Trace-basierte Analyse und spatio-temporale Modellierung menschlicher Bewegung unter Einbeziehung geographischer Restriktionen zur Leistungsbewertung drahtloser Kommunikationsnetze (TAMER)

• Antragsteller: Professor Dr. Nils Aschenbruck
• Fachliche Zuordnung: Sicherheit und Verlässlichkeit, Betriebs-, Kommunikations- und verteilte Systeme
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 261371125

Die Modellierung menschlicher Bewegung ist von Interesse in verschiedenen Wissenschaftsdisziplinen. In der Informatik ist sie u.a. aufgrund ihrer signifikanten Auswirkungen auf die Leistungsbewertung von drahtlosen Kommunikationsnetzen von Bedeutung. Daher wurde Forschung im Bereich der Bewegungsmodellierung bereits in erheblichem Umfang betrieben. Die immer weiter steigende Verbreitung von mobilen Geräten, wie z.B. Smartphones und Tablets, und die darin enthaltene Positionierungs- und Kommunikationstechnik ermöglichen mittlerweile die effektive Aufzeichnung menschlicher Trajektorien. Gegeben eine ausreichend große Basis dieser Trajektorien (auch "Traces" genannt), können diese zur Untersuchung fundamentaler Bewegungscharakteristika verwendet werden. In den letzten Jahren wurden dadurch bedeutende Fortschritte im Bereich der menschlichen Bewegungsmodelle erzielt.Vorarbeiten des Antragstellers haben jedoch gezeigt, dass der Stand der Forschung im Bereich Modellierung menschlicher Bewegung noch einige signifikante Lücken aufweist. Zum einen fehlt eine Validierung aktueller Bewegungsmodelle durch weitere, nicht beim Modelldesign herangezogene Traces. Zum anderen sind die bisher verwendeten Traces weitestgehend zu grobkörnig, szenariospezifisch oder besitzen einen zu geringen Stichprobenumfang. Weiterhin basieren aktuelle Trace-Analysen und Modelle auf Annahmen, wie z.B. Fluglinien zwischen Start- und Zielpunkt, welche im Kontext menschlicher Bewegung unrealistisch sind. Geographische Restriktionen (z.B. Straßenkarten wie OpenStreetMap) werden weder bei der Trace-Analyse noch bei der trace-basierten Modellierung berücksichtigt. Es ist aber zu erwarten, dass geographische Restriktionen sowohl die Analyse charakteristischer Eigenschaften wie auch die Modellierung in erheblichem Maße beeinflussen werden. Diese Forschungslücken stellen die Realitätsnähe und damit die Glaubwürdigkeit sowohl der aktuellen Ergebnisse aus Trace-Analyse und menschlicher Bewegungsmodellierung als auch die der auf den Modellen basierenden Leistungsbewertung infrage.Das Ziel dieses Folgeprojekts ist eine realistische validierte Modellierung für menschliche Bewegung basierend auf der neuen Trace-Basis. Der Anwendungsfokus liegt dabei auf der Leistungsbewertung in drahtlosen Kommunikationsnetzen. Allerdings können grundlegende Charakteristika menschlicher Bewegung, wie sie bei der Trace-Analyse gewonnen werden, aufgrund ihrer fundamentalen Natur ebenso in andere Domänen übertragen werden. Zu diesen Domänen gehören u.a. Verkehrsnetzplanung, Voraussagung der Verkehrsnachfrage sowie die Ausbreitung von biologischen und drahtlosen Viren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen