記刺激値が設定されるたびに、前記個体のうちの、前記属性値がフォロワーである個体に前記目的ごとの前記刺激値に基づく前記目的ごとの第一当選確率を設定し、前記属性値がリーダーである個体に所定の第二当選確率を設定する処理と、
前記第一当選確率が設定された前記個体に対して前記目的ごとの当該第一当選確率での抽選を行い、当選した個体の前記属性値をリーダーに変更するとともに当該個体の前記選択目的を当選した目的に設定する処理と、
前記個体ごとに当該個体からの前記位置が所定距離以内である周囲個体を抽出する処理と、
前記第二当選確率が設定された個体の前記属性値を当該第二当選確率にてフォロワーに変更するとともに、前記属性値がフォロワーである個体の前記選択目的に当該個体の前記周囲個体に設定されている前記選択目的を設定する処理と、
を実行させることを特徴とするシミュレーション方法。 A simulation method for predicting the behavior of a crowd in a predetermined space capable of achieving a plurality of purposes,
On the computer,
For each of the plurality of individuals forming the crowd, at least a behavior parameter including a selection purpose selected from the plurality of purposes, an attribute value indicating whether a leader or a follower, and a position in the space are stored. ,
With respect to the plurality of purposes, a process of sequentially setting a stimulus value indicating the degree of stimulus that triggers the action to achieve each of the purposes,
Every time the stimulus value is set, among the individuals, the attribute value is a follower, the first winning probability for each of the goals based on the stimulus value for each of the goals is set, and the attribute value is A process of setting a predetermined second winning probability for an individual who is a leader,
A lottery is performed on the individual for which the first winning probability is set at the first winning probability for each purpose, and the attribute value of the winning individual is changed to a leader and the selection purpose of the individual is won. Process to set the purpose,
A process of extracting surrounding individuals whose position from the individual is within a predetermined distance for each individual;
The attribute value of the individual for which the second winning probability is set is changed to a follower at the second winning probability, and the attribute value is set to the surrounding individuals of the individual for the selection purpose of the individual who is the follower. And a process of setting the selection purpose,
A simulation method characterized by causing to execute.
前記自個体について、少なくとも、前記複数の目的の中から選択された選択目的を含んだ行動パラメータ、リーダーであるかフォロワーであるかの別を表す属性値、および前記空間における位置を記憶する個体情報記憶部と、
前記複数の目的について、当該目的のそれぞれを達成するための前記行動の契機となる刺激の程度を表す刺激値を取得する刺激値取得部と、
前記属性値がフォロワーである場合に前記目的ごとの前記刺激値に基づく前記目的ごとの第一当選確率を設定し、前記属性値がリーダーである場合に所定の第二当選確率を設定する確率設定部と、
前記第一当選確率が設定された場合に前記目的ごとの当該第一当選確率での抽選を行い、当選した個体の前記属性値をリーダーに変更するとともに当該個体の前記選択目的を当選した目的に設定するリーダー行動決定部と、
前記個体のうちの、前記自個体の前記位置から所定距離以下に存在する周囲個体の行動を取得する周囲個体情報取得部と、
前記第二当選確率が設定された場合に前記属性値を当該第二当選確率にてフォロワーに変更するとともに前記選択目的に前記周囲個体の行動に類似する目的を設定するフォロワー行動決定部と、
を備えたことを特徴とする行動決定装置。
A behavior determination device for determining the behavior of one's own individual, which is one of the individuals forming a crowd in a predetermined space capable of achieving a plurality of purposes,
For the own individual, at least an action parameter including a selected purpose selected from the plurality of purposes, an attribute value indicating whether it is a leader or a follower, and individual information that stores a position in the space. Storage part,
For the plurality of purposes, a stimulus value acquisition unit that acquires a stimulus value that represents the degree of the stimulus that triggers the action to achieve each of the purposes,
When the attribute value is a follower, a first winning probability is set for each of the purposes based on the stimulus value for each of the purposes, and when the attribute value is a leader, a predetermined second winning probability is set. Department,
When the first winning probability is set, a lottery is performed with the first winning probability for each of the purposes, the attribute value of the winning individual is changed to a leader, and the selection purpose of the individual is selected as the winning purpose. A leader action decision section to set,
Among the individuals, a surrounding individual information acquisition unit that acquires the behavior of surrounding individuals existing at a predetermined distance or less from the position of the own individual,
A follower action determination unit that changes the attribute value to a follower at the second winning probability when the second winning probability is set and sets a purpose similar to the behavior of the surrounding individual to the selection purpose,
An action determination device comprising:
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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| JP2018070446A JP6679644B2 (en) | 2018-03-31 | 2018-03-31 | Simulator, simulation method and action determination device |
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