Моделирование эвакуации - Evacuation simulation

Моделирование эвакуации это метод определения эвакуация раз для областей, зданий или судов. Он основан на симуляция из толпа динамика и пешеходное движение.

Различие между зданиями, кораблями и судами, с одной стороны, и поселениями и территориями, с другой, важно для моделирования процессов эвакуации. В случае эвакуации целого района транспорт фаза (см. аварийная эвакуация ) обычно покрывается модели очередей (Смотри ниже).

Моделирование - это не в первую очередь методы оптимизация. Чтобы оптимизировать геометрию здания или процедуру относительно времени эвакуации, необходимо указать и минимизировать целевую функцию. Соответственно, необходимо идентифицировать одну или несколько переменных, которые могут изменяться.

Классификация моделей

Подходы к моделированию в области моделирования эвакуации:

  • Клеточный автомат: дискретные микроскопические модели, в которых пешеход представлен состоянием клетки. Существуют модели процессов эвакуации судов,[1] двунаправленные пешеходные потоки,[2] общие модели с аспектами бионики[3]
  • Агентные модели: микроскопические модели, в которых пешеход представлен агентом. Помимо координат агенты могут иметь человеческие атрибуты. Их поведение может иметь стохастический характер. Существуют общие модели с пространственными аспектами пешеходных ступеней.[4]
  • Модель социальной силы: непрерывная микроскопическая модель, основанная на уравнениях физики[5]
  • Модели массового обслуживания: макроскопические модели, основанные на графическом представлении геометрии. Движение людей представлено в виде поток на этом график.
  • Модели оптимизации роя частиц: микроскопическая модель, основанная на функции приспособленности, которая минимизирует некоторые свойства эвакуации (расстояние между пешеходами, расстояние между пешеходами и выходами)[6]
  • Гидродинамические модели: непрерывные макроскопические модели, в которых большие скопления людей моделируются связанными нелинейными уравнениями в частных производных.[7]

Моделирование эвакуации

Здания (вокзалы, спортивные стадионы), корабли, самолеты, туннели и поезда схожи в плане их эвакуации: люди идут в безопасную зону. Кроме того, люди могут использовать горки или аналогичные системы эвакуации, а для судов - спуск спасательных шлюпок.

Туннели

Туннели представляют собой уникальную среду со своими особыми характеристиками: подземные пространства, неизвестные пользователям, отсутствие естественного освещения и т. Д., Которые влияют на различные аспекты поведения эвакуированных, такие как время до эвакуации (например, нежелание пассажиров покидать транспортные средства), обитатель – обитатель и взаимодействие обитателя и окружающей среды, стадное поведение и выбор выхода.

Корабли

Для эвакуации с корабля характерны четыре аспекта:

  • Отношение количества экипажа к количеству пассажиров,
  • Движение корабля,
  • Плавающая позиция
  • Система эвакуации (например, горки, спасательные шлюпки).

Движение судна и / или ненормальное плавучее положение могут снизить способность двигаться. Это влияние исследовано экспериментально и может быть учтено с помощью коэффициентов приведения.

Эвакуация корабля делится на два отдельных этапа: этап сборки и этап. посадка фаза.

Самолет

Американец Федеральная авиационная администрация требует, чтобы воздушное судно могло быть эвакуировано в течение 90 секунд. Этот критерий необходимо проверить перед утверждением самолета.

Правило 90 секунд требует демонстрации того, что все пассажиры и члены экипажа могут безопасно покинуть кабину самолета менее чем за 90 секунд, при этом половина используемых выходов заблокирована, с минимальным освещением, обеспечиваемым освещением приближения к полу, и определенного возраста смешайте смоделированных пассажиров.

Правило было установлено в 1965 году и составляло 120 секунд, и с годами оно развивалось, чтобы охватывать улучшения в оборудовании для эвакуации, изменения в материалах кабины и сиденья, а также более полное и соответствующее обучение экипажа.

Рекомендации

  1. ^ Мейер-Кениг, Т., Клюпфель, Х., и Шрекенберг, М. (2002). Оценка и анализ процессов эвакуации на пассажирских судах с помощью микроскопического моделирования. Шрекенберг и Шарма [2], 297-302.
  2. ^ Синий, Виктор; Адлер, Джеффри (1999-01-01). «Сотовые автоматы для микросимуляции двунаправленных пешеходных потоков». Отчет о транспортных исследованиях: журнал Совета по исследованиям в области транспорта. 1678: 135–141. Дои:10.3141/1678-17. ISSN  0361-1981.
  3. ^ Киршнер, Ансгар; Шадшнайдер, Андреас (2002). «Моделирование процессов эвакуации с использованием модели клеточного автомата на основе бионики для пешеходной динамики». Physica A: Статистическая механика и ее приложения. 312 (1–2): 260–276. arXiv:cond-mat / 0203461. Bibcode:2002PhyA..312..260K. Дои:10.1016 / s0378-4371 (02) 00857-9.
  4. ^ Вирт, Эрвин; Сабо, Дьёрдь (14.06.2017). «Tickmodel для предотвращения перекрытия: агент и ГИС-метод для моделирования эвакуации». Периодика Политехника Гражданское строительство. 62 (1): 72–79. Дои:10.3311 / PPci.10823. ISSN  1587-3773.
  5. ^ Хелбинг, Дирк (1995). «Модель социальной силы для пешеходной динамики». Физический обзор E. 51 (5): 4282–4286. arXiv:cond-mat / 9805244. Bibcode:1995PhRvE..51.4282H. Дои:10.1103 / Physreve.51.4282.
  6. ^ Искьердо, Дж .; Монтальво, I .; Pérez, R .; Фуэртес, В. (2009). «Прогнозирование времени эвакуации пешеходов с помощью разведки роя». Physica A: Статистическая механика и ее приложения. 388 (7): 1213–1220. Bibcode:2009PhyA..388.1213I. Дои:10.1016 / j.physa.2008.12.008.
  7. ^ Хьюз, Роджер Л. (01.01.2003). «Поток людских толп». Ежегодный обзор гидромеханики. 35 (1): 169–182. Bibcode:2003АнРФМ..35..169Х. Дои:10.1146 / annurev.fluid.35.101101.161136. ISSN  0066-4189.

Литература

  • A. Schadschneider, W. Klingsch, H. Klüpfel, T. Kretz, C. Rogsch и A. Seyfried. Динамика эвакуации: эмпирические результаты, моделирование и приложения. В R.A. Мейерс, редактор, Энциклопедия сложности и системологии. Springer, Berlin Heidelberg New York, 2009. (будет опубликовано в апреле 2009 г., доступно по адресу arXiv: 0802.1620v1).
  • Лорд Дж., Мичем Б., Мур А., Фахи Р., Пру Дж. (2005). Руководство по оценке возможностей прогнозирования исходящих компьютерных моделей, Отчет NIST GCR 06-886. http://www.fire.nist.gov/bfrlpubs/fire05/PDF/f05156.pdf
  • Э. Ронки, П. Колонна, Дж. Капоте, Д. Альвеар, Н. Берлоко, А. Куэста. Оценка различных моделей эвакуации для анализа безопасности дорожных туннелей. Туннелирование и технология подземного космоса Vol. 30 июля 2012 г., стр. 74–84. Дои:10.1016 / июл.2012.02.008
  • Кулиговский Э.Д., Павлин Р.Д., Хоскинс Б.Л. (2010). Обзор моделей эвакуации зданий NIST, Отдел пожарных исследований. 2-е издание. Техническая нота 1680 Вашингтон, США.
  • Международная морская организация (2007 г.). Руководство по анализу эвакуации новых и существующих пассажирских судов, MSC / Circ.1238, Международная морская организация, Лондон, Великобритания.
  • Р. Ловреглио, Э. Рончи, М. Дж. Кинси (2019). Онлайн-опрос об использовании и пользователях модели эвакуации пешеходов. Пожарная техника. https://doi.org/10.1007/s10694-019-00923-8