Simulace evakuace - Evacuation simulation

Simulace evakuace je metoda k určení evakuace časy pro oblasti, budovy nebo plavidla. Je založen na simulace z dav dynamika a pohyb chodce.

Rozdíl mezi budovami, loděmi a plavidly na jedné straně a osadami a oblastmi na druhé straně je důležitý pro simulaci evakuačních procesů. V případě evakuace celého okresu, doprava fáze (viz nouzová evakuace ) je obvykle pokryta modely do fronty (viz. níže).

Simulace nejsou primárně metodami pro optimalizace. Pro optimalizaci geometrie budovy nebo postupu s ohledem na dobu evakuace je třeba specifikovat a minimalizovat cílovou funkci. Proto musí být identifikována jedna nebo více proměnných, které se mohou měnit.

Klasifikace modelů

Modelovací přístupy v oblasti simulace evakuace:

  • Buněčný automat: diskrétní, mikroskopické modely, kde je chodec reprezentován stavem buňky. Existují modely pro procesy evakuace lodí,[1] obousměrný tok chodců,[2] obecné modely s bionickými aspekty[3]
  • Modely založené na agentech: mikroskopické modely, kde chodce zastupuje agent. Agenti mohou mít kromě souřadnic lidské atributy. Jejich chování může integrovat stochastickou povahu. Existují obecné modely s prostorovými aspekty kroků pro chodce[4]
  • Model sociálních sil: spojitý, mikroskopický model založený na rovnicích z fyziky[5]
  • Modely front: makroskopické modely, které jsou založeny na grafickém znázornění geometrie. Pohyb osob je reprezentován jako a tok Na toto graf.
  • Modely optimalizace roje částic: mikroskopický model založený na fitness funkci, která minimalizuje některé vlastnosti evakuace (vzdálenost mezi chodci, vzdálenost mezi chodci a východy)[6]
  • Fluidně-dynamické modely: spojité, makroskopické modely, kde se modelují velké davy pomocí spojených, nelineárních, parciálních diferenciálních rovnic[7]

Simulace evakuací

Budovy (vlaková nádraží, sportovní stadiony), lodě, letadla, tunely a vlaky jsou podobné, pokud jde o jejich evakuaci: osoby kráčí směrem k bezpečné oblasti. Kromě toho mohou osoby používat skluzavky nebo podobné evakuační systémy a pro lodě spouštění záchranných člunů.

Tunely

Tunely jsou jedinečná prostředí s vlastními specifickými vlastnostmi: podzemní prostory, neznámé pro uživatele, žádné přirozené světlo atd., Které ovlivňují různé aspekty chování evakuovaných osob, například doby před evakuací (např. Neochota cestujících opustit vozidla), cestující - cestující a interakce cestujících s prostředím, stádové chování a výběr východů.

Lodě

Pro evakuaci lodí jsou zvláštní čtyři aspekty:

  • Poměr počtu členů posádky k počtu cestujících,
  • Pohyb lodi,
  • Plovoucí poloha
  • Evakuační systém (např. Skluzavky, záchranné čluny).

Pohyb lodi a / nebo abnormální plovoucí poloha mohou snížit schopnost pohybu. Tento vliv byl zkoumán experimentálně a lze jej zohlednit redukčními faktory.

Evakuace lodi je rozdělena do dvou samostatných fází: montážní fáze a nalodění fáze.

Letadlo

Američan Federální letecká správa vyžaduje, aby letadlo muselo být možné evakuovat do 90 sekund. Toto kritérium musí být zkontrolováno před schválením letadla.

Pravidlo 90 sekund vyžaduje demonstraci, že všichni cestující a členové posádky mohou bezpečně opustit kabinu letadla za méně než 90 sekund, přičemž je zablokována polovina použitelných východů, s minimálním osvětlením poskytovaným osvětlením blízkosti podlahy a určitým věkovým pohlavím smíchejte simulované cestující.

Pravidlo bylo stanoveno v roce 1965 na 120 sekund a v průběhu let se vyvíjelo tak, aby zahrnovalo vylepšení únikového vybavení, změny v materiálu kabiny a sedadel a úplnější a vhodnější výcvik posádky.

Reference

  1. ^ Meyer-König, T., Klüpfel, H., & Schreckenberg, M. (2002). Posuzování a analýza evakuačních procesů na osobních lodích pomocí mikroskopické simulace. Schreckenberg a Sharma [2], 297-302.
  2. ^ Modrá, Victor; Adler, Jeffrey (01.01.1999). "Mikrosimulace celulárních automatů obousměrných toků chodců". Záznam o dopravním výzkumu: Journal of the Transportation Research Board. 1678: 135–141. doi:10.3141/1678-17. ISSN  0361-1981.
  3. ^ Kirchner, Ansgar; Schadschneider, Andreas (2002). „Simulace evakuačních procesů pomocí modelu buněčného automatu inspirovaného bionikou pro dynamiku chodců“. Physica A: Statistická mechanika a její aplikace. 312 (1–2): 260–276. arXiv:cond-mat / 0203461. Bibcode:2002PhyA..312..260 tis. doi:10.1016 / s0378-4371 (02) 00857-9.
  4. ^ Wirth, Ervin; Szabó, György (14.06.2017). „Vyhýbání se překrývání Tickmodel: metoda simulace evakuace založená na agentech a GIS“. Periodica Polytechnica Civil Engineering. 62 (1): 72–79. doi:10,3311 / PPci.10823. ISSN  1587-3773.
  5. ^ Helbing, Dirk (1995). "Model sociální síly pro dynamiku chodců". Fyzický přehled E. 51 (5): 4282–4286. arXiv:cond-mat / 9805244. Bibcode:1995PhRvE..51.4282H. doi:10.1103 / physreve.51.4282.
  6. ^ Izquierdo, J .; Montalvo, I .; Pérez, R .; Fuertes, V.S. (2009). "Předpovídání doby evakuace chodců pomocí inteligence roje". Physica A: Statistická mechanika a její aplikace. 388 (7): 1213–1220. Bibcode:2009PhyA..388.1213I. doi:10.1016 / j.physa.2008.12.008.
  7. ^ Hughes, Roger L. (01.01.2003). „Tok lidských davů“. Roční přehled mechaniky tekutin. 35 (1): 169–182. Bibcode:2003AnRFM..35..169H. doi:10.1146 / annurev.fluid.35.101101.161136. ISSN  0066-4189.

Literatura

  • A. Schadschneider, W. Klingsch, H. Klüpfel, T. Kretz, C. Rogsch a A. Seyfried. Dynamika evakuace: empirické výsledky, modelování a aplikace. V R.A. Meyers, redaktor, Encyclopedia of Complexity and System Science. Springer, Berlin Heidelberg New York, 2009. (bude publikováno v dubnu 2009, k dispozici na arXiv: 0802.1620v1).
  • Lord J, Meacham B, Moore A, Fahy R, Proulx G (2005). Průvodce hodnocením predikčních schopností počítačových výstupních modelů, NIST Report GCR 06-886. http://www.fire.nist.gov/bfrlpubs/fire05/PDF/f05156.pdf
  • E. Ronchi, P. Colonna, J. Capote, D. Alvear, N. Berloco, A. Cuesta. Vyhodnocení různých evakuačních modelů pro bezpečnostní analýzy silničních tunelů. Tunelovací a podzemní vesmírná technologie sv. 30. července 2012, str. 74–84. doi:10.1016 / j.tust.2012.02.008
  • Kuligowski ED, Peacock RD, Hoskins, BL (2010). Recenze modelů evakuace budov NIST, divize požárního výzkumu. 2. vydání. Technická poznámka 1680 Washington, USA.
  • Mezinárodní námořní organizace (2007). Pokyny pro evakuační analýzy pro nové a stávající lodě cestujících, MSC / cir. 1238, Mezinárodní námořní organizace, Londýn, Velká Británie.
  • R. Lovreglio, E. Ronchi, M. J. Kinsey (2019). Online průzkum využití modelu evakuace chodců a uživatelů. Požární technologie. https://doi.org/10.1007/s10694-019-00923-8