Программные алгоритмы, реализующие модель движения людских потоков в системе управления эвакуацией людей из здания

Освещаются вопросы, связанные с компьютерным моделированием процессов эвакуации людей из здания. Рассматриваются программные реализации модели движения людских потоков, основанные на различном представлении пространственной структуры здания - в виде разностной сетки или графа. Приводятся результаты тестирования программных реализаций на контрольных конфигурациях зданий и сравнение с результатами, полученными с использованием других программных продуктов. Главное внимание уделено применимости описываемых программных алгоритмов в целевой задаче - задаче управления эвакуацией людей из здания в условиях пожара. Сделан вывод о применимости реализованного программного модуля, основанного на пространственном представлении здания в виде графа, в недорогих системах управления эвакуацией людей из здания в режиме реального времени.

управление эвакуацией, математическое моделирование, движение людских потоков, теория графов, пространственно-информационная модель здания, микроконтроллеры, беспроводные электронные системы, evacuation management, mathematical simulation, foot traffic, graph theory, building information model, microcontrollers, wireless electronic systems

1. Меркушкина Т. Г., Самошин Д. А., Хасуева З. С., Зыкова М. Ю. Особенности эвакуации людей из современных офисных зданий при пожаре // Технологии техносферной безопасности.-2015. -Вып. 5(63).-C. 73-81.

2. Колодкин В. М., Морозов О. А., Варламов Д. В., Чирков Б. В., Ваштиев В. К., Галиуллин М. Э. Система управления эвакуацией людей из здания при пожаре // Безопасность в техносфере : cб. статей. -2015. -Вып. 9. -С. 6-9.

3. Микроконтроллер ATmega 128RFA1. Atmel Corporation. URL: http://www.atmel.com/devices/atmega128rfa1.aspx (дата обращения: 07.07.2015).

4. Helbing D., Molnбr P. Social force model for pedestrian dynamics // Physical Review E.-1995.- Vol. 51, No. 5. -P. 4282-4286. DOI: 10.1103/PhysRevE.51.4282.

5. Yang Y., Deng J., Xie C., Jiang Y. Design and implementation of Fire Safety Evacuation Simulation Software based on Cellular Automata Model // Procedia Engineering.-2014.-Vol. 71.-P. 364-371. DOI: 10.1016/J.PROENG.2014.04.052.

6. Холщевников В. В. Людские потоки в зданиях, сооружениях и на территории их комплексов : дис. …д-ра техн. наук. -М., 1983.-486 с.

7. Холщевников В. В. Закономерность связи между параметрами людских потоков : диплом№ 24-S на открытие в области социальной психологии.-М. : Российская академия естественных наук, Международная академия авторов научных открытий и изобретений, Международная ассоциация авторов научных открытий, 2005.

8. Методика определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности : приказ МЧС РФ от 30.06.2009 № 382; введ. 30.06.2009 // Российская газета. -2009. -№ 161.

9. Шихалев Д. В., Хабибулин Р. Ш. Математическая модель определения направлений безопасной эвакуации людей при пожаре // Пожаровзрывобезопасность.-2014.-Т. 23,№4.-С. 51-60.

10. Shikhalev D. V., Khabibulin R. Sh., Armel Ulrich Kemloh Wagoum. Development of a safest routing algorithm for evacuation simulation in case of fire // Proceedings of the 6th International Conference on Agents and Artificial Intelligence. - LoireValley, France, 2014. - C. 685-690. DOI: 10.5220/0004919706850690.

11. Chu Y., Zhang H., Shen S., Yang R., Qiao L. Development of a model to generate a risk map in a building fire // Science China. Technological Sciences. - 2010. - Vol. 53, No. 10. - P. 2739-2747. DOI: 10.1007/s11431-010-4063-8.

12. Холщевников В. В., Парфененко А. П. О моделировании эвакуации людей и динамики опасных факторов пожара в целях нормирования эвакуационных путей // Технологии техносферной безопасности.- 2014.-№1(53).-8 c. URL: http://elibrary.ru/download/37807443.pdf (дата обращения: 10.06.2016).

13. Kemloh U., Chraibi M., Mehlich J., Seyfried A., Schadschneider A. Efficient and validated simulation of crowds for an evacuation assistant // Computer Animation and Virtual Worlds. - 2012. - Vol. 23, No. 1. -P. 3-15. DOI: 10.1002/cav.1420.

14. Карькин И. Н., Скочилов А. Л., Зверев В. В., Контарь Н. А. Валидация и верификация эвакуационной модели СИТИС: Эватек. No. 4152-ТТ2.5.-Екатеринбург : СИТИС, 2008. -29 с.

15. Ахо А. В., Хопкрофт Д. Э., Ульман Д. Д. Структуры данных и алгоритмы.-М., СПб., Киев : Изд. дом “Вильямс”, 2003.-384 с.

16. СИТИС: Флоутек 3.11. Руководство пользователя. URL: http://sitis.ru/soft/flowtech3 (дата обращения: 07.07.2016).

17. Галиуллин М. Э. Создание и использование пространственно-информационной модели здания (ПИМ) для расчета величины риска при составлении декларации пожарной безопасности // Безопасность в техносфере : cб. статей. -2015. -Вып. 9. -С. 59-80.

18. Проект QGIS. URL: http://qgis.org (дата обращения: 07.07.2016).

19. JavaScript Object Notation. Описание стандарта JSON. URL: http://json.org (дата обращения: 07.07.2016).

20. Fire Dynamic Simulator (FDS). Техническое руководство к программе моделирования динамики пожара. URL: file://F:/Fire %20Journal/2016/10’2016/Work %2010’2016/59005 Техническое руководство к программе моделирования динамики пожара. Валидация.pdf (дата обращения: 12.12.2015).

21. Колодкин В. М., Чирков Б. В., Ваштиев В. К., Варламов Д. В., Степанов А. О. Математическая модель, обеспечивающая минимальное время эвакуации // Безопасность в техносфере : cб. статей. -2015. -Вып. 9. -С. 55-58.

22. Grigoraє Z. C. Analysing the human behavior in a fire drill. Comparison between two evacuation software: FDS+Evac and Pathfinder // Bulletin of the Transilvania University of Braєov CIBv.-2014.- Vol. 7(56), Special Issue No. 1. -P. 103-110.

23. FDS+Evac Software. VTT Technical Research Centre of Finland. URL: https://code.google.com/p/fds-smv/ (дата обращения: 07.07.2015).

24. Pathfinder. Agent Based Evacuation Simulation. URL: http://www.thunderheadeng.com/pathfinder/ (дата обращения: 07.07.2015).

25. Дистель Р. Теория графов. -Новосибирск : Изд-во института математики, 2002.

26. Raspberry Pi. URL: https://www.raspberrypi.org/ (дата обращения: 07.07.2015).