Πρόβλεψη τοποθεσίας με χρήση τεχνικών μηχανικής μάθησης για τη βελτιστοποίηση υπηρεσιών υπολογιστικής ομίχλης σε μεγάλα γεγονότα έξυπνων πόλεων

Abstract

Η διαχείριση του πλήθους (crowd management) σε μεγάλες εκδηλώσεις εντός των έξυπνων πόλεων, είναι ένα κεφάλαιο το οποίο απασχολεί σε μεγάλο βαθμό τους ερευνητές τα τελευταία χρόνια. Τέτοιες εκδηλώσεις σχετίζονται με τη συγκέντρωση κόσμου σε μία συγκεκριμένη περιοχή, με σκοπό την παρακολούθηση ενός μουσικού φεστιβάλ, ενός αθλητικού αγώνα, μίας παρέλασης, ή ακόμα και μιας ομιλίας. Στόχος είναι η καλύτερη εξυπηρέτηση του κοινού, καθώς και η λήψη μέτρων ασφαλείας, για την αποφυγή ατυχημάτων σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης. Μελετώντας τη συμπεριφορά και την κίνηση του πλήθους, αντλούμε σημαντικές πληροφορίες για την επίτευξη των παραπάνω.

Στην παρούσα διπλωματική, αρχικά προτείνεται μια αρχιτεκτονική υπολογιστικής ομίχλης (fog architecture) για την υποστήριξη μεγάλων εκδηλώσεων. Σύμφωνα με την αρχιτεκτονική αυτή, η διαχείριση των εργασιών κατανέμεται είτε στις τοπικές συσκευές (edge devices) είτε στο νέφος (cloud), βάσει του προβλεπόμενου φόρτου εργασίας.

Στη συνέχεια, εξετάζουμε πως με τη χρήση τεχνικών μηχανικής μάθησης, αξιοποιώντας δεδομένα χωρικών συντεταγμένων και ανοιχτών πηγών (open data), μπορούμε να προβλέψουμε την κατανομή του κόσμου στο χώρο ενός δοθέντος μουσικού φεστιβάλ. Γίνεται αναφορά στον τρόπο με τον οποίο οι καιρικές συνθήκες, καθώς και η δημοτικότητα των καλλιτεχνών επηρεάζουν τη συμπεριφορά του κοινού εντός του φεστιβάλ. Το φεστιβάλ που μελετήσαμε είναι υπαίθριο, ονομάζεται Das Fest και διεξάγεται ετησίως στην Καρλσρούη της Γερμανίας. Τα δεδομένα που χρησιμοποιήσαμε αφορούν ένα υποσύνολο των επισκεπτών του φεστιβάλ για τις χρονιές 2017 και 2018.