군중 탈출 시뮬레이션

개인별 속도차를 반영한 물리 기반 군중 탈출 시뮬레이션
Physics-Based Crowd Escape Simulation Reflecting Individual Speed Differences

김가을, 나경민, 이성호, 김나영, 최명걸

가톨릭대학교 미디어기술콘텐츠학과

Teaser Image — (상) 서로 다른 최대 속도를 가지는 사람들이 무작위로 배치되어 출발한 결과 (하) 빠른 걸음 사람들이 앞에 서고 느 린 걸음 사람들이 뒤에서 출발한 결과

연구 개요

인파 사고 분석 및 예측을 위해 정확한 시뮬레이션이 중요하다. 일반적인 군중 시뮬레이션에서는 군중 전체 움직임을 재현하는 데 계산 자원을 집중하며, 각각의 에 이전트는 최대한 단순하게 모델링된다. 많은 경우, 에이 전트는 원으로 표현되고 속도와 방향만으로 제어된다. 이러한 단순화는 인체의 신체 구조의 복잡성을 무시하 므로, 인체와 인체 사이 또는 인체와 환경 사이가 매우 밀접한 상황에서는 정확한 시뮬레이션을 제공하지 못한 다. 본 연구에서는 인파 밀도가 높고 탈출 경로가 매우 좁은 상황에서의 탈출 시뮬레이션에 물리 기반 캐릭터 애니메이션을 적용한 사실적인 탈출 시뮬레이션을 제시 한다. 또한, 각 에이전트이 신체 조건에 따라 최대 이동 속도가 다를 수 있음을 고려하고, 이러한 요소가 탈출 시뮬레이션에 미치는 영향을 분석하고자 한다.

실험 결과

무작위 배치일 경우 전체 탈출 시간이 상대적으로 길어짐

빠른 걸음 사람들이 선두에 있을 때 전체 탈출 시간이 상대적으로 짧아짐

각 에이전트의 속도 차이를 고려하여 진행한 실험 결과, 빠른 걸음 사람들이 먼저 출발하는 방식이 전체 탈출 속도를 증가시키는 것으로 나타났다. 군중의 이동 패턴을 분석한 결과, 빠른 걸음 사람들이 장애물을 제거하고 길을 열어주는 효과를 확인할 수 있었다.

또한, 속도가 다른 사람들이 혼합되어 있을 경우 밀도가 높아질수록 정체가 심해지는 현상이 관찰되었다. 실험 결과, 빠른 걸음 사람들이 선두에 있을 때 전체 탈출 시간이 약 18.31초로 가장 짧게 나타났으며, 무작위 배치일 경우 21.53초가 소요되었다.

연구 개요

실험 결과

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