Die Simulation menschlichen Panikverhaltens: Ein Agenten-basierter Ansatz

373 Pages·2011·6.349 MB·German

by  Bernhard Schneider (auth.)

Bernhard Schneider
Die Simulation menschlichen Panikverhaltens
VIEWEG+TEUBNER RESEARCH
Bernhard Schneider
Die Simulation
menschlichen
Panikverhaltens
Ein Agenten-basierter Ansatz
Mit einem Geleitwort von Prof. Dr. Bernd Schmidt
VIEWEG+TEUBNER RESEARCH
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Dissertation Universität der Bundeswehr München, Fakultät für Informatik, 2010, u.d.T.:
Schneider, Bernhard: SimPan –Ein Referenzmodell zur Agenten- basierten Simulation
menschlichen Verhaltens in Paniksituationen
1. Auflage 2011
Alle Rechte vorbehalten
© Vieweg+Teubner Verlag | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH 2011
Lektorat: Ute Wrasmann | Sabine Schöller
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Umschlaggestaltung: KünkelLopka Medienentwicklung, Heidelberg
Gedruckt auf säurefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier
Printed in Germany
ISBN 978-3-8348-1544-6
Geleitwort
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Modellierung menschlichen Verhal-
tens in der Extremsituation der Panik. Es wird der Anspruch erhoben, die Model-
lierung so genau zu gestalten, dass das Modell in realen Situationen zur Ent-
scheidungsunterstützung herangezogen werden kann. Denkbar sind z.B. vorbeu-
gende Maßnahmen zur Vermeidung von Massenpanik.
In diesem Zusammenhang stellt sich die Frage, ob menschliches Verhalten nicht
insgesamt zu komplex und zu vielschichtig ist, um es verstehen zu können. Ist es
überhaupt modellierbar? Oder ist nicht viel eher Zurückhaltung und Bescheiden-
heit angebracht? Muss man nicht Pascal recht geben, wenn er sagt:

„Was für eine Chimäre ist der Mensch! Wunder, Wirrnis, Wider-
spruch! Richter über alle Dinge, ohnmächtiger Erdenwurm, Dun-
kelkammer der Ungewissheit, Glorie und Schmach des Weltalls.
Solange will ich ihm widersprechen, bis er begreift, dass er unbe-
greiflich ist.“

Nun kann man in der Tat davon ausgehen, dass menschliches Verhalten sehr
komplex und vielschichtig ist. Dennoch scheint es wert, einen Versuch zu wa-
gen. In Teildisziplinen wurden bereits beachtliche Erfolge erzielt. Die Medizin,
die Psychologie, die Soziologie und die Kognitionswissenschaften haben jeweils
sehr leistungsfähige Modelle entwickelt, die auf ihrem jeweiligen Gebiet ein
weitgehendes Verständnis der Prozesse liefern, die sich im Menschen abspielen
und die sein Handeln bestimmen.
Es ist ein vielversprechendes Forschungsprogramm, diese einzelnen Ergebnisse
zusammenzufassen und in einem einheitlichen, umfassenden Modell zu integrie-
ren. Aus den Voraussetzungen ergibt sich, dass ein derartiges Forschungspro-
gramm im wahren Sinn nur interfakultativ und fachübergreifend gestaltet werden
kann. Neben den bereits genannten empirischen Disziplinen der Humanwissen-
schaften muss z.B. auch die Informatik mit ihren Bereichen Künstliche Intelli-
genz, Systemmodellierung und Softwaretechnologie miteinbezogen werden.
Bei der Modellierung menschlichen Verhaltens lassen sich grob gesehen drei
Typen unterscheiden, die sich sukzessive im Laufe der Evolution entwickelt
haben und die zu einer jeweils verbesserten Lebensbewältigung geführt haben:
reaktives, deliberatives und reflektives Verhalten.
Im Fall des reaktiven Verhaltens laufen automatisierte Prozesse ohne Beteiligung
des Verstandes und des Willens ab. Deliberatives Verhalten dagegen richtet sich
VI Geleitwort
bewusst und zielgerichtet auf einen als wertvoll und erstrebenswert gerichteten
Zustand. Rationales Zweckdenken ist hier von besonderer Bedeutung. Reflekti-
ves Verhalten spiegelt wieder, dass der Mensch offensichtlich als einziges Lebe-
wesen in der Lage ist, sich selbst als Objekt wahrzunehmen und sich selbst be-
wusst zu steuern. Er verfügt über ein Bewusstsein seiner selbst.
Paniksituationen zeichnen sich dadurch aus, dass reflektives und deliberatives
Verhalten ausgeschalten werden und nur noch reaktives Verhalten dominant ist.
Das Modell SimPan muss sich daher primär auf die Einflussfaktoren konzentrie-
ren, die reaktives Verhalten bestimmen. Hierzu gehören Gegebenheiten der
menschlichen Physis, Emotionen, erlernte Verhaltensweisen und Sozialverhalten.
Dem Modell SimPan ist es mit beachtlichem Erfolg gelungen, diese Einflussfak-
toren in einem Modell zusammenzufassen und damit ein vertieftes Verständnis
menschlichen Verhaltens in einer Extremsituation zu gewinnen.
Mit dieser Arbeit wird ein Forschungsprogramm eröffnet, dass sehr anspruchs-
voll aber auch sehr erfolgversprechend ist. Es bedeutet einen weiteren Schritt in
eine Richtung, die zeigt, dass die skeptischen Vorstellungen Pascals offensicht-
lich nicht zutreffend sind.

Bernd Schmidt
Danksagung
Im Umfeld des, in diesem Buch beschriebenen, Forschungsprojekts wurde mir
die Unterstützung vieler Menschen zuteil. An dieser Stelle möchte ich daher
jenen meinen besonderen Dank aussprechen, deren großes Engagement und
stetige Unterstützung die Durchführung der Forschungsarbeit überhaupt erst
ermöglichten.
An erster Stelle richte ich meinen Dank an Prof. Dr. Bernd Schmidt von der
Universität Passau. Bereits in seinen Vorlesungen und Seminaren weckte er mein
Interesse am Fachgebiet der Modellbildung und Simulation. Die Einbindung in
Projekte seines Lehrstuhls weckten meine Begeisterung für die Disziplin der
Modellierung menschlichen Verhaltens und ließen den Wunsch in mir erwach-
sen, in eben jenem Fachgebiet Forschungsarbeit auf hohem Niveau zu betreiben.
Prof. Schmidt stand mir stets in aufopfernder Weise zu Seite, unabhängig davon,
ob es galt, administrative Unwegsamkeiten zu überwinden, fachliche Probleme
kontrovers zu erörtern oder auch Fragestellungen persönlicher Natur zu diskutie-
ren. Er ließ mich an seinem Expertenwissen und seiner Erfahrung im Bereich der
Modellbildung im Allgemeinen sowie der Simulation menschlichen Verhaltens
im Besonderen teilhaben und von seinem fachlich-sozialen Netzwerk profitieren.
Ohne seine Unterstützung wäre die Durchführung einer derart fachübergreifen-
den Forschungsarbeit nicht denkbar gewesen.
Einen weiteren Dank richte ich an Prof. Dr. Axel Lehmann von der Universität
der Bundeswehr München. Durch sein großes Interesse am Forschungsgebiet
und sein Engagement vor allem auch im Rahmen der Weichenstellung um das
Projekt an der Fakultät für Informatik der Universität der Bundeswehr München
beheimaten zu können, entstanden ein Umfeld und Netzwerk in dem das For-
schungsprojekt in allerbester Weise gefördert wurde und behutsam gedeihen
konnte.
Des Weiteren danke ich Prof. Dr. Berthold Färber von der Universität der Bun-
deswehr München als in der Psychologie verankerten Teil dieses Netzwerks. Er
stand den systemtheoretisch geprägten Modellierungsansätzen offen und unvor-
eingenommen, jedoch auch wachsam und konstruktiv kritisch vom Standpunkt
aktueller psychologischer Theorien aus betrachtet gegenüber. Er trug wesentlich
dazu bei, den interfakultativen Charakter der Forschungsarbeit zu untermauern.
Für die Anregungen hinsichtlich möglicher Validierungsverfahren für Modelle
zur Simulation menschlichen Verhaltens, sowie die zahlreichen Diskussionen
über Massenphänomene und die Unterstützung bei der Erlangung eines Ver-
VIII Danksagung
ständnisses für den Begriff Panik, danke ich Prof. Dr. Hans-Joachim Mosler und
insbesondere auch Daniela Oswald von der Universität Zürich.
Prof. Dr. Arndt Balzer von der Fachhochschule Würzburg-Schweinfurt gilt mein
Dank vor allem für einen, durch ihn eröffneten, nüchternen Blickwinkel auf das
Wesen wissenschaftlicher Arbeit, deren Reinheit und Glaubwürdigkeit auf den
stabilen Säulen formaler Prozesse, strenger Qualitätskontrolle und unvoreinge-
nommener Kooperation fußen muss. Unsere Diskussionen regten mich stets an,
aufmerksam und kritisch über meine wissenschaftlichen Ziele und die darauf
ausgerichtete Arbeitsweise zu wachen.
Unter den an der Universität Passau ausgebildeten Informatikern, die im Umfeld
des Forschungsprojektes tätig waren, danke ich Christian Becker und insbeson-
dere Nicole Ruhland für die Unterstützung beim Aufbau eines prototypischen
Simulationsmodells und die energische Hinterfragung der Modellierungskonzep-
te, vor allem auch im Hinblick auf deren Umsetzbarkeit.
Aus meinem privaten Umfeld richte ich meinen herzlichen Dank an meine Eltern
für ihr Vertrauen und ihre geduldige Unterstützung in vielen Bereichen, die sie
mir stets bedingungslos zukommen ließen. Abschließend möchte Dir, liebe
Anett, danken. Mit Deiner vielseitigen Unterstützung und Deiner immerwähren-
den Zuversicht gabst Du mir Kraft und Motivation, viele Projekte in der Vergan-
genheit, wie auch dieses, zielgerichtet zum Abschluss zu bringen.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung, Überblick und Grundlagen 1
1.1 Motivation: Die Modellierung menschlichen Verhaltens 1
1.2 Zielsetzung und mögliche Anwendungsgebiete 3
1.3 Einordnung: interfakultativer Ansatz 4
1.4 Grundlagen und Begriffsdefinitionen 4
1.4.1 Verhalten 5
1.4.2 Modell und Simulation 6
1.4.3 Das Paradigma der Agenten-basierten Modellierung 7
1.4.4 Referenzmodelle und Humanagenten 9
1.5 Der wissenschaftliche Erkenntnisprozess 12
1.5.1 Der Mensch als reales System 12
1.5.2 Die Analysephase 13
1.5.3 Die Modellierungsphase 15
1.5.4 Die Phase der Konkretisierung 16
1.5.5 Die Implementierungsphase 16
1.5.6 Experimente und Plausibilitätsbetrachtungen 17
1.6 Anmerkungen 17
1.7 Inhalt und Aufbau des Forschungsprojekts 20
2 Panik: Sichtweisen, Theorien und Begriffsbestimmung 22
2.1 Der Ursprung des Begriffes Panik 22
2.2 Die Verwendung des Begriffes in den Medien 23
2.3 Verschiedene Sichten auf den Begriff Panik 24
2.4 Theoretische Ansätze zur Erklärung von Panik 26
2.4.1 Massenpsychologischer Ansatz 26
2.4.1 Sozialpsychologischer Ansatz 29
2.5 Zusammenfassung und Definition des Begriffes Panik 45
2.6 Bemerkungen über die Häufigkeit panischen Verhalten 49
3 Analyse von Paniksituationen und Modellierungsanforderungen 51
X Inhaltsverzeichnis
3.1 Vorgehensweise und Zielsetzung 51
3.2 Analyse exemplarischer Schadensereignisse 54
3.2.1 Brüssel, 1985 54
3.2.2 Bagdad, 2005 58
3.2.3 Mekka/Mina, 1990-2006 62
3.2.3.2 Analyse 64
3.2.4 Chennai, 2005 66
3.2.5 Chicago, 2003 68
3.2.6 West Warwick, 2002 72
3.2.7 Southgate, 1977 79
3.2.8 Bulson, 1940 82
3.3 Erkenntnisse und Modellierungsanforderungen 86
3.3.1 Ablauf von Schadensereignissen 86
3.3.2 Kritisches Ereignis 87
3.3.3 Wahrnehmung von Ereignissen in der Umwelt 89
3.3.4 Das individuelle mentale Weltbild eines Menschen 91
3.3.5 Individuelle Bewertung einer Situation 92
3.3.6 Verhaltensantrieb 94
3.3.7 Die Emotion Angst 95
3.3.8 Emotionale Intelligenz 97
3.3.9 Persönlichkeit und Individualität 97
3.3.10 Physiologischer Zustand 98
3.3.11 Verhaltensweisen 98
3.3.12 Massenphänomene 103
3.3.13 Umwelt 108
3.3.14 Zusammenfassung 111
3.4 Klassifikation von Schadensereignissen 113
4 Analyse bestehender Modellierungsansätze 115
4.1 Ansätze zur Modellierung von Menschenmengen 115
4.1.1 Der makroskopische Ansatz 116
4.1.2 Der mikroskopische Ansatz 118