Martin Nygren

Simulation of Human Behaviour in Stressful Crowd Situations

Abstract

The human being is a flocking animal and is often a member of a crowd. Because flocking is a large part of human life, human crowds is an interesting field of study. Crowds can often act in ways that seem irrational and unpredictable. This is however not the case. A crowd follows specific rules and though they may be hard to predict they can be simulated.

The focus of crowd behaviour research is often on massive crowds of several thousand members. In very large groups the freedom of the individuals is restricted and the human reasoning can often be omitted. This thesis presents a way of combining crowd behaviour simulating techniques with human behaviour simulating techniques. The combined human crowd behaviour model bridges the gap between crowd models that simulates very large groups with human models that simulates one individual. The new model aims to simulate medium sized groups of a few hundred members where the human reasoning affect the behaviour of the individuals and the whole crowd.

A human crowd behaviour model is presented in the paper. A simulator has been built based on the model and the results from the simulations performed on the simulator is presented as well.

The thesis concludes that it is possible to combine crowd behaviour techniques with human behaviour techniques and thereby solve some of the problems that appear when the techniques are used one by one. Furthermore, the thesis shows that the combined techinque is most beneficial when the crowd is sparse, the environment is complex and when the goals are nontrivial.

Simulering av mänskligt flockbeteende under stressiga situationer

Sammanfattning

Människan är ett flockdjur som tillhör många olika flockar under hela sitt liv. Detta är den huvudsakliga anledningen till varför det är intressant att studera flockbeteenden. Flockar kan ofta bete sig irrationellt och oförutsägbart men så är icke fallet. Flockar följer tydliga regler och det är ofta lätt att hitta mönster. Det kan i många fall vara svårt att förutse hur en flock kommer att agera, men beteendet kan relativt lätt simuleras.

Inom flockbeteendeforskningen är det ofta mycket stora grupper som har varit intressanta. Det finns flera simulatorer och rapporter som beskriver beteendet av flockar med flera tusen medlemmar. I väldigt stora grupper blir individens handlingsförmåga begränsad och individens rationella tänkande sätts ur spel, ur flocksynvinkel. Denna rapport presenterar ett förslag på en kombination av simuleringstekniker för flockbeteende med simuleringstekniker för mänskligt beteende. Modellen för det kombinerade mänskliga flockbeteendet verkar överbrygga det gap som finns mellan de modeller som simulerar stora flockar och de modeller som simulerar mänskliga individer. Den presenterade modellen siktar på att simulera halvstora grupper med ett par hundra medlemmar.

I rapporten är en model för mänskligt flockbeteende presenterad. En simulator har byggts baserad på modellen och resultat från utförda simulationer är även de presenterade.

Rapporten visar att det är möjligt att kombinera mänskligt beteende med flockbeteende och därmed lösa några av de problem som modellerna uppvisar var för sig. Rapporten visar också att fördelarna med den kombinerade ansatsen främst syns i glesa flockar där miljön är svårare och målen inte är triviala.