Ing. Pavel Hrabák, Ph.D. (externí spolupracovník)

e-mail: zobrazit e-mail
telefon: +420 22435 8567
místnost: 039
www: http://people.fjfi.cvut.cz/hrabapav/
 
rozvrh
předmět kód vyučující zs ls zs kr. ls kr.
Sociální systémy a jejich simulace01SSS Hrabák, Krbálek 2+1 zk - - 4 -
Předmět:Sociální systémy a jejich simulace01SSSdoc.Mgr. Krbálek Milan Ph.D.2+1 ZK-4-
Anotace:Předmět se věnuje problematice modelování sociálních systémů. To zahrnuje stochastické metody a metody statistické fyziky pro popis a analytické řešení systému se sociální interakcí, implementaci vybraných modelů v simulacích a porovnání výsledků počítačových simulací s empiricky získanými daty.
Osnova:1. Interdisciplinární aspekty kvantitativní sociodynamiky, základní terminologie,
2. Klasifikace modelů, základní nástroje pro simulaci,
3. Celulární automaty a částicové systémy na mřížce,
4. TASEP, Nagel-Schreckenbergův model, Floor field model,
5. Víceproudé komunikace v celulárních modelech dopravy,
6. Modely založené na ODR,
7. Car-following modely,
8. Social force model veakuace místnosti,
9. Kalibrace a validace parametrů modelu,
10. Metody měření fundamentálního diagramu,
11. Přehled experimentálních studií,
12. Vlastnosti modelů ve stacionárním stavu.
Osnova cvičení:Osnova cvičení:
1. Počítačová simulace vybraných modelů,
2. Stacionární řešení vybraného modelu,
3. Zpracování dat z modelu/experimentu.
Cíle:Znalosti:
Matematický popis systému se sociální interakcí,
Přehled modelů užívaných pro simulaci sociálních systémů,
Použití stochastických metod a metod statistické fyziky pro jejich popis.

Schopnosti:
Implementace modelů na výpočetní technice,
Zpracování a porovnání výsledků simulací s empirickými daty.
Požadavky:Kurzy pravděpodobnosti a matematické statisticky, základní kurz statistické fyziky, kurz programování v MATLABu (dle přednášek na FJFI ČVUT v Praze 01PRST, 01SM, 02TSFA, 18MTL).
Rozsah práce:Individuální práce studentů zahrnuje počítačovou simulaci vybraného modelu a zpracování a vyhodnocení vybraných veličin. Výsledek je prezentován formou protokolu obsahujícího zdrojový kód, způsob měření a vyhodnocení dat.
Kličová slova:Kvantitativní sociodynamika, stochastické metody pro sociálně-interakční procesy, pohybová rovnice, systémy interagujících částic, car-following modely, fundamentální diagram.
Literatura:Povinná literatura:
[1] D. Helbing, Quantitative Sociodynamics: Stochastic Methods and Models of Social Interaction Processes, Kluwer Academic, Dordrecht, 1995.
[2] A. Schadschneider, D. Chowdhury, K. Nishinari: Stochastic transport in conplex systems, Elsevier BV., Oxford, 2011.

Doporučená literatura:
[3] W. Weidlich, Sociodynamics - a systematic approach to mathematical modelling in the social sciences, CRC Press, 2000.

Články v časopisech

2012

Gonzúrová, W. and Hrabák, P., Blind Friendly LaTeX, Lecture Notes in Computer Science 2012 (2012) , 138-141
BiBTeX
@ARTICLE{Gonzurova12:,
  title = {{Blind Friendly LaTeX}},
  author = {Gonz{\' u}rov{\' a}, W. and Hrab{\' a}k, P.},
  journal = {Lecture Notes in Computer Science},
  year = {2012},
  volume = {2012},
  number = {7382},
  pages = {138--141}
}
Hrabák, P. and Bukáček, M. and Krbálek, M., Cellular Model of Room Evacuation Based on Occupancy and Movement Prediction, Lecture Notes in Computer Science 2012 (2012) , 709-718
BiBTeX
@ARTICLE{Hrabak12:194,
  title = {{Cellular Model of Room Evacuation Based on Occupancy and Movement Prediction}},
  author = {Hrab{\' a}k, P. and Buk{\' a}{\v c}ek, M. and Krb{\' a}lek, M.},
  journal = {Lecture Notes in Computer Science},
  year = {2012},
  volume = {2012},
  number = {7495},
  pages = {709--718}
}

2011

Hrabák, P. and Krbálek, M., Distance- and Time-headway Distribution for Totally Asymmetric Simple Exclusion Process, Procedia - Social and Behavioral Sciences 2011 (2011) , 406-416
BiBTeX
@ARTICLE{Hrabak11:186,
  title = {{Distance- and Time-headway Distribution for Totally Asymmetric Simple Exclusion Process}},
  author = {Hrab{\' a}k, P. and Krb{\' a}lek, M.},
  journal = {Procedia - Social and Behavioral Sciences},
  year = {2011},
  volume = {2011},
  number = {20},
  pages = {406--416}
}
Krbálek, M. and Hrabák, P., Inter-particle gap distribution and spectral rigidity of totally asymmetric simple exclusion process with open boundaries, Journal of Physics A: Mathematical and General 44 (2011) , 175203-175224
BiBTeX
@ARTICLE{Krbalek11:17,
  title = {{Inter-particle gap distribution and spectral rigidity of totally asymmetric simple exclusion process with open boundaries}},
  author = {Krb{\' a}lek, M. and Hrab{\' a}k, P.},
  journal = {Journal of Physics A: Mathematical and General},
  year = {2011},
  volume = {44},
  number = {17},
  pages = {175203--175224}
}

Články ve sbornících

Hrabák, P., Analysis of Microstruture of the Totally Asymmetric Simple Exclusion Process with Respect to Traffic Flow Modeling, Doktorandské dny 2011, (2011) , 75-77, Česká technika - nakladatelství ČVUT
BiBTeX
@INPROCEEDINGS{Hrabak11:186,
  title = {{Analysis of Microstruture of the Totally Asymmetric Simple Exclusion Process with Respect to Traffic Flow Modeling}},
  author = {Hrab{\' a}k, P.},
  address = {Praha},
  booktitle = {{Doktorandsk{\' e} dny 2011}},
  publisher = {{\v C}esk{\' a} technika - nakladatelstv{\'\i} {\v C}VUT},
  year = {2011},
  pages = {75--77}
}
Hrabák, P., The Totally Asymmetric Exclusion Process in Two-Dimensional Finite Lattice, Comparison of Density Profiles, Mathematical Results in Quantum Physics: Proceedings of the QMath11 Conference, (2011) , 265, World Scientific Publishing, Ltd.
BiBTeX
@INPROCEEDINGS{Hrabak11:182,
  title = {{The Totally Asymmetric Exclusion Process in Two-Dimensional Finite Lattice, Comparison of Density Profiles}},
  author = {Hrab{\' a}k, P.},
  address = {Singapore},
  booktitle = {{Mathematical Results in Quantum Physics: Proceedings of the QMath11 Conference}},
  publisher = {World Scientific Publishing, Ltd.},
  year = {2011},
  pages = {265}
}
Hrabák, P., Time-headway distribution of Totally Asymmetric Exclusion Process with Nearest-Particle Interaction, SPMS 2011 Stochastic and Physical Monitoring Systems - Proceedings, (2011) , 77-84, ČVUT, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská
BiBTeX
@INPROCEEDINGS{Hrabak11:187,
  title = {{Time-headway distribution of Totally Asymmetric Exclusion Process with Nearest-Particle Interaction}},
  author = {Hrab{\' a}k, P.},
  address = {Praha},
  booktitle = {{SPMS 2011 Stochastic and Physical Monitoring Systems - Proceedings}},
  publisher = {{\v C}VUT, Fakulta jadern{\' a} a fyzik{\' a}ln{\v e} in{\v z}en{\' y}rsk{\' a}},
  year = {2011},
  pages = {77--84}
}

2010

Hrabák, P., The Totally Asymmetric Simple Exclusion Process in Two-Dimensional Finite Lattice - Comparison of Density Profiles, SPMS 2010 Stochastic and Physical Monitoring Systems, (2010) , 91-100, CTU
BiBTeX
@INPROCEEDINGS{Hrabak10:175,
  title = {{The Totally Asymmetric Simple Exclusion Process in Two-Dimensional Finite Lattice - Comparison of Density Profiles}},
  author = {Hrab{\' a}k, P.},
  address = {Prague},
  booktitle = {{SPMS 2010 Stochastic and Physical Monitoring Systems}},
  publisher = {CTU},
  year = {2010},
  pages = {91--100}
}

Ostatní publikace

Hrabák, P., Asymetrický jednoduchý vylučovací proces, řešení a modifikace, České vysoké učení technické v Praze, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, 2010
BiBTeX
@MASTERTHESIS{Hrabak10:176,
  title = {{Asymetrick{\' y} jednoduch{\' y} vylu{\v c}ovac{\'\i} proces, {\v r}e{\v s}en{\'\i} a modifikace}},
  author = {Hrab{\' a}k, P.},
  address = {Praha},
  year = {2010},
  pages = {67},
  school = {{\v C}esk{\' e} vysok{\' e} u{\v c}en{\'\i} technick{\' e} v Praze, Fakulta jadern{\' a} a fyzik{\' a}ln{\v e} in{\v z}en{\' y}rsk{\' a}}
}

Hopping particle systems a jejich aplikace v modelování transportních systémů

školitel: Ing. Pavel Hrabák
e-mail: zobrazit e-mail
typ práce: bakalářská práce, diplomová práce
zaměření: MI_MM, MI_AMSM
klíčová slova: hopping particle systems, markovské procesy, ustálený stav, modely hromadné obsluhy
popis: Objektem zkoumání jsou "systémy hopsajících částic" (hopping particle systems). Částice hopsají mezi pozicemi diskrétní mřížky řídíce se stochastickými pravidly. Ta vycházejí z požadavků na interakce mezi individui modelovaného systému. Vzniká tak Markovský proces s rozmanitým stavovým prostorem. Práce by se měla zabývat třídou takových procesů, které lze použít jako modely transportních jevů, ve kterých hraje velkou roli neurčitost a náhodnost interakce: doprava, evakuace, hromadná obsluha. Mezi takové procesy patří exclusion procesy, zero-range procesy, mass-transport procesy. Možné cíle práce (dle zájmu studenta a požadavků zaměření): - shrnout metody pro odvození a aproximace ustáleného stavu těchto modelů - výsledky vybraných metod porovnat se simulacemi - studovat (analyticky či numericky) stacionární charakteristiky vybraných modelů jako fundamentální diagram, fázový diagram, rozdělení rozestupů. - prozkoumat vliv jednotlivých parametrů na klíčové charakteristiky modelovaného systému - porovnat chování modelu s reálnými daty a poznatky (Reprodukuje zvolený model kýžený fenomén? Jak nastavit parametry modelu, aby co nejlépe odpovídal realitě. ) Modelované systémy: zkoumané modely jsou často interpretovány jako modely dopravy nebo pohybu chodců a to jak na mikroskopické úrovni (modelují se trajektorie individuí) tak i na úrovni makroskopické (zajímá nás jen vztah hustoty, toku či velikosti shluků na vstupních parametrech). Výzkum může být doprovázen (v případě zájmu studenta) organizací jednoduchých experimentů např. na středních školách v rámci propagace FJFI.
literatura: A. Schadschneider, D. Chowdhury, K. Nishinari, Stochastic Transport in Complex Systems: From Molecules to Vehicles, Elsevier Science B. V., Amsterdam, 2010. M. Krbálek, P. Hrabák, Inter-particle gap distribution and spectral rigidity of totally asymmetric simple exclusion process with open boundaries, Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical 44 (17) (2011) 175203–175224. J. Kaupuzs, R. Mahnke, R. Harris, Zero-range model of traffic flow, Physical Review E 72 (5) (2005) 056125. T. M. Liggett, Interacting Particle Systems, Classics in Mathematics, Springer, Berlin Heidelberg, 2005.
naposledy změněno: 07.04.2015 15:15:43

Floor-field model jako stochastický proces

školitel: Ing. Pavel Hrabák, Ph.D.
e-mail: zobrazit e-mail
typ práce: bakalářská práce, diplomová práce
zaměření: MI_MM, MI_AMSM, II_SIMI
klíčová slova: Model chodců, intenzita toku, odhad parametrů
popis: Cílem práce je interpretovat tzv. floor-field model pohybu chodců jako Markovský proces (MP) a využít známé výsledku pro MP pro nalezení aproximace toku skrz zúžení (bottleneck).
Dle zaměření studenta lze práci pojmout ze tří pohledů:
1. Simulace: vytvořit simulační nástroj pro různé modifikace modelu a zkoumat vliv jednotlivých parametrů.
2. Teorie: Nalézt vzorec pro výpočet toku koridorem dané šířky pro jednoduchou variantu modelu.
3. Experiment: analyzovat data získaná během různých experimentů pohybu chodců a porovnat důležité veličiny s modelem.
naposledy změněno: 06.05.2016 11:23:29

za obsah této stránky zodpovídá: Radek Fučík | naposledy změněno: 7.8.2011
Trojanova 13, 120 00 Praha 2, tel. 224 358 540, pevná linka 224 923 098, fax 234 358 643
České vysoké učení technické v Praze | Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská | Katedra matematiky