Building a model and an algorithm for modeling the movement of people carrying goods when they are evacuated from premises

Abstract

Evacuation is often the only way to save a person who is in a life-threatening situation. At present, evacuation software is used to simulate the movement of human flows, which does not always reflect the real processes of their movement. Therefore, it is a relevant task to build models for modeling the movement of human flows for different types of emergencies, different categories of human movement, and various spatial forms of their representation. Such a task arises when evacuating people from premises for various functional purposes. During evacuation, people often carry some goods. When people move carrying some goods, their horizontal projection takes a more complex shape than an ellipse or circle considered in earlier studies. Moreover, in practice, there is often a task to model the movement of people taking into consideration the maximum permissible distances between them. This paper reports the new quasi-phi functions of interaction between the ellipse and rectangle accounting for the maximum allowable distances between them. The proposed mathematical apparatus has made it possible to formalize the interaction between objects, thereby enabling the construction of a well-substantiated mathematical model, as well as the methods and algorithms for modeling the movement of people carrying some goods. The possibility to simulate the movement of people with certain objects has shown taking into consideration the maximum permissible distances between them. A test example of the movement of people along four corridors was simulated, in each of which there were 28 people subsequently merging into one flow. Given the uniform distribution of three types of cargo: «backpacks», «suitcases», and «bags on wheels», the movement slowed down by about 4 %. When half of the evacuees had «bags on wheels» that can move away from people at arm’s length, the slowdown was about 6 %.

The Problem of Evacuation From High-Rise Buildings as a Problem of Optimizing the Partitioning of People on Elements of Network and on Mobile Means of Evacuation

“…Визначимо, що час в фрамугах (1),( 2) визначається моделюванням руху людей по мережі коридорів, сходів, за допомогою ліфтів та засобів аварійної евакуації при відповідному розбитті людей по елементам мережі. Моделювання руху людей здійснюється згідно категорії комфортності руху [6][7][8].…”

“…Слід зазначити, що задача оптимізації вибору шляхів та засобів для евакуації має дискретно-неперервну структуру великої вимірності. Дискретний етап -це оптимізація на дискретній множині, яка може бути представлена, наприклад, деревом розв'язків 1 [7] , і яке надає всі остови, тобто траси від приміщень до вершин зовнішнього рубежу:…”

“…Перебір гілок дерева розв'язків здійснюється за методом гілок та меж. Як правила відтинання використовуються як властивості комбінаторних множин [7], так і метод Монте-Карло на рівнях дерева. В якості верхньої оцінки використовується оптимальне значення функції мети, яке отримується на попередніх етапах розв'язку і яке уточнюється в процесі розв'язання.…”

“…Неперервний етап -це моделювання руху потоків людей по мережі коридорів, сходів, ліфтів та за допомогою засобів аварійної евакуації. Моделювання однорідних потоків по мережі коридорів і сходів розглянуто в роботі [2], а моделювання руху по мережі коридорів неоднорідних потоків людей для ряду категорій руху розглядається в [6][7][8][9].…”