نموذج متعدد المستويات والمراحل قائم على الأفراد لمحاكاة حركة الحشود على سطح الحرم المكي الشريف

Abstract

في هذا البحث قمنا بتطوير نموذج متعدد المستويات ومتعدد المراحل يقوم على محاكاة حركة الأفراد ويعمل على تطوير عمليات اتخاذ القرار أوتوماتيكياً خلال عمليات الإخلاء الجماعي في الحوادث الخطيرة. يتمثل النموذج المقترح في بنية متعددة المستويات لإدارة السلوك العام للحشود والسلوكيات الفردية باستخدام نهج النمذجة القائمة على الإفراد داخل البيئات المتغيرة ديناميكيًا نتيجة الحرائق، والازدحام، إلخ. يُحاكي النموذج المكونات، والتغيرات السلوكية الفردية والظواهر في النظم المعقدة داخل الحشود الهائلة التي تتمثل في المصلين في المسجد الحرام. على وجه التحديد قمنا بتطبيق النموذج المقترح على إدارة الحشود المتمثّلة في المصلين في الطابق العلوي للحرم المكي الشريف (سطح الحرم). سيقوم النموذج المقترح بتوليد مرشدين بين الحشود ديناميكياً وتمكن عملية التوليد هذه من توليد تلقائي للقرارات المثالية للأفراد المجاورين. ويشمل الإطار متعدد الاستخدامات المبادئ الأساسية للنمذجة التي تُطبق عادةً على حركة الحشود. ينقسم نموذج صنع القرار في محاكاة حركة الجمهور إلى ثلاثة مستويات: استراتيجية وتكتيكية وتشغيلية. يتم رسم الخطة وهدفها النهائي في المستوى الاستراتيجي. في هذا المستوى، لا يتم تقديم أي معلومات حول الظروف الحقيقية. في المستوى التكتيكي، تُنفذ جميع الأنشطة لتسهيل الخطة الموضوعة. يتناول هذا المستوى القرارات قصيرة الأجل مثل تجنب العقبات أو تغيير الخطط استنادًا إلى معلومات جديدة. يتناول المستوى التشغيلي الإجراءات والأنشطة البدنية التي تم تطويرها على المستوى التكتيكي. الهدف من هذا البحث هو محاكاة السلوكيات والظواهر الحقيقية بدقة مما يسمح باتخاذ قرارات مطورة لتحسين عملية إدارة الحشود المعقدة في ظروف مختلفة. وكذلك أن نكون قادرين على محاكاة السلوكيات الذكية والتنظيم الذاتي للحصول على نتائج موثوقة. سوف تمكننا نتائج النموذج من تقييم الظروف التي قد تحدث داخل الشبكة، وتحسين فهمنا للافتراضات والتطورات المستقبلية التي يمكن أن يكون لها أثر كبير في إدارة الحشود

We develop a multi-level, multi-stage, agent-based framework that automates decision-making processes during crowd evacuations in dangerous scenarios. We model a hybrid architecture for managing crowd individual behaviors, and overall crowd behavior, using a heterogeneous agent-based modeling approach within dynamically changing environments due to external stimuli such as fires, congestions, etc. Our novel multi-component, agent-based modeling framework is applied to simulate the components, varying individual behaviors and phenomena of complex systems within massive crowds that represented among prayers in the last floor (the upper level) of Al- Haram Al-Sharif Mosque. The proposed framework integrates a probabilistic model with a dynamic generating process of intelligent guide agents, which enables the automatic generation of decisions that are optimal for neighboring agents. The versatile agent-based framework we have developed encompasses the fundamental principles of modeling as commonly applied to crowd dynamics. Our crowd dynamics decision-making modeling is organized into three levels: strategic, tactical and operational. The formulation of a plan and its final objective are drawn at the strategic level. At this level, no information is provided about the real circumstances. At the tactical level, we compute and perform all activities to facilitate the formulated plan. This level addresses short-term decisions like avoiding obstacles or changing plans based on new information. The operational level addresses the physical actions and activities developed at the tactical level. We aim to accurately simulate the real crowd behaviors and phenomena, allowing for improved decisions taken to enhance the complex process of crowd management under various scenarios. Also, our goal is to be able to mimic intelligent, self-organizational behaviors and gain reliable results. The model results will enable us to evaluate the conditions that might occur within the network and improve our understanding of which assumptions and future developments could have the most impact in managing crowd.