Математические модели и алгоритмы эвакуации людей в аварийных ситуациях в учебных заведениях

• Автор: Егоров, Алексей Александрович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 195 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.
1. СОВРЕМЕННЫЕ МОДЕЛИ ДВИЖЕНИЯ ЛЮДСКИХ ПОТОКОВ ПРИ ЭВАКУАЦИИ. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Общая характеристика современных компьютерных моделей эвакуации

1.2 Классификациякомпьютерных моделей эвакуации

1.3 Входные данные для компьютерных моделей эвакуации.

1.4 Моделирование процесса эвакуации в компьютерных моделях

1.5 Методики моделирования развития опасных факторов пожара

1.6 Моделирование человеческого поведения.

1.7 Цели и задачи исследования

2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ МОДЕЛИРОВАНИЯ И ОПТИМИЗАЦИИ ЛЮДСКИХ ПОТОКОВ ПРИ ЭВАКУАЦИИ.

2.1 Общая характеристика основных параметров потока леодй внутри здания
2.2 Основные подходе к моделированию движения людей внутри зданий.
2.3 Применение сетей Петри для моделирования движения людских потоков
2.3.1 Общая характеристика сетей Петри.
2.3.2 Представление общей структуры здания в виде сети Петри
2.3.3 Основной алгоритм моделирования. Определение параметров людского потока при моделировании.
2.3.4 Сравнение результатов расчета общего времени эвакуации при помощи различных методик
2.4 Оптимизация распределения людских потоков при эвакуации
2.4.1 Общая характеристика задачи оптимизации распределения людских потоков при эвакуации.
2.4.2 Методика оптимизации распределения потоков людей при эвакуации.
3 ПРИМЕНЕНИЕ НЕЧЕТКИХ СЕТЕЙ ПЕТРИ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ ЛЮДСКИХ ПОТОКОВ В ЗДАНИЯХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ В ПЕРЕРЫВАХ МЕЖДУ ЗАНЯТИЯМИ.
3.1 Общая характеристика вариантов распределения людей но внутренним помещениям здания, требующая применения нечеткости
3.2 Применение нечетких сетей Петри для моделирования движения людских потоков в зданиях учебных заведений в перерывах между занятиями.
3.2.1 Общая характеристика сетей Петри с нечеткой начальной разметкой.
3.2.2 Применение сетей Петри с нечеткой начальной разметкой для моделирования движения людских потоков в зданиях учебных заведений в перерывах между занятиями.
3.2.3 Применение сетей Петри с нечеткой начальной разметкой и нечеткими правилами срабатывания переходов
3.3 Моделирования процесса принятия решений решения в малых группах при помощи нечетких отношений.
3.4 Моделирования поведения в больших группах с использованием аппарата нечеткой логики
4. СИНТЕЗ СИСТЕМЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
ЛЮДСКИХ ПОТОКОВ ПРИ.
4.1 Общая характеристика структуры здания учебного заведения
4.2 Общая характеристика системы моделирования и оптимизации людских потоков внутри здании учебного заведения.
4.3 Модуль формирования структуры сети Петри
4.4 Структура базы данных расписания занятий
4.5 Модуль моделирования и оптимизации распределения людских потоков внутри здания учебного заведения
4.5.1 Общая характеристика модуля моделирования и оптимизации распределения людских потоков внутри здания учебного заведения.
4.5.2 Входные и выходные данные
4.5.3 Оптимизация распределения потоков людей в здании
4.5.4 Результаты оптимизации распределения потоков людей из
пятиэтажного здания учебного заведения.
4.5.5. Моделирование движения людских потоков внутри здания
4.5.6 Моделирование движения людских потоков внутри здания при помощи сетей Петри с нечеткой начальной разметкой 1
4.5.7 Моделирование движения людских потоков внутри здания при помощи сетей Петри с нечеткой начальной разметкой и нечеткими правилами срабатывания переходов
4.6 Моделирование эвакуации из здания лицеяинтерната СГТУ
4.6.1 Общая характеристика здания лицеяинтерната СГТУ
4.6.2. Моделирование движения людских потоков внутри здания лицеяинтерната СГТУ.
4.6.3. Моделирование движпя людских потоков внутри здания лицеяинтерната СГТУ при помощи сетей Петри с нечеткой начальной разметкой.
Выводы.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
Список литературы


На первом этапе исследования были использованы две модели 8ТЕР8 и ЕХ1Т, чтобы произвести моделирование эвакуации из 6этажного здания в Лондоне и этажного здания в Калгари. На втором этапе было выделено несколько групп переменных геометрические количество этажей, расположение мебели, количество выходов и т. На третьем этапе было сгенерировано при помощи метода МонтеКарло более входных файлов данных для каждого из исследуемых зданий. Значения переменных были сформированы случайным образом. На четвертом этапе были проанализированы выходные данные моделирования. На пятом этапе было исследовано влияние переменных на получаемое значение общего времени эвакуации. В статье приведены коэффициенты корреляции переменных. Значения переменных определяются случайным образом и связаны с конкретным зданием. Современные компьютерные модели эвакуации используют несколько методик для моделирования движения потоков людей. Статьи , посвящены модели эвакуации ЕХ1Т. Данная модель была разработана на языке РоИгап для моделирования эвакуации высотного здания с возможностью прослеживания движения каждого человека индивидуально. В данной модели люди перемещаются к наиболее близкому выходу. Как только люди попадают на лестничную клетку, то они движутся к самому нижнему этажу что не всегда соответствует действительности. Модель не поддерживает имитации поведенческих возможностей. Здание представляется в виде сети с узлами. Автор отмечает, что формирование структуры сети самая трудоемкая часть операции. Движение людей рассчитывается от узла к узлу. В случае блокировки одного из узлов дымом происходит перерасчет эвакуационных маршрутов. Скорости движения людей зависят от плотности потока. Вычисление осуществляется при помощи формул, разработанных Милинским и Предтсченским. В статье отмечается, что при возникновении пожара существует некоторая задержка эвакуации. В ЕХ1Т время задержки задается случайным образом. Пользователь только определяет диапазон возможных времен задержек. ЕХТТ позволяет моделировать движение людей, скорость которых отлична от общей скорости движения основного потока например, движение травмированных людей. В статье приводятся примеры моделирования эвакуаций, и проводится сопоставление полученных результатов с результатами реальных эвакуаций. Автор делает предположения о причинах несоответствия расчетных значений реальным значениям времени эвакуации. Статья посвящена сетевой модели II. В статье отмечается необходимость методологии, которая позволит планировщикам и менеджерам определять, каким образом будет протекать эвакуация для определенного здания в определенных условиях. II может использоваться для моделирования эвакуации со сложными эвакуационными планами. Примером здания со сложными эвакуационными планами может служить колледж. В колледже эвакуация может протекать различным образом, что объясняется спецификой учебного расписания. В модели пользователю предоставлена возможность блокировки или ускорения движения на отдельных маршрутах эвакуации. II учитывает множество особенностей, позволяющих эвакуацию время включающее время задержки эвакуации и время движения по эвакуационному маршруту, распределение людей количество людей в помещениях в различные моменты времени, метод эвакуации, доступные области области, в которые могут переходить люди при эвакуации, варианты эвакуации выходы, предпочтительные для жильцов, оценку маршрута. При помощи II была промоделирована эвакуация здания университета. Дальнейшая перспектива развития модели связана с расширением области применения модели II. Статья посвящена системе i. Целью разработки данной системы было создание аналитического инструмента моделирования эвакуации. Автор отмечает, что разработка компьютерных моделей, помогающих с количественным анализом риска, является основной тенденцией в проектировании. Система способна использовать . Кроме того, пользователи имеют возможность формировать структуру моделируемого здания при помощи средств САПР. Топология здания представляется в виде площадок, соединенных дорожками.