Name: simulation of human-induced vibrations based on the characterized in-field pedestrian behavior
Uploaded: 2016-04-13T13:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 52 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Simulation of Human-induced Vibrations Based on the Characterized In-field Pedestrian Behavior at JoVE.com

הניסויים המעורבים אנשי הליכה מבוצעים בשיתוף עם התנועה &amp; יציבת ניתוח המעבדה Leuven (MALL) 25. שיתוף הפעולה והעזרה שלהם היא הודתה בהכרת תודה.

כל ההליכים אושרו על ידי ועדת האתיקה של בית החולים האוניברסיטאי של לובן KU וכל נושא נתן הסכמה מדעת בכתב לפני ההשתתפות. 3D Motion מעקב 1.: תצורה קליטת נתונים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ודא כי החיישנים הבודדים טעונים במלואה (איור 1 א). שלב זה לוקח בערך שעה 1 אבל יכול להתבצע על הימים לפני המדידות בפועל. פעל על פי פרוטוקול הטעינה של היצרן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מנהל MT - רכישת נתונים 2: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את החיבור האלחוטי עם החיישנים לציין את קצב דגימה הרצוי (תצורה אלחוטית&gt; אפשר את כל המאסטרים האלחוטיים). הערה: כדי לאפשר אפיון מדויק של התנהגות הולכי הרגל, קצב דגימה של רץ 60 לפחות מומלץ. ההאצה ליניארי פרט חיישני שיא 3D, מהירות הזוויתית (אדמה) שדה מגנטי ונתונים בלחץ אטמוספרי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl">הפעל את המצב המבצעי וליזום במצב המדידה: לעשות תנועות איטיות עם החיישנים עבור דקות על 1 (תצורה אלחוטית&gt; התחל מדידה על כל המאסטרים האלחוטיים). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הצגת נתוני אינרציה ומגנטיות של כל חיישנים פעילים (צפו התצוגה &lt;&gt; הנתונים אינרציאליות). ודא כי, בעוד נייח, הכיוון של החיישן אינו סיכוי. הערה: אורינטציה משתנית של החיישן הנייח תצביע סביבה מגנטית מופרעת, ובכך מידע אורינטציה מדויק. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כיווני איפוס: החל אובייקט / כותרת איפוס (אובייקט / איפוס כותרת&gt; איפוס אורינטציה) להגדיר את מערכת הייחוס העולמית של הניסויים (איור 1B) 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניח את החיישן הקרוב ככל האפשר למרכז הגוף של המוני (COM) ממוקם ברמה של החוליות החמישיות (התרשים 1C). הדק חיישן בודד בחוזקה וחסונה על כל משתתף עם יםpecially תוכנן לחץ-ברצועות גוף מלא (תרשים 1C). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נתוני שיא כנדרשים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טען את הרשומות של עניין (קובץ פתוח), ציין את הגדרות הייצוא (כלים&gt; העדפות&gt; יצואנים) ולייצא את התאוצה (מטריצה ​​אוריינטציה) נתונים לניתוח שלאחר מכן 2 (קובץ&gt; ייצוא). </li></ol> 2. פלייט חיל: הגדרה וקביעת תצורה הערה: השלב הנוכחי דן ביישום של צלחת כוח לרשום את GRFs. במקרה שאדם הליכה / ריצה מעורב, סדרה של צלחות בכוח או הליכון מאובזר הוא לשמש כדי לרשום את טעינת מושרה על ידי הצעדים הבאים 3, הפרוטוקול עצמו משול. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ודא כי הצליח הכח קבוע היטב לרצפת המעבדה (איור 2). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קביעת גדרות המכשיר ורכישת 4 (לכיד להרחיב NDI&gt; נתונים&gt; הגדרות התקן&gt; סטיםNGS). בחר את &quot;קצב דגימה&quot; הראוי &quot;רווח&quot; ו. להגדיר ולבדוק את גדרות טריגר החיצוניות, אם נדרש 4. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר את שבח קצב דגימה בהתאם הדיוק הרצוי ואת סוג הטעינה המעורב. עבור היישום הנוכחי, להשתמש רווח של 128 (כוח מרבי 4,879 N) וכן רץ קצב דגימה 200. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התחלה וסיום כל ניסוי עם צלחת כוח ריקה: טרה את צלחת הכח כאשר הוא ריק (לכיד להרחיב NDI&gt; נתונים&gt; מכשיר הגדרות&gt; הגדרות&gt; טרה). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשם אימות: מניחים משקל ידוע על גבי צלחת בכוח לפני ואחרי כל ניסוי. הערה: בבקשה הנוכחית מסה של 5 ק&quot;ג משמש, לעומת זאת, השימוש ידועים עוד המוני נוקשה (&gt; 2 ק&quot;ג) יכול באותה מידה לשמש מבחן אימות זה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שיא ולשמור את הנתונים GRF כנדרש. יצאת את GRFs לניתוח 4 עוקב. </li></ol> 3. מדידה של מבני Acceleמנות הערה: השלבים הנוכחיים שואפים לאסוף את התנודות המבניות במקומות אחד או יותר רלוונטי על המבנה. היישום הנוכחי מעסיק GeoSIG GMS חליליות (איור 3) לרשום את התאוצות המבניות. סוגי חיישנים אחרים בעלי מאפיינים נכונים עבור היישום המעורב, יכולים להיות מיושמים באופן שווה. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ודא כי החיישנים הבודדים טעונים במלואה. שלב זה יכול להימשך מספר שעות, אך ניתן לבצע על הימים לפני המדידות בפועל. פעל על פי פרוטוקול הטעינה של היצרן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התקן את החיישנים על במקומות הרצויים של המבנה הראשוני: רמת החיישנים, ואם יש צורך, לספק קיבעון ראוי למבנה העיקרי (למשל, באמצעות מגנטים). הערה: בהתחשב המסה הגבוהה של הפרט GMS חליליות (&gt; 6 קילו) ואת התנודות בתדירות נמוכה המעורבות (&lt;6 הרץ), לא קיבעון נוסף היה הכרחי במקרה זה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עבור גיאוDAS נתוני רכישה 5: גדר ויפעיל את רשת GMS האלחוטית וחיבור עם החיישנים 5. בדוק את הגדרות זמן והגדרות סנכרון (במידת הצורך) (קליק ימני על החיישן&gt; מידע נוסף). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מקם את החיישנים על המיקום הרצוי ואת הרמה עצמן בהסכם עם הייחוס העולמי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לרכישת GeoDAS נתוני 5: יצא את הנתונים שנרשמו לניתוח שלאחר מכן (קליק ימני על החיישן &lt;Control Instrument&gt; שלח בקשת בקשה&gt; משתמש&gt; GETEVT 5). </li></ol> 4. ניסויים בסביבת מעבדה מבוקרת <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Configure / Setup 3D הצעת מעקב (כפי שפורט בסעיף 1). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר / צלחת כוח Setup (כפי שפורט בסעיף 2). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> במהלך מבצע: לבדוק חזותי את מדידות בזמן האמת של שני חיישנים האלחוטיים אינרציה ואת צלחת הכח לאמת המצב המבצעי שלהם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שאל את participנמלה לשלב לצלחת הכח לעמוד דום במשך 30 שניות לפחות: זה מאפשר לזהות את המשקל של כל אדם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את אות מטרונום: לבחור את הקצב הרצוי, כלומר, תדר מכריח יסוד. הערה: אות מטרונום ניתן להגדיר בקלות באמצעות יישומים מקוונים או טלפון חכם חינם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להתחיל להקליט את הנתונים של שתי הצלחת הכח וחיישני האינרציה האלחוטיים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שאל המשתתף ליזום לפעילות הרצויה: הליכה, קפיצה או קיצוץ בשיעור (הצעדה ממוקדת) כפי שצוין על ידי אות מטרונום (ראה איור 4). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> רשום את מספר הנבחר של מחזורי טעינה, למשל, צעדים, קופץ או מחזורים מתנדנדים. שאל המשתתף לרדת הצלחת הכח. הערה: לשם אימות מומלץ לשקול כמה זמן הקלטה נוסף בתנאים פרקו אלה. בספרות, אין הסכמה ברורה על מחזורי טעינה המספר המזערי הנדרש כדי גharacterize מחזור ל-מחזור variabilities 6. בהתבסס על ניסיון העבודה הציגה ב [6], המחקר המוצג כאן רואה 60 מחזורים רצופים לפיה מחזור טעינת החמש הראשונה ואחרון הם נכללים בניתוח הנוסף להוציא סדרי דפוס טעינת ההתחלה והסיום של הניסוי. </li></ol> 5. ניסויים באתרו <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדרת תצורה של / הרשת של חיישני אינרצית 3D, העוקבים אחר התנועה של המשתתפים (ראה סעיף 2 ו איור 5). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> גדר / הגדרת רשת GMS תאוצה אלחוטית לרשום את התאוצות המבניות (ראה סעיף 4). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> במהלך מבצע: (ויזואלית) לבדוק את המידות בזמן האמת של חיישני אינרציה האלחוטיים לאמת המצב המבצעי שלהם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> גדר פרוטוקול ברור המאפשר לסנכרן את המערכות למדידה המעורבות, אם נדרש. הערה: שלב זה הוא הכרחי כאשר מעורביםרכישת מערכות נתונים אינן מאפשרות סנכרון ישיר בשל חוסר טריגר או ערוץ משותף. זו האחרונה הוא המקרה של מערכות מדידה האלחוטיות שיושמו בניסויים באתרו (5.1 ו -5.2). לכן, פרוטוקול ברור אומצה על אתר המאפשר לסנכרן את מחובר מערכי נתונים. ביישום הנוכחי, מערכות המדידה המעורבות מסונכרנות באמצעות רישום של אירוע זהה, כלומר, השפעה, על ההתחלה ואת הסוף של כל ניסוי, שנרשמו על-ידי לפחות חיישן אחד מכל סוג של מערכות מדידה המעורבות. כראוי וקטורי זמן מיושר מכן מתקבלים באמצעות יישור מקוון של אירועים אלה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את אות מטרונום: באתרו, שימוש מגפון כדי להגביר נדרש הקצב הממוקד. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אסוף מספר מספיק של ניסויים כדי לבדוק את הדירות של הניסוי. בהתבסס על ניסיון, החוקרים ממליצים לרשום לפחות 3 או אפילו 4, TRials. </li></ol> 6. ניתוח נתונים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תהליך קדם את הנתונים הגולמיים של הציוד המעורב כנדרשת: יישמו את המסננים הראויים להסיר השפעות בלתי רצויות כגון תרומות ורעש מדידה בתדירות גבוהה רלוונטיות, ולשמר את חלון הזמן הרלוונטי על פי הפרוטוקול של היצרן. הערה: מאפייני הסינון צריכים להיבחר בהתאם ליישום. במחקר הנוכחי, בארגז כלי עיבוד אותות MATLAB 7 מוחל לבצע נמוך לעבור סינון עם תדר חתוך ב 20 הרץ עבור כל האותות המעורבים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לכל משתתף: חשבתי את פורייה הדיסקרטית מרה של התאוצות הרשומות של com באמצעות MATLAB עיבוד אותות ארגז כלים 7 ולזהות את תדירות טעינת ממוצע ואת תדירות השיא הדומיננטי של הרמוניות יסוד בספקטרום המתקבל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לזהות בזמן בין כל שני אירועים זהים גודל של מחזור העומסs באמצעות השיטה המפורטת ב [3] או בכלי lc_timing של ארגז הכלים PediVib MATLAB 8 <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טען את וקטור נתונים (lc_timing&gt; Load). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ציין את קצב הדגימה להעריך את תדירות טעינת הממוצע. ציין את חלון הזמן הרלוונטי, אם נדרש. שמור את העיתוי המזוהה של האירועים הנומינליים הזהים, כלומר, מחזורי טעינה (lc_timing&gt; שמור). </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חשב את תדירות טעינת הממוצע כמו ההופכי של הזמן הממוצע בין מחזורי הטעינה העוקבים (כפי שהוגדר ב 6.3). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עבור הניסויים במעבדה: החל הנוהל המפורט ב 6.3 הוא עבור כוחות תגובת קרקע גורמים ואת והאצות רשומות COM של כל אדם. הערה: שלב זה משמש אימות עבור ההליך שננקט גם עבור הניסויים באתר שבו GRFs לא ניתן למדוד ישירות. השיטה המפורטת [3] מראה כיצד שיעור צעדת גרסת הזמן שלהולך רגל יכול להיות מזוהה על ידי המאפיין את היחס בין התאוצות הרשומות ליד COM של הפרט לבין GRFs הסוגר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עבור הניסויים באתרו: החל הנוהל המפורט ב 6.3 של התאוצות הרשומות COM של כל אדם. </li></ol> סימולציה 7. וניתוח של התגובה המבנית הערה: השלבים הבאים מבוצעים באמצעות MATLAB 7. התגובה המבנית מחושבת באמצעות ארגז כלי PediVib, ארגז כלי MATLAB שפותח על ידי המחברים 8 (איור 6): הכוחות-induced האדם נקבעים באמצעות יישום של מודלי העומס הכלליים של שהוגדרו על ידי Li et al 9 (הליכה) ו בכמן. et al. 1 (קפיצות, ריצה ונדאל טעינה), ואת המודל המבני מנוסחת מודאלית קואורדינטות 10. המדריך המלווה כולל הדרכות כי ברור להמחיש אתביצוע שלבים. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סימולציה של התגובה המבנית <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את הפרמטרים מודאלית של מבנה המבחן: תדרים טבעיים, יחסי דעיכה מודאלית, התקות מודאלית-מנורמל המוניות, הקואורדינטות של צומת המקבילים (PediVib&gt; פרמטרים מבניים&gt; החדשה). ראייה לבדוק את המידע קלט מודאלית (PediVib&gt; פרמטרים מבניים&gt; צפה). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את המאפיינים של הולכי הרגל ואת עומסי מושרה המתאימים: סוג עומס, משקל, הליכה בנתיב / מיקום, שיעור צעדה ממוצע, תחילת כל מחזור עומס (PediVib&gt; הולך רגל יחידה&gt; חדשה). הפעל ולשמור התגובה המבנית מדומה עבור המשתתפים המעורבים. ראייה לבדוק את התוצאות (PediVib&gt; הולך רגל יחידה&gt; צפה). </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חשב את התגובה המבנית סכה באמצעות סופרפוזיציה של התגובות הבודדות, כלומר, בסיכומו של הווקטורים המתאימים, ולהשוות את התוצאה עם התגובה המבנית נמדדת,למשל, על ידי יצירת דמות אשר מציגה את התגובה המבנית המדודה מדומה. </li></ol>

<ol>
	<li>Bachmann, H., Ammann, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Bachmann vibrations in structures : induced by man and machines. , (1987).</li><li>. MTw User Manual Available from: <a target="_blank" href="https://www.xsens.com/download/usermanual/MTw_usermanual.pdf">https://www.xsens.com/download/usermanual/MTw_usermanual.pdf</a> (2013)</li><li>Van Nimmen, K., Lombaert, G., Jonkers, I., De Roeck, G., Vanden Broeck, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterisation+of+walking+loads+by+3D+inertial+motion+tracking.">Characterisation of walking loads by 3D inertial motion tracking.</a> J. Sound Vib. 333 (20), 1-15 (2013).</li><li>Northern Digital Inc. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> TrueImpulse Kinetic Measurement System User Guide. , (2013).</li><li>Racic, V., Pavic, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mathematical+model+to+generate+near-periodic+human+jumping+force+signals.">Mathematical model to generate near-periodic human jumping force signals.</a> Mech. Syst. Signal Process. 24 (1), 138-152 (2010).</li><li>The MathWorks Inc. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> MATLAB and Signal Processing Toolbox Release. , (2014).</li><li>Van Nimmen, K., Van den Broeck, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> PediVib 1.0 - A MATLAB toolbox for the simulation of human-induced vibrations. , (2015).</li><li>Li, Q., Fan, J., Nie, J., Li, Q., Chen, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Crowd-induced+random+vibration+of+footbridge+and+vibration+control+using+multiple+tuned+mass+dampers.">Crowd-induced random vibration of footbridge and vibration control using multiple tuned mass dampers.</a> J. Sound Vib. 329 (19), 4068-4092 (2010).</li><li>Van Nimmen, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Numerical and experimental study of human-induced vibrations of footbridges [dissertation]. , (2015).</li><li>Middleton, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Dynamic performance of high frequency floors [dissertation]. , (2009).</li><li>Ing&#242;lfsson, E. T., Georgakis, C. T., Ricciardelli, F., J&#246;nsson, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+identification+of+pedestrian-induced+lateral+forces+on+footbridges.">Experimental identification of pedestrian-induced lateral forces on footbridges.</a> J. Sound Vib. 330 (6), 1265-1284 (2011).</li><li>Racic, V., Brownjohn, J. M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mathematical+modelling+of+random+narrow+band+lateral+excitation+of+footbridges+due+to+pedestrians+walking.">Mathematical modelling of random narrow band lateral excitation of footbridges due to pedestrians walking.</a> Comput. Struct. 90-91 (1), 116-130 (2012).</li><li>Reynders, E., Roeck, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=De+Reference-based+combined+deterministic-stochastic+subspace+identification+for+experimental+and+operational+modal+analysis.">De Reference-based combined deterministic-stochastic subspace identification for experimental and operational modal analysis.</a> Mech. Syst. Signal Process. 22 (3), 617-637 (2008).</li><li>Bocian, M., Macdonald, J. H. G., Burn, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biomechanically+inspired+modeling+of+pedestrian-induced+vertical+self-excited+forces.">Biomechanically inspired modeling of pedestrian-induced vertical self-excited forces.</a> J. Bridg. Eng. 18 (12), 1336-1346 (2013).</li><li>&#381;ivanovi&#263;, S., Pavi&#263;, A., Ing&#242;lfsson, E. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modeling+spatially+unrestricted+pedestrian+traffic+on+footbridges.">Modeling spatially unrestricted pedestrian traffic on footbridges.</a> Journal of Structural Engineering. 136 (10), 1296-1308 (2010).</li><li>Agu, E., Kasperski, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+the+random+dynamic+parameters+of+the+human+body+on+the+dynamic+characteristics+of+the+coupled+system+of+structurecrowd.">Influence of the random dynamic parameters of the human body on the dynamic characteristics of the coupled system of structurecrowd.</a> J. Sound Vib. 330 (3), 431-444 (2011).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Vicon Motion Systems Product Manuals. , (2012).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> CODAmotion Technical data sheet. , (2012).</li><li>Meichtry, A., Romkes, J., Gobelet, C., Brunner, R., M&#252;ller, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Criterion+validity+of+3D+trunk+accelerations+to+assess+external+work+and+power+in+able-bodied+gait.">Criterion validity of 3D trunk accelerations to assess external work and power in able-bodied gait.</a> Gait Posture. 25 (1), 25-32 (2007).</li><li>Jung, Y., Jung, M., Lee, K., Koo, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ground+reaction+force+estimation+using+an+insole-type+pressure+mat+and+joint+kinematics+during+walking.">Ground reaction force estimation using an insole-type pressure mat and joint kinematics during walking.</a> J. Biomech. 47 (11), 2693-2699 (2014).</li><li>Liedtke, C., Fokkenrood, S. A., Menger, J. T., van der Kooij, H., Veltink, P. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+instrumented+shoes+for+ambulatory+assessment+of+ground+reaction+forces.">Evaluation of instrumented shoes for ambulatory assessment of ground reaction forces.</a> Gait Posture. 26 (1), 39-47 (2007).</li><li>Boutaayamou, M., Schwartz, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Validated+extraction+of+gait+events+from+3D+accelerometer+recordings.">Validated extraction of gait events from 3D accelerometer recordings.</a> , 6-9 (2012).</li><li>Kavanagh, J. J., Menz, H. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Accelerometry:+A+technique+for+quantifying+movement+patterns+during+walking.">Accelerometry: A technique for quantifying movement patterns during walking.</a> Gait Posture. 28 (1), 1-15 (2008).</li><li>. MALL: Movement and posture Analysis Laboratory Leuven (Interdepartemental research laboratory at the Faculty of Kinisiology and Rehabilitation Sciences) Available from: <a target="_blank" href="https://faber.kuleuven.be/MALL/mall.php">https://faber.kuleuven.be/MALL/mall.php</a> (2015)</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

התנועה האנושית GRFs וכתוצאה מכך בדרך כלל מזוהות על ידי היישום של צלחות כוח, מאובזרת הליכונים וכן טכנולוגיית לכידה תנועה אופטית כגון Vicon 18 CODA 19. היישום של טכניקות אלו, לעומת זאת, מוגבל בסביבת המעבדה. בתשובת החסרון הזה, את הפוטנציאל של טכניקות חדשניות המאפשרות ...

מונע על ידי הביקוש של יעילות כלכלית ואת ההתעצמות (חדשים) חומרים, אדריכלים ומהנדסים מרחיבים את הגבולות לבנות אי פעם יותר, גבוהים יותר וקלים מבנים. בדרך כלל, אור ומבנים רזים יש אחד או יותר תדרים טבעיים המצויים בתוך הספקטרום הדומיננטי של פעילות אנושית נפוצה כגון הליכה, ריצה או קפיצה. צפוי להיות כפוף (הכמעט מוחלטת) עירור תהודה, לעתים קרובות הם מגיבים יתר על מידה כדי תנועה אנושית, וכתוצאה מכך תנודות מטרידות ואף מזיקה 1. עבור מבנים רזים וקלים משקל אלה, על שמישות הרטט היא עניין של דאגה גוברת, לעתים קרובות המהווה את הדרישה לעיצוב הקריטית. התנועה האנושית ואת כוחות תגובת קרקע הגורם (GRFs) בדרך כלל מזוהים באופן ניסיוני בתנאי מעבדה. נכון לעכשיו, מעצבים נאלצים להסתמך על - מה הם הניחו להיות &#39;שמרניים&#39; - l המקבילהמודלים oad, משודרג ממדידות כוח יחיד אדם. עם עיצובים נשלטים על ידי הביצועים הדינמיים תחת צפיפות גבוהה קהל, דרישה חזקה קיימת עבור האימות והעידון של מודלי העומס הזמינים כרגע. הפרוטוקול הנוכחי מעסיק טכניקת הצעת מעקב 3D אינרציה לאפיון של התנועה הטבעית של הולכי רגל. הוא הראה כיצד מידע זה יכול לשמש כדי להגדיר את המתאם בין הולכי הרגל, כמו גם את עומסי מושרה המקבילים. בצעד בא, התנהגות הולכי הרגל המאופיינת משמשת כדי לדמות את התגובה המבנית המושרית מספרי. השוואה עם התגובה המבנית הרשומה מאפשרת לכמת את השפעת תופעות אינטראקציה אנושי מבנה נעדרות, למשל, הוסיפו דעיכה בשל נוכחותם של הולכי הרגל. המתודולוגיה מודגם עבור ניסויים בקנה מידה מלא על גשר אמיתי שבו התגובה המבנית את ההצעה של הנקובticipants רשום בו זמנית.

<table><tbody><tr><td>MTw Development Kit + MT Manager Software</td><td>Xsens</td><td>MTW-38A70G20-1</td><td>Development kit with wireless, highly accurate, small and lightweight 3D human motion trackers and accompanying click-in full body straps.</td></tr><tr><td>True Impulse Kinetic Measurement System + NDI Open Capture Data Acquisition and Visualization System</td><td>NDI Northern Digital Inc.</td><td>791028</td><td>TrueImpulse measures reaction forces exerted by humans during a wide variety of activities.</td></tr><tr><td>GMS-24</td><td>GeoSIG Ltd</td><td>Rev. 03.08.2010</td><td>(Wireless) accelerometers to register the structural vibrations.</td></tr><tr><td>GeoDAS GeoSIG Data Acquisition System</td><td>GeoSIG Ltd</td><td>Rev. 03.08.2010</td><td>Graphical MS Windows application running under Windows 9x/NT/2000, providing a software interface between users and GeoSIG recorders GSR/GCR/GBV/GT.</td></tr><tr><td>PediVib toolbox</td><td>KU Leuven</td><td></td><td>Software interface/toolbox to simulate the structural vibrations induced by pedestrians.</td></tr><tr><td>Metronome</td><td></td><td></td><td>A device to indicate the targetted pacing rate of the activity (free applications are available online for pc/laptop/smartphone).</td></tr></tbody></table>

simulation of human-induced vibrations based on the characterized in-field pedestrian behavior

עבור דקים ומבנים קלים, שמישות רטט היא עניין של דאגה גוברת, לעתים קרובות המהווה את הדרישה לעיצוב הקריטית. עם עיצובים נשלטים על ידי הביצועים הדינמיים תחת עומסי אדם נגרם, דרישה חזקה קיימת עבור האימות והעידון של מודלי עומס זמינים כרגע. התרומה הנוכחית משתמשת בטכניקת הצעת מעקב 3D אינרציה לאפיון של התנהגות הולכי רגל השדה. הטכניקה נבחנת ראשונה בניסויי מעבדה עם רישום סימולטני של כוחות תגובת קרקע המקבילים. הניסויים כוללים אנשי הליכה וכן פעילות אנושית קצבית כמו קפיצות מתנפנפות. זה מוצג כי הבקשה הרשומה מאפשרת זיהוי של שיעור צעדת גרסת הזמן של הפעילות. יחד עם המשקל של האדם ואת היישום של מודלי כוח להכליל זמינים בספרות, זיהה את שיעור הצעדה-variant הזמן מאפשר להיחרךacterize עומסי הנגרמת אדם. בנוסף, סינכרון הזמן בין גששי התנועה האלחוטיים מאפשר זיהוי שיעור הסנכרון בין המשתתפים. בהמשך לכך, הטכניקה משמשת על גשר אמיתי שבו הן התנועה של אנשים ואת התנודות המבניות המושרות רשומות. הוא הראה כיצד התנהגות הולכי רגל השדה המאופיינת ניתן ליישם כדי לדמות את התגובה המבנית המושרית. זה הוכח כי באתרו המזוהה צעדת שיעור ושיעור סנכרון מהווים תשומה חיונית עבור הסימולציה והאימות של עומסי הנגרמת אדם. היישומים הפוטנציאליים העיקריים של המתודולוגיה המוצעת הם להערכת תופעות אינטראקציה אנושי מבנה ואת פיתוח המודלים מתאימים המתאם בין הולכי רגל בתנאי תנועה אמיתיים.

ראשית, הוא הראה כיצד האצות הרשומות ליד COM של אנשים שניתן להשתמש בם כדי לאפיין את GRFs הסוגר. התוצאות נידונות כאן עבור אדם הליכה 3. לגמרי דומות תצפיות נעשות כאשר פעילות אדם קצבית, כלומר, קפיצות ו מתנדנד, נחשבים. איור 7 א ו 7 ב מר?...

Watch this Scientific Journal Video about Simulation of Human-induced Vibrations Based on the Characterized In-field Pedestrian Behavior at JoVE.com

Simulation of Human-induced Vibrations Based on the Characterized In-field Pedestrian Behavior

פרוטוקול מוצג לגבי האפיון של התנהגות הולכי הרגל-שדה הסימולציה של התגובה המבנית שהתקבלה. שדה-בדיקות מראות כי באתרו המזוהה צעדת שיעור ושיעור סנכרון בין המשתתפים מהווים תשומה חיונית עבור הסימולציה והאימות של עומסי הנגרמת אדם.

סימולציה של Vibrations אדם הנגרם על סמך התנהגות הולכי רגל השדה המאופיין

For slender and lightweight structures, vibration serviceability is a matter of growing concern, often constituting the critical design requirement. With ...

simulation-human-induced-vibrations-based-on-characterized-field

Education

Research

JoVE Core

JoVE Journal

Physics

Civil Engineering

Mechanical Engineering

Engineering

Unit 1

Kinetics of a Particle: Force and Acceleration

Freezing and Thawing in Concrete

Motion Along a Straight Line

SCIENTISTS IN ACTION

8.7K Views.  KU Leuven.  פרוטוקול מוצג לגבי האפיון של התנהגות הולכי הרגל-שדה הסימולציה של התגובה המבנית שהתקבלה. שדה-בדיקות מראות כי באתרו המזוהה צעדת שיעור ושיעור סנכרון בין המשתתפים מהווים תשומה חיונית עבור הסימולציה והאימות של עומסי הנגרמת אדם. 

Video: Simulation of Human-induced Vibrations Based on the Characterized In-field Pedestrian Behavior

Measurement of Vibration Detection Threshold and Tactile Spatial Acuity in Human Subjects

Tests that allow the precise determination of psychophysical thresholds for vibration and grating orientation provide valuable information about mechanosensory function that are relevant for clinical diagnosis as well as for basic research. Here, we describe two psychophysical tests designed to determine the vibration detection threshold (automated system) and tactile spatial acuity (handheld device). Both procedures implement a two-interval forced-choice and a transformed-rule up and down experimental paradigm. These tests have been used to obtain mechanosensory profiles for individuals from distinct human cohorts such as twins or people with sensorineural deafness.

Here, we present protocols to determine vibration detection thresholds and tactile acuity using psychophysical methods in man.

מדידת סף זיהוי רטט מישוש מרחבי חדות בבני אדם,

Tests that allow the precise determination of psychophysical thresholds for vibration and grating orientation provide valuable information about ...

Behavior

Whole Body Vibration Methods with Survivors of Polio

The purpose of the original study was to examine the use of whole body vibration (WBV) on polio survivors with and without post-polio syndrome as a form of weight bearing exercise. The goal of this article is to highlight the strengths, limitations, and applications of the method used. Fifteen participants completed two intervention blocks with a wash-out period in between the blocks. Each block consisted of twice a week (four weeks) WBV interventions, progressing from 10 to 20 min per session. Low intensity (peak to peak displacement 4.53 mm, frequency 24 Hz, g force 2.21) and higher intensity (peak to peak displacement 8.82 mm, frequency 35 Hz, g force 2.76) WBV blocks were used. Pain severity significantly improved in both groups following higher intensity vibration. Walking speed significantly improved in the group who participated in higher intensity intervention first. No study-related adverse events occurred. Even though this population can be at risk of developing overuse-related muscle weakness, fatigue, or pain from excessive physical activity or exercise, the vibration intensity levels utilized did not cause significant muscle weakness, pain, fatigue, or sleep disturbances. Therefore, WBV appears to provide a safe method of weight bearing exercise for this population. Limitations included the lack of measurement of reflexes, muscular activity, or circulation, the difficulty in participant recruitment, and insufficient strength of some participants to stand in recommended position. Strengths included a standard, safe protocol with intentional monitoring of symptoms and the heterogeneity of the participants in their physical abilities. An application of the methods is the home use of WBV to reduce the barriers associated with going to a facility for weight bearing exercise for longer term interventions, and benefits for conditions such as osteoporosis, particularly for aging adults with mobility difficulties due to paralysis or weakness. Presented method may serve as a starting point in future studies.

The goal of this article is to highlight the strengths, limitations, and applications of the method used with whole body vibration on polio survivors with and without post-polio syndrome as a feasible and safe form of weight bearing exercise.

כל הגוף רטט שיטות עם ניצולי פוליו

The purpose of the original study was to examine the use of whole body vibration (WBV) on polio survivors with and without post-polio syndrome as a form ...

Using a Virtual Reality Walking Simulator to Investigate Pedestrian Behavior

To cross a road successfully, individuals must coordinate their movements with moving vehicles. This paper describes use of a walking simulator in which people walk on a treadmill to intercept gaps between two moving vehicles in an immersive virtual environment. Virtual reality allows for a safe and ecologically varied investigation of gap crossing behavior. Manipulating the initial starting distance can further the understanding of a participant&#8217;s speed regulation while approaching a gap. The speed profile may be assessed for various gap crossing variables, such as initial distance, vehicle size, and gap size. Each walking simulation results in a position/time series that can inform how velocity is adjusted differently depending on the gap characteristics. This methodology can be used by researchers investigating pedestrian behavior and behavioral dynamics while employing human participants in a safe and realistic setting.

This protocol describes use of a walking simulator that serves as a safe and ecologically valid method to study pedestrian behavior in the presence of moving traffic.

שימוש בסימולטור הליכה של מציאות מדומה כדי לחקור התנהגות הולכי רגל

To cross a road successfully, individuals must coordinate their movements with moving vehicles. This paper describes use of a walking simulator in which ...

Tactile Vibrating Toolkit and Driving Simulation Platform for Driving-Related Research

Collision warning system plays a key role in the prevention of driving distractions and drowsy driving. Previous studies have proven the advantages of tactile warnings in reducing driver&#8217;s brake response time. At the same time, tactile warnings have been proved effective in take-over request (TOR) for partially autonomous vehicles.
How the performance of tactile warnings can be optimized is an ongoing hot research topic in this field. Thus, the presented low-cost driving simulation software and methods are introduced to attract more researchers to take part in the investigation. The presented protocol has been divided into five sections: 1) participants, 2) driving simulation software configuration, 3) driving simulator preparation, 4) vibrating toolkit configuration and preparation, and 5) conducting the experiment.
In the exemplar study, participants wore the tactile vibrating toolkit and performed an established car-following task using the customized driving simulation software. The front vehicle braked intermittently, and vibrating warnings were delivered whenever the front vehicle was braking. Participants were instructed to respond as quickly as possible to the sudden brakes of the front vehicle. Driving dynamics, such as the brake response time and brake response rate, were recorded by the simulation software for data analysis.
The presented protocol offers insight into the exploration of the effectiveness of tactile warnings on different body locations. In addition to the car-following task that is demonstrated in the exemplar experiment, this protocol also provides options&#160;to apply other paradigms to the driving simulation studies by making simple software configuration without any code development. However, it is important to note that due to its affordable price, the driving simulation software and hardware introduced here may not be able to fully compete with other high-fidelity commercial driving simulators. Nevertheless, this protocol can act as an affordable and user-friendly alternative to the general high-fidelity commercial driving simulators.

This protocol describes a driving simulation platform and a tactile vibrating toolkit for the investigation of driving-related research. An exemplar experiment exploring the effectiveness of tactile warnings is also presented.&#160;

ערכת כלים רוטטת מישוש ופלטפורמת הדמיית נהיגה למחקר הקשור לנהיגה

Collision warning system plays a key role in the prevention of driving distractions and drowsy driving. Previous studies have proven the advantages of ...

A Method for Evaluating Timeliness and Accuracy of Volitional Motor Responses to Vibrotactile Stimuli

Artificial sensory feedback (ASF) systems can be used to compensate for lost proprioception in individuals with lower-limb impairments. Effective design of these ASF systems requires an in-depth understanding of how the parameters of specific feedback mechanism affect user perception and reaction to stimuli. This article presents a method for applying vibrotactile stimuli to human participants and measuring their response. Rotating mass vibratory motors are placed at pre-defined locations on the participant's thigh, and controlled through custom hardware and software. The speed and accuracy of participants' volitional responses to vibrotactile stimuli are measured for researcher-specified combinations of motor placement and vibration frequency. While the protocol described here uses push-buttons to collect a simple binary response to the vibrotactile stimuli, the technique can be extended to other response mechanisms using inertial measurement units or pressure sensors to measure joint angle and weight bearing ratios, respectively. Similarly, the application of vibrotactile stimuli can be explored for body segments other than the thigh.

This article describes a technique for applying vibrotactile stimuli to the thigh of a human participant, and measuring the accuracy and reaction time of the participant&#39;s volitional response for various combinations of stimulation location and frequency.

שיטה להערכת עתוי דיוק של תגובות מוטוריות רצוניות כדי Vibrotactile גירויים

Artificial sensory feedback (ASF) systems can be used to compensate for lost proprioception in individuals with lower-limb impairments.  Effective design ...

Bioengineering

Estimating Vestibular Perceptual Thresholds Using a Six-Degree-Of-Freedom Motion Platform

Vestibular perceptual thresholds refer to the motion intensity required to enable a participant to detect or discriminate a motion based on vestibular input. Using passive motion profiles provided by six degree-of-motion platforms, vestibular perceptual thresholds can be estimated for any kind of motion and thereby target each of the sub-components of the vestibular end-organ. Assessments of vestibular thresholds are clinically relevant as they complement diagnostic tools such as caloric irrigation, the head impulse test (HIT), or vestibular evoked myogenic potentials (VEMPs), which only provide information on sub-components of the vestibular system, but none of them allow for assessing all components. There are several methods with different advantages and disadvantages for estimating vestibular perceptual thresholds. In this article, we present a protocol using an adaptive staircase algorithm and sinusoidal motion profiles for an efficient estimation procedure. Adaptive staircase algorithms consider the response history to determine the peak velocity of the next stimuli and are the most commonly used algorithms in the vestibular domain. We further discuss the impact of motion frequency on vestibular perceptual thresholds.

In this article, we describe the methods, procedures, and technologies required to estimate vestibular perceptual thresholds using a six-degree-of-freedom motion platform.

הערכת ערכי סף תפיסתיים של שיווי משקל באמצעות פלטפורמת תנועה של שש דרגות חופש

Vestibular perceptual thresholds refer to the motion intensity required to enable a participant to detect or discriminate a motion based on vestibular ...

Measurement of the Hand Transmitted Vibration of the Human Hand Arm System During Operation of a Hand Tractor

Operators of hand tractors are exposed to high levels of hand transmitted vibration (HTV). This vibration, which can be both irksome and hazardous to human health, is imparted to the operator via his or her hands and arms. However, a standardized method for measuring HTV of hand tractors has yet to be defined. The aim of the study was to present an experimental method for the investigation of the biodynamic response and vibration transmissibility of the hand-arm system during the operation of a hand tractor in a stationary mode. Measurements were performed with ten subjects using three grip forces and three handle vibration levels to examine the influences of the hand pressure and frequency on hand transmitted vibration (HTV). The results indicate that the tightness of grip on the handle influences the vibration response of the hand-arm system, especially at frequencies between 20 and 100 Hz. The transmission of lower frequencies in the hand-arm system was relatively unattenuated. In comparison, attenuation was found to be quite marked for higher frequencies during the operation of the hand tractor. The vibration transmissibility to different parts of the hand-arm system decreased with the increase of the distance from the vibration source. The proposed methodology contributes to the collection of consistent data for the evaluation of operator vibration exposure and the ergonomics development of hand tractors.

Here, we present a standardized method for measurement of the hand transmitted vibration from handles of a single-axle tractor with special reference to changes in grip force and vibration frequency.

מדידת הרטט המועבר ביד של מערכת זרוע היד האנושית במהלך פעולת טרקטור יד

Operators of hand tractors are exposed to high levels of hand transmitted vibration (HTV). This vibration, which can be both irksome and hazardous to ...

Subject-specific Musculoskeletal Model for Studying Bone Strain During Dynamic Motion

Bone stress injuries are common in sports and military trainings. Repetitive large ground impact forces during training could be the cause. It is essential to determine the effect of high ground impact forces on lower-body bone deformation to better understand the mechanisms of bone stress injuries. Conventional strain gauge measurement has been used to study in vivo tibia deformation. This method is associated with limitations including invasiveness of the procedure, involvement of few human subjects, and limited strain data from small bone surface areas. The current study intends to introduce a novel approach to study tibia bone strain under high impact loading conditions. A subject-specific musculoskeletal model was created to represent a healthy male (19 years, 80 kg, 1,800 mm). A flexible finite element tibia model was created based on a computed tomography (CT) scan of the subject&#39;s right tibia. Laboratory motion capture was performed to obtain kinematics and ground reaction forces of drop-landings from different heights (26, 39, 52 cm). Multibody dynamic computer simulations combined with a modal analysis of the flexible tibia were performed to quantify tibia strain during drop-landings. Calculated tibia strain data were in good agreement with previous in vivo studies. It is evident that this non-invasive approach can be applied to study tibia bone strain during high impact activities for a large cohort, which will lead to a better understanding of injury mechanism of tibia stress fractures.

During landing, lower-body bones experience large mechanical loads and are deformed. It is essential to measure bone deformation to better understand the mechanisms of bone stress injuries associated with impacts. A novel approach integrating subject-specific musculoskeletal modeling and finite element analysis is used to measure tibial strain during dynamic movements.

נושא ספציפי דגם השלד והשרירים ללמוד עצם המתח במהלך תנועה דינאמית

Bone stress injuries are common in sports and military trainings. Repetitive large ground impact forces during training could be the cause. It is ...

Experimental Methods to Study Human Postural Control

Many components of the nervous and musculoskeletal systems act in concert to achieve the stable, upright human posture. Controlled experiments accompanied by appropriate mathematical methods are needed to understand the role of the different sub-systems involved in human postural control. This article describes a protocol for performing perturbed standing experiments, acquiring experimental data, and carrying out the subsequent mathematical analysis, with the aim of understanding the role of musculoskeletal system and central control in human upright posture. The results generated by these methods are important, because they provide insight into the healthy balance control, form the basis for understanding the etiology of impaired balance in patients and the elderly, and aid in the design of interventions to improve postural control and stability. These methods can be used to study the role of somatosensory system, intrinsic stiffness of ankle joint, and visual system in postural control, and may also be extended to investigate the role of vestibular system. The methods are to be used in the case of an ankle strategy, where the body moves primarily about the ankle joint and is considered a single-link inverted pendulum.

This article presents an experimental/analytic framework to study human postural control. The protocol provides step-by-step procedures for performing standing experiments, measuring body kinematics and kinetics signals, and analyzing the results to provide insight into the mechanisms underlying human postural control.

שיטות נסיוניות ללימוד בקרת הפוסטאורל האנושית

Many components of the nervous and musculoskeletal systems act in concert to achieve the stable, upright human posture. Controlled experiments accompanied ...

Trajectory Data Analyses for Pedestrian Space-time Activity Study

It is well recognized that human movement in the spatial and temporal dimensions has direct influence on disease transmission1-3. An infectious disease typically spreads via contact between infected and susceptible individuals in their overlapped activity spaces. Therefore, daily mobility-activity information can be used as an indicator to measure exposures to risk factors of infection. However, a major difficulty and thus the reason for paucity of studies of infectious disease transmission at the micro scale arise from the lack of detailed individual mobility data. Previously in transportation and tourism research detailed space-time activity data often relied on the time-space diary technique, which requires subjects to actively record their activities in time and space. This is highly demanding for the participants and collaboration from the participants greatly affects the quality of data4.
Modern technologies such as GPS and mobile communications have made possible the automatic collection of trajectory data. The data collected, however, is not ideal for modeling human space-time activities, limited by the accuracies of existing devices. There is also no readily available tool for efficient processing of the data for human behavior study. We present here a suite of methods and an integrated ArcGIS desktop-based visual interface for the pre-processing and spatiotemporal analyses of trajectory data. We provide examples of how such processing may be used to model human space-time activities, especially with error-rich pedestrian trajectory data, that could be useful in public health studies such as infectious disease transmission modeling.
The procedure presented includes pre-processing, trajectory segmentation, activity space characterization, density estimation and visualization, and a few other exploratory analysis methods. Pre-processing is the cleaning of noisy raw trajectory data. We introduce an interactive visual pre-processing interface as well as an automatic module. Trajectory segmentation5 involves the identification of indoor and outdoor parts from pre-processed space-time tracks. Again, both interactive visual segmentation and automatic segmentation are supported. Segmented space-time tracks are then analyzed to derive characteristics of one's activity space such as activity radius etc. Density estimation and visualization are used to examine large amount of trajectory data to model hot spots and interactions. We demonstrate both density surface mapping6 and density volume rendering7. We also include a couple of other exploratory data analyses (EDA) and visualizations tools, such as Google Earth animation support and connection analysis. The suite of analytical as well as visual methods presented in this paper may be applied to any trajectory data for space-time activity studies.

A suite of spatiotemporal processing methods are presented to analyze human trajectory data, such as that collected using a GPS device, for the purpose of modeling pedestrian space-time activities.

ניתוח נתונים תלולים מסלול לחקר חלל פעילות הולכי רגל בזמן

It is well recognized that human movement in the  spatial and temporal dimensions has direct influence on disease transmission1-3.  An infectious disease ...