Využití metod strojového učení při simulaci pohybu chodců

Jakub NOVÝ

Bakalářská práce

Machine learning in simulation of pedestrian flow problem

Anotace:

Cílem bakalářské práce je ověřit možnosti použití strojového učení při simulaci pohybu chodců, hlavně při úniku z uzavřeného prostoru. Vytvořený program je zalo- žený na modelu celulárních automatů využívající Eikonálovy rovnice. Výsledky tohoto nového modelu jsou porovnávány se původním modelem. Program je při simulaci schopen chodce dovést k východům jejich simulované oblasti, ale při porovnání s modelem využívající Eikonálovy rovnice je neefektivní. I přes neuspokojivé vý- sledky tato práce přináší pohled na několik záležitostí. Informuje, jakými způsoby lze simulovat pohyb chodců. Představuje základy strojového učení, neuronových sítí a hlubokých sítí. Nakonec ukazuje, jak se dá použít metoda zpětnovazebního učení Deep Q-network, založená na Q-learning.

Abstract:

The aim of this bachelor thesis is to verify the possibilities of using machine learning to simulate the movement of pedestrians, especially when escaping from an enclosed space. The created program is based on a model of cellular automata using Eikonal?s equation. The results of this new model are compared with the original model. During the simulation, the program is able to lead pedestrians to the exits of their simulated area, but when compared to a model using Eikonal?s equation, it is ine cient. Despite the unsatisfactory results, this work provides insight into several issues. It informs about methods for simulating pedestrian movement. It introduces the basics of machine learning, neural networks and deep networks. Finally, it shows how the Deep Q-network, based on Q-learning, can be used.

Klíčová slova

Strojové učení, Keras, Python, simulace, Eikonálova rovnice, Deep Q-network

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 29. 4. 2022

Zveřejnit od: 31. 12. 2999

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: RNDr. Petr Kubera, Ph.D.

UNIVERZITA JANA EVANGELISTY PURKYNĚ V ÚSTÍ NAD LABEM

Přírodovědecká fakulta

Bakalářský studijní program / obor:
Aplikovaná informatika / Informační systémy