Desarrollo de un modelo espacio-temporal para la simulación del movimiento espontáneo de las personas mediante la creación de superficies de movimiento

• Autores: A. Maldonado Ibáñez
• Directores de la Tesis: Mónica Wachowicz (dir. tes.), Antonio Vázquez Hoehne (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Politécnica de Madrid ( España ) en 2010
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Joaquín Bosque Sendra (presid.), Miguel Ángel Bernabé Poveda (secret.), Elena López Suárez (voc.), José Miguel Santos Preciado (voc.), Javier Gutiérrez Puebla (voc.)
• Materias:
  • Matemáticas
    • Ciencia de los ordenadores
      • Simulación
    • Estadística
      • Teoría y procesos de decisión
  • Geografía
    • Geografía humana
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Archivo Digital UPM
• Resumen
  • español

    El presente trabajo de tesis trata la interacción existente entre una persona y su contexto espacio-temporal mientras se desplaza de forma espontanea (interactuando en cada instante con el entorno) buscando la trayectoria de mayor utilidad según sus preferencias. El objetivo principal del trabajo es modelar dicho comportamiento con el fin de obtener las predicciones mas probables de las trayectorias producidas en un escenario, definido principalmente mediante las variables entorno, persona y tiempo. Para materializar dicha interacción se han diseñado las “superficies de movimiento”, una de las aportaciones principales de la tesis, que representan los valores de utilidad del entorno a través de una superficie discreta de celdas. Las celdas de mayor utilidad son aquellas que ofrecen mas probabilidad de paso a las trayectorias, ya que ejercen fuerzas de atracción proporcionales a sus valores de utilidad, fundamento basado en los modelos gravitacionales de accesibilidad. Por otro lado, la predicción de la trayectoria sobre la superficie de movimiento tiene su fundamento en las superficies de confluencia de flujo, consiguiendo materializar la analogía existente entre los desplazamientos de personas y el deslizamiento de fluidos. Puesto que estas superficies de movimiento son producto de dos componentes cambiantes con el tiempo (persona y entorno), se pueden considerar a su vez entidades dinámicas. Por un lado, la persona es susceptible a la componente temporal debido a los diferentes momentos en los que desarrolla la actividad finalidad del desplazamiento (fechas y horarios), la cual hace variar sus preferencias de desplazamiento. Por otro lado, el tiempo también afecta al entorno del desplazamiento a través de eventos que modifican sus características. El trabajo describe la metodología que da lugar al modelo a lo largo de tres fases (abstracción, razonamiento y predicción) mediante la sinergia de fundamentos y técnicas variadas como modelos espacio-temporales, orientación a objetos y a eventos, evaluación multicriterio, medidas de utilidad y modelos gravitacionales. También muestra la implementación realizada mediante herramientas de formalización de conocimiento (Protege y Jess) y mediante la elaboración de una aplicación Java que implementa el mecanismo del modelo, permitiendo realizar simulaciones a partir de un escenario real (desplazamientos de los visitantes al parque Dwingelderveld). Por último muestra un mecanismo de descripción geométrica del movimiento resultante, que permitirá inferir relaciones inherentes a dicho movimiento.

  • English

    This essay is focused in the interaction among a person and his spatio-temporal context which takes place during the spontaneous displacement of the person (interacting at every instant with the environment), when the person chooses the maximum utility trajectory according his preferences. The main objective is modelling such human behaviour in order to obtain the most probable trajectories going on in a specified scenario, which is mainly defined trough an environment, a person and a period of time. One of the main contributions of this dissertation is the movement surface, which have been designed in order to materialise such interaction. They represent the utility value over an environment trough a discrete surface structured by cells. Due to the cells exert an attraction force proportional to its utility (fundament based in accessibility gravity models), the higher utility cells are the most probable ones of being part of the trajectory. The trajectory prediction over the movement surface has its fundament in the flow confluence surfaces, materializing the analogy existing between human displacements and flow of liquids. As this movement surfaces are the result of two components changing over time (person and environment), they are as well characterized by dynamicity. By one hand, the person is susceptible to the temporal dimension: the displacement preferences vary according to the moment (dates and schedules) when the activity finality of the displacement takes place. And by the other hand, time is also affecting the environment trough the events varying its characteristics. This essay describes the methodology building up the model by the consecution of three phases (abstraction, reasoning and prediction) and using the synergy and techniques as varied as spatio-temporal models, object and event orientation, multicriteria evaluation, utility measures, and gravity models. It also shows the implementation carried out through a knowledge formalization tool (Protege & Jess), and trough a Java application implementing the model and allowing make simulations over a real scenario (displacements over Dwingelderveld Park). Finally, it is shown a mechanism for describing the geometry of resultant movement, allowing inferring different relationships regarding to this movement.