Digitales Gewusel: simulierter Personenstrom

Mit diesem Simulator können zum Beispiel Evakuierungsszenarien getestet werden. Das System berechnet das Verhalten einiger tausend Fußgänger zehnmal so schnell wie in Echtzeit. Mit realen Informationen aus Kameras gekoppelt, kann die Bewegung von Menschenmassen vorhergesagt werden. So lassen sich kritische Situationen vermeiden, weil die Einsatzkräfte mehr Zeit zum Eingreifen haben.

Fährunglücke, Unfälle in Fußballstadien, aber auch die Sorge vor Anschlägen haben die Notwendigkeit aufgezeigt, das Verhalten von Menschenmassen besser vorhersagen zu können, was letztlich bedeutet, die Bewegung einzelner Personen zu simulieren. Aber auch Fragestellungen, bei denen es nicht unmittelbar um Gefahrensituationen geht, profitieren von den Forschungen – wie das schnellstmögliche Umsteigen bei vollbesetzten Zügen.

Die Berechnung einer großen Anzahl von Personen ist komplex. Menschen gehen unterschiedlich schnell oder halten weniger Abstand zu Begleitern als zu Unbekannten. Meistens streben sie in verschiedene Richtungen – zum Beispiel zu Parkplatz, U-Bahn oder Fahrradständern. Betrachtet man jede einzelne Person und ihre Interaktion mit allen anderen, sprengt man schnell die Rechenkapazität der Computer. Um dieses Problem zu umgehen, unterteilen die Siemens-Forscher den Raum in Zellen, deren Größe dem Platzbedarf eines Menschen entspricht.

Das Verhalten der leeren und besetzten Zellen untereinander beschreiben sie durch eine Art Kraftfeld oder Potenzial. Gegenstände wie Säulen wirken zum Beispiel abstoßend und auch Menschen stoßen Fremde stärker ab als die eigene Gruppe. Mit diesem Kniff lässt sich das Verhalten von tausenden Personen sehr schnell berechnen.

Außerdem bezieht das Modell die Topographie mit ein, indem es etwa Treppen je nach Gehrichtung mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten belegt. Derzeit koppeln die Forscher den Simulator mit Daten wie Personenzahl und Gehrichtung, die sie aus Kamerabildern auslesen, um Kurzzeitprognosen für die nächsten Minuten zu erstellen. Damit könnte etwa die Leitstelle in einem übervollen Bahnhof entscheiden, ob ein einfahrender Zug auf einen weniger bevölkerten Bahnsteig umgeleitet werden sollte.

Siemens erforscht diese Simulationstechniken unter anderem im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Projekts Repka. Dort entsteht ein Trainingssimulator, der das Gehverhalten von 50.000 Personen in Echtzeit berechnen soll. Mit dem System sollen Einsatzleiter verschiedene Rettungseinsätze bei Fußballspielen durchspielen können. (RN 2010.04.3)