Simulace průběhu masové střelby

Název: Simulace průběhu masové střelby

Autor: Jiří Mareš (marj39)

Modelovací nástroj: NetLogo

Zdá se, že s každým dalším uběhlým měsícem je přinejmenším v jedné zemi (např. USA) toto téma více a více diskutované. Překvapivě však existují jen 2 důkladnější (dle mého vědomí) simulační studie zabývající se problematikou masové střelby. První (1) z roku 2014 a druhá (2) z roku 2016, která několik poznatků čerpala z té první. Na jejich základě jsem vytvořil simulaci průběhu masové střelby především za účelem zjištění, zdali je dle poučky "fight or flight" lepší boj, nebo útěk. Díky simulaci lze však i ověřit účinek legislativy regulující povolenou velikost zásobníku civilních zbraní či účinek legislativy zakazující útočné pušky.

Definice problému

Výskyt masové střelby je velmi těžké předpovídat, rozvíjí se proto vzdělávání veřejnosti v tom, jak se nejlépe v podobných situacích chovat. Doporučovaná strategie je prezentována ve třech hierarchických úrovních - útéct, schovat se, bránit se. Takový přístup maximalizuje šanci na přežití pro každého jednotlivce, zvyšuje však riziko pro ostatní (např. přivlastněním si dobrého úkrytu) a nemusí tak vůbec vést k celkovému snížení počtu obětí (2, s. 1).

FBI definuje jako masovou střelbu jako útok aktivního střelce (jednotlivec používající střelné zbraně k aktivnímu zabití či pokusu o něj v zalidněné oblasti) se 4 a více fatálními oběťmi (2, s. 2). FBI dále poukazuje na skutečnost, že i civilní občané jakožto účastníci útoku aktivního střelce mají schopnost ovlivnit výsledek incidentu. Ve 104 takových situacích v letech 2000-2012 byl oběťmi zastaven 17krát (2, s. 2).

Každý útok aktivního střelce vyvolává debatu o vhodných legislativních úpravách, omezení práva držet zbraně a jak bylo naznačeno, i o způsobu minimalizace ztrát na životech vhodnými akcemi obětí a dalších komplexních otázkách. Cílem simulace je tyto oblasti v rámci možností prozkoumat.

Metoda

K implementaci modelu byla zvolena multi-agentní simulace s použití jazyka a nástroje NetLogo verze 6.2. Každý účastník masové střelby (civilista či střelec) může být chápán jako agent s vlastním chováním a "myšlením". Důležitá je především simulace prostoru, která v průběhu masové střelby hraje nemalou roli - kde se nachází střelec, kde se nachází oběť, jakou vzdálenost má od střelce hrdinný civilista. Proto je jasnou volbou multi-agentní simulace v NetLogo.

Model

Svou práci jsem na začátku založil především na příkladu z výuky "Building escape". Dále jsem postupoval především s pomocí poznámek ze zdroje (2). Některé původně zamýšlené věci jsem byl nucen vypustit (především agenty ozbrojených civilistů) a to především z důvodu nemožnosti je podložit reálnými daty. Na druhou stranu jsem některé minoritní funkce přidal i za cenu toho, že jejich implementace není podložená tvrdými daty, ale jejich zmíněný minoritní rozsah by neměl příliš model ovlivnit.

Agenti

V modelu jsem použil dva typy agentů.

Civilisté (civilians)

Jde o oběti masové střelby. Jejich vnitřní proměnné zahrnují:

• rychlost pohybu (pace)
  • určená normálním rozdělením se střední hodnotou 3.9 m/s a směrodatnou odchylkou 2.7 m/s (2, s. 3). Toto rozdělení může vést i k negativní rychlosti pohybu, pro jednoduchost je rychlost pod 0.5 m/s nastavena na 0.5 m/s.
• je si agent vědom situace? (is-aware)
  • určuje, zdali je si daný agent vědom toho, že se nachází v situaci aktivního střelce (viz níže "kognitivní prodleva")
  • true/false
• je odvážný? (is-brave)
  • pokud ano, agent si vybere strategii "fight", namísto výchozí strategie "flight"
  • true/false

Střelci (shooters)

Začínají střílet ihned po spuštění simulace.

• stav zásobníku zbraně (mag_status)
  • maximální hodnotou této proměnné je proměnná "mag_capacity", viz níže
• cíl (target)
  • zde se ukládá aktuální vybraný cíl střelce. Střelec si přirozeně vybírá s vyšší prioritou cíle bližší, přičemž nejvyšší prioritu dává odvážným civilistům, kteří se ho v danou chvíli zrovna snaží přemoci.
• vzdálenost k cíli (distance_to_target)
• probíhá přebíjení zbraně? (is_reloading)
  • jak bude uvedeno níže, střelci lze nastavit určitý čas potřebný k přebití zbraně. Pokud střelec zrovna přebíjí (TRUE), je vyšší šance, že bude přemožen odvážnými civilisty.
  • true/false
• zbývající čas do přebití (reload_remaining_time)
  • dokud tento čas není nulový, střelec nemůže svou zbraň použít.

Prostor

Prostor simulace je řešen jako venkovní lokalita (koncert, veřejné prostranství, park, ...) rozměru 64x64. Pokud se civilisté dostanou k hranici prostoru, uvažuje se, že se jim podařilo utéct.

Parametry

Uživatel může ovlivnit řadu parametrů simulace:

• počet civilistů (n_of_civilians)
• počet střelců (n_of_shooters)
• procento odvážných (bravery)
  • od 0 po 1.0 %
• procentuální šance přemožení střelce civilistou v souboji za 1 vteřinu (chance_of_overcoming_shooter)
  • 0 až 1.0 %
• kognitivní prodleva (cognitive_delay)
  • určuje počet vteřin (ticks), které musí uběhnout, aby si civilisté uvědomili situaci aktivního střelce, to znamená aby začali utíkat či bojovat se střelcem
  • 0 až 5 vteřin
• účinný dosah zbraně (shooter_range)
  • pro jednoduchost je určeno, že za tuto vzdálenost již střelec nevyhledává cíle
  • ovlivňuje též přesnost střelby, např. pokud je cíl vzdálen 50m a dosah zbraně je 50m, střelec bude mít v základu 50% šanci cíl trefit (dále ovlivněno parametrem shooter_accuracy). Pokud je ale dosah zbraně 100m při stejné vzdálenosti k cíli, šance na zásah bude vyšší.
  • tudíž tímto parametrem lze reprezentovat střelcovu zbraň - u pistole lze předpokládat 10-30m, u útočné pušky až 300m (resp. zde maximálně možných 100m)
  • 10 až 100 metrů
• přesnost střelce (shooter_accuracy)
  • vyšší hodnoty pozitivně ovlivňují výslednou šanci zásahu cíle. Tímto parametrem tak lze reprezentovat např. předchozí výcvik či schopnosti střelce
  • 0 až 1.0
• procentuální šance přemožení odvážného civilisty střelcem v souboji za 1 vteřinu (chance_of_overcoming_fighter)
  • jelikož je střelec mentálně připraven, může mít u sebe nůž a další zbraně, tato hodnota je předpokládána vyšší než chance_of_overcoming_shooter (také v souladu s (2))
  • i tímto parametrem lze reprezentovat výcvik a schopnosti střelce
  • 0 až 1.0 %
• čas potřebný na přebití (reload_time)
  • další parametr reprezentující schopnosti či výcvik střelce
  • 0 až 10 vteřin
• kapacita zásobníku zbraně (mag_capacity)
  • díky tomuto parametru lze reprezentovat různé zbraně, u pistole lze předpokládat 5-15 nábojů v zásobníku, u útočných pušek či samopalů 20 až 50
  • 1 až 50 nábojů

Další poznatky a omezení modelu

• Je simulována i možnost zbloudilé střely, která může náhodou zranit či usmrtit civilistu nacházející se v těsné blízkosti cíle. Pokud střelec cíl mine, zbloudilá střela může zranit s 50 % pravděpodobností.
• Jak bylo řečeno, pokud střelec přebíjí, lze jej považovat za méně pozorného, a proto je o 50 % větší šance, že bude odvážným civilistou poražen.
• Zorné pole, ve kterém střelec vybírá cíle, bylo pevně nastaveno na 180 stupňů. Pokud v tomto poli nenalezne cíl, začne se otáčet směrem doleva (předpokládáme, že je pravák a pro praváka držícího zbraň je přirozenější hledat cíl vlevo).

Omezení modelu je samozřejmě dlouhá řada. Nedostatek detailních reálných dat má za příčinu mnohá zjednodušení. Ozbrojení civilisté nejsou bráni v potaz, jelikož dle statistik (2, s. 2) je jich poměrně málo. Není také simulována zvyšující se šance přemoci střelce v případě, že s ním bojuje např. 5 civilistů naráz - pro každého se v simulaci počítá pravděpodobnost zvlášť. Není také řešena komunikace mezi bojujícími civilisty (např. typu "pozor, má nůž" apod.). Balistika je také řešena velmi zjednodušeně, pracuje se sice s konceptem zbloudilé střely, ta ale v podstatě přestává existovat po opuštění prostoru cíle, což v realitě přirozeně neplatí.

Výsledky

příkladný průběh

Závěr

asdasdas

Reference

1. Agent-Based Simulation of Mass Shootings: Determining How to Limit the Scale of a Tragedy
2. Active Shooter: An Agent-Based Model of Unarmed Resistance