Simulation von Menschenmengen im urbanen Umfeld mit OpenStreetMap-Daten

Die Simulation von Fußgängern und Menschenmengen im urbanen Umfeld hat große Relevanz bei der Planung von Veranstaltungen, Verkehrs- und baulichen Anlagen und in der Entwicklung von Evakuierungsszenarien. In diesem Beitrag wird zunächst ein Überblick über geeignete physikalisch-mathematische Simulationsmodelle mit einem Fokus auf das Social-Force-Modell gegeben. Ein weiterer Schwerpunkt bildet die Darstellung der Fußgänger in Form von Hüllen innerhalb der Simulation. In einem Softwareüberblick werden nichtkommerzielle Programme zur Fußgängersimulation vergleichend gegenübergestellt. Anschließend wird analysiert, inwiefern öffentliche Geodaten, wie OpenStreetMap-Daten, für entsprechende Simulationen verwendet werden können und welche Objektarten für Fußgängersimulationen nutzbar sind. Darauf aufbauend wird die prototypische Umsetzung der neuen leichtgewichtigen Open-Source-Software jCrowdSimulator vorgestellt, welche Fußgänger und Menschenmengen im urbanen Umfeld simuliert und visualisiert. Abschließend werden die Ergebnisse der Performanztests diskutiert, welche eine lineare Komplexität bezüglich der Anzahl der simulierten Menschen bestätigen.

The simulation of pedestrians and crowds in urban areas is highly relevant for the planning of events, traffic, and buildings, as well as evacuation scenarios. This contribution starts with an overview on physical-mathematical simulation models, with a special focus on the Social Force Model. We also focus on the visualization of pedestrians within the crowd simulation using hulls. A review of non-commercial software in the field is presented. Afterwards, we discuss how Volunteered Geographic Information, in particular OpenStreetMap, can be used for such kind of simulations and which types of data objects are applicable for crowd simulations. Based on this, we present the prototypical implementation of the new lightweight Open-source software jCrowdSimulator, which simulates and visualises pedestrians and crowds in urban areas. Finally, we show performance tests, which prove the linear complexity of the prototype implementation and discuss open research issues.