Förebyggande arbete i miljöer med stora folkmassor kan bidra till ökad säkerhet. I sin avhandling undersöker Thoa Thieu aktiv-passiv dynamik hos fotgängare.
Du har disputerat med "Models for coupled active-passive population dynamics: Mathematical analysis and simulation". Berätta om din forskning.
- I min forskning har motivationen varit att studera hur modeller fungerar i verkligheten, och det beror på flera olika orsaker. För det första brinner jag för att arbeta med stokastiska och partiella differentialekvationer, och särskilt för att tillämpa dem på verkliga situationer. För det andra har stokastiska redskap fått ett bredare användningsområde som nu omfattar flera grenar av naturvetenskap, teknik och ekonomi, och då särskilt biologi, medicin, social dynamik, livsvetenskaperna och försäkringsbranschen. Jag hämtade inspiration från modellerna av samlingar med fotgängare till min forskning.
Jag tycker att ämnet nödevakuering och människans sociala beteende är intressant. I en nödsituation behöver de boende i ett hus både information om den kringliggande miljön samt ett socialt samspel för att evakueringen ska bli lyckad.
Min avhandling fokuserade på matematisk analys och simulering av modeller för kopplad aktiv-passiv dynamik hos fotgängare. Jag presenterade tre olika gruppdynamiksmodeller som beskriver gemensam utveckling inom aktiv-passiva grupper. Arbetet består huvudsakligen av tre delar, där jag använder distinkta perspektiv och begreppsmässigt skilda verktyg från gittergasmodeller, partiella differentialekvationer respektive stokastiska differentialekvationer.
Vad kan din forskning bidra med och inom vilket område?
- Min forskning har flera olika tillämpningsområden i samhället. Gruppdynamiken i just samlingar med fotgängare har väckt forskarvärldens intresse. Att modellera fotgängarflöden ger upphov till flera utmaningar för vetenskapen och tekniken i allmänhet. Oförutsägbarheten i fotgängares rörelsemönster gör att gruppdynamiken blir svår att modellera. Men det finns ändå avsevärda mänskliga mervärden i att göra det, så gruppdynamiken hos fotgängare är väl värd att studera. Säkerhetsfrågan är ju prio ett och därmed en aspekt som förtjänar att studeras ingående.
Flertalet olyckor som har skett i miljöer med stora folkmassor skulle ha undvikits med hjälp av en prognos som görs med stöd av matematiska verktyg.
Djuplodande kunskap om fotgängares mönster skulle möjliggöra intelligenta miljöer med exempelvis effektiva ljussystem och smarta evakueringssignalsystem.
I litteraturen har många modeller föreslagits för att beskriva fotgängares dynamik i olika scenarier. Vissa forskare studerar makroskopiska modeller där flödets täthet och hastighet redovisas, medan andra studerar mikroskopiska modeller där varje individ representeras separat som en rörlig partikel, och där tas system som består av interagerande partiklar med i beräkningen. Fotgängare ägnar sig åt ett komplext psykologiskt och sociologiskt beteende som ofta bara berörs på förenklade sätt i de olika metoderna. Min avhandling fokuserar på att studera tre olika fotgängarmodeller från tre olika perspektiv: gittergasmodeller, ett vätskeliknande drivet system och stokastiska differentialekvationer.
Kommer du att fortsätta studera det här ämnet?
- Ja, jag kommer att fortsätta studera gruppdynamik och därtill relaterade problem. Mina forskningsintressen är i huvudsak koncentrerade på att utveckla matematiska modeller som beskriver den gemensamma utvecklingen i fotgängares gruppdynamik och social dynamik i allmänhet.
Jag undersöker tre olika beskrivningar:
• En kontinuerlig med deterministisk dynamik (alltså ett system av partiella differentialekvationer där snabba och långsamma flöden kopplas samman i porösa medier genom Forchheimer-liknande ekvationer med diffusion via icke-linjära interaktionstermer)
• En diskret med stokastisk dynamik enligt en Monte Carlo-metod (alltså en gasdynamisk formalism som omfattar två olika typer som drivs av var sin dynamik men tävlar medelst enkla uteslutningsprocesser om samma gitter)
• System med stokastiska differentialekvationer och/eller de kopplade system mellan stokastiska och partiella differentialekvationer som beskriver social dynamik och livsvetenskapliga tillämpningsområden (hjärnans nätverk, kopplade nervcellsmodeller, neurodegenerativa sjukdomar…)
Du ska flytta till Kanada. Vad ska du jobba med där?
- Jag har fått en postdoktorstjänst på Wilfrid Laurier University i Waterloo i Kanada. Jag kommer att arbeta med forskningsprojektet “Modelling for Complex Systems in Data-Driven Environments with focus on multiscale hybrid models based on deterministic and stochastic mathematical models with applications in brain research and social networks”.
Jag tror att tjänsten kommer att ge mig goda möjligheter att utöka mina kunskaper om komplexa system och nätverk inom den sociala dynamiken, samspelet mellan sociala och biologiska faktorer samt osäkerhetskvantifiering för flerskalig tillämpning.
Se film som beskriver gruppdynamiken i större samlingar av fotgängare
Models for coupled active-passive population dynamics: Mathematical analysis and simulation
