|
DOI: 10.14489/vkit.2019.02.pp.047-054
Цвиркун А. Д., Резчиков А. Ф., Самарцев А. А., Богомолов А. С., Иващенко В. А., Кушников В. А., Филимонюк Л. Ю.
ИНТЕГРИРОВАННАЯ МОДЕЛЬ ДИНАМИКИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ОПАСНЫХ ФАКТОРОВ ПОЖАРА В ПОМЕЩЕНИЯХ И ЭВАКУАЦИИ ИЗ НИХ
(с. 47-54)
Аннотация. Предложена реализованная в рамках единого многопоточного программно-информационного комплекса интегрированная модель динамики распространения опасных факторов пожара в помещениях и эвакуации из них. Отличительная особенность объединенной модели – простое и эффективное взаимодействие между моделями развития опасных факторов пожара и процесса эвакуации, построенных на основе простого математического аппарата клеточных автоматов и мультиагентных систем. Предложенный алгоритм позволяет изменять режим работы программно-информационного комплекса в реальном времени: останавливать и возобновлять моделирование, изменять число агентов, добавлять источники огня, наблюдать процесс распространении огня, тепла и задымленности помещений. На данном этапе реализации модель может быть использована в составе тренажерных комплексов для обучения и переподготовки персонала МЧС, а также изменения планировки помещений и размещения в них сотрудников в целях более быстрой их эвакуации.
Ключевые слова: интегрированная модель; пожар; опасные факторы пожара; эвакуация.
Tsvirkun A. D., Rezchikov A. F., Samartsev А. A., Bogomolov A. S., Ivashchenko V. A., Kushnikov V. A., Filimonyuk L. Yu.
INTEGRATED MODEL OF THE FIRE DANGEROUS FACTORS DYNAMICS IN PREMISES AND THE EVACUATION
(pp. 47-54)
Abstract. Importance of research in field of fires and evacuation in buildings is stated. The integrated model of the dynamics of dangerous fire factors spread and evacuation in premises is described. Most important factors required for model construction are listed. The factors are divided into two major groups: human-oriented and premises-oriented, their importance is explained. The suggested integrated model consists of two fundamental parts. The first one is fire spread model which is based on cellular automata principles and graph theory and allows to estimate smoke density and temperature in point of space in current time. Fire spread model could be decomposed on three separate models of flame, heat and smoke propagation. The second fundamental part is the evacuation model which is based on multi-agent approach and mechanics and uses specially designed rules which direct evacuees to the exit. A distinctive feature of the integrated model is a simple and effective interaction between the models of dangerous fire factors spread and the evacuation process, built on the basis of a simple mathematical apparatus of cellular automata and multi-agent systems. At this stage, the implementation of the model can be used as part of training complexes for education and preparation of the Ministry of Emergency Situations personnel. The model could be also used for planning of premises layout and employees distribution inside them aiming faster evacuation.
Keywords: Integrated model; Fire; Fire hazards; Evacuation.
А. Д. Цвиркун, А. Ф. Резчиков (Институт проблем управления им. В. А. Трапезникова РАН, Москва, Россия)
А. А. Самарцев, А. С. Богомолов, В. А. Иващенко, В. А. Кушников, Л. Ю. Филимонюк (Институт проблем точной механики и управления РАН, Саратов, Россия) E-mail:
Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
A. D. Tsvirkun, A. F. Rezchikov (V. A. Trapeznikov Institute of Control Sciences of Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia)
А. A. Samartsev, A. S. Bogomolov, V. A. Ivashchenko, V. A. Kushnikov, L. Yu. Filimonyuk (Institute of Precision Mechanics and Control of Russian Academy of Sciences, Saratov, Russia) E-mail:
Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
1. Электронная энциклопедия пожарного дела [Электронный ресурс] // Сведения о пожарах и их последствиях за январь – декабрь 2017 года. URL: http://wiki-fire.org/Статистика-пожаров-РФ-2017.ashx (дата обращения: 25.05.2018).
2. Свирин И. С. Обзор моделей распространения пожара в зданиях // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций. 2013. № 6. С. 114 – 129.
3. Рудницкий В. Н., Мельникова Е. А., Пустовит М. А. Распараллеливание и оптимизация выполнения расчетов процесса развития пожара на основе трехмерных клеточных автоматов // Вектор науки Тольяттинского гос. ун-та. 2014. № 1. С. 22 – 26.
4. The Cellular Automata Theory with Fuzzy Numbers in Simulation of Real Fires in Buildings / L. Apiecionek et al. // Advances in Intelligent Systems and Computing. 2018. V. 559. P. 169 – 182. doi.org/10.1007/978-3-319-65545-1_16
5. 3533-41-РП-1 СИТИС: ВИМ 4.11 Руководство пользователя, редакция 1 от 10.03.17 [Электронный ресурс] / Строительные информационные технологии и системы ООО «Ситис». Екатеринбург, 2017. 122 с. URL: http://www.sitis.ru/files/1f626bed81 a124dd4b97738249411019 (дата обращения: 12.12.2018)
6. Математическая модель развития пожара в системе помещений / С. В. Федосов и др. // Вестник МГСУ. 2013. № 4. С. 121 – 128.
7. Fire and Heat Spreading Model Based on Cellular Automata Theory / A. A. Samartsev et al. // Journal of Physics: Conf. Series. 2018. V. 1015. P. 032120. doi: 10.1088/1742-6596/1015/3/032120
8. Самарцев А. А., Кушников В. А., Иващенко В. А. Агентно-ориентированная модель эвакуации людей из производственных помещений в случае пожара // Математические методы в технике и технологиях: сб. тр. Междунар. науч. конф.: в 12 т. Т. 1 / под общ. ред. А. А. Большакова. СПб., 2017. С. 145 – 150.
9. Мультиагентная модель процесса эвакуации людей из помещений при возникновении чрезвычайных ситуаций / А. А. Самарцев и др. // Управление большими системами. М., 2018. Вып. 72. С. 217 – 244.
10. Аптуков А. М., Брацун Д. А., Люшнин А. В. Моделирование поведения паникующей толпы в многоуровневом разветвленном помещении // Компьютерные исследования и моделирование. 2013. Т. 5, № 3. С. 491 – 508.
11. Moussaida M., Helbing D., Theraulaza G. How Simple Rules Determine Pedestrian Behavior and Crowd Disasters // PNAS. 2011. V. 108, No. 17. P. 6884 – 6892. doi.org/10.1073/pnas.1016507108
12. Hanea D. M. Human Risk of Fire: Building a Decision Support Tool Using Bayesian Networks. Wöhrmann Print Service, 2009. 227 p.
13. Korhonen T., Hostikka S. Fire Dynamics Simulator with Evacuation: FDS + Evac. Technical Reference and User’s Guide (FDS 6.5.2, Evac 2.5.2, DRAFT). VTT Technical Research Centre of Finland, 2016. 115 p.
14. Савельев И. В. Курс общей физики: в 4-х т. Т. 3. Оптика, атомная физика, физика атомного ядра и элементарных частиц. М.: Наука, 1989. 528 с.
15. Об утверждении методики определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности: приказ МЧС РФ от 30 июня 2009 г. № 382 (с изменениями и дополнениями) [Электронный ресурс]. URL: http:// base.garant.ru/12169057/ (дата обращения: 12.12.2018).
1. Electronic encyclopedia of fire. Information about fires and their consequences for January - December 2017. Available at: http://wiki-fire.org/Статистика-пожаров-РФ-2017.ashx (Accessed: 25.05.2018). [in Russian language]
2. Svirin I. S. (2013). Overview of fire spread patterns in buildings. Problemy bezopasnosti i chrezvychaynyh situatsiy, (6), pp. 114-129. [in Russian language]
3. Rudnitskiy V. N., Mel'nikova E. A., Pustovit M. A. (2014). Parallelization and optimization of calculations for the process of fire development based on three-dimensional cellular automata. Vektor nauki Tol'yattinskogo gosudarstvennogo universiteta, (1), pp. 22-26. [in Russian language]
4. Apiecionek L. et al. (2018). The Cellular Automata Theory with Fuzzy Numbers in Simulation of Real Fires in Buildings. Advances in Intelligent Systems and Computing, 559, pp. 169-182. doi.org/10.1007/978-3-319-65545-1_16
5. 3533-41-RP-1 SITIS: VIM 4.11 User Manual, Revision 1. (2017). Building information technologies and systems LLC "Sitis". Ekaterinburg. Available at: http://www.sitis.ru/files/1f626bed81 a124dd4b97738249411019 (Accessed: 12.12.2018) [in Russian language]
6. Fedosov S. V. et al. (2013). Mathematical model of fire development in the premises system. Vestnik MGSU, (4), pp. 121-128. [in Russian language]
7. Samartsev A. A. et al. (2018). Fire and Heat Spreading Model Based on Cel¬lular Automata Theory. Journal of Physics: Conference Series, 1015, pp. 032120. doi: 10.1088/1742-6596/1015/3/032120
8. Bol'shakov A. A. (Ed.), Samartsev A. A., Kushnikov V. A., Ivaschenko V. A. (2017). Agentoriented model of evacuation of people from industrial premises in case of fire. Mathematical methods in engineering and technology: a collection of proceedings of the International Scientific Conference: in 12 volumes. Vol. 1, pp. 145-150. Saint Petersburg. [in Russian language]
9. Samartsev A. A. et al. (2018). Multiagent model of the process of evacuation of people from the premises in case of emergency. Large system management, 72, pp. 217-244. Moscow. [in Russian language]
10. Aptukov A. M., Bratsun D. A., Lyushnin A. V. (2013). Modeling the behavior of a panicked crowd in a multilevel branched room. Komp'yuternye issledovaniya i modelirovanie, 5(3), pp. 491-508. [in Russian language]
11. Moussaida M., Helbing D., Theraulaza G. (2011). How Simple Rules Determine Pedestrian Behavior and Crowd Disasters. PNAS, 108(17), pp. 6884-6892. doi.org/10.1073/pnas.1016507108
12. Hanea D. M. (2009). Human Risk of Fire: Building a Decision Support Tool Using Bayesian Networks. Wöhrmann Print Service.
13. Korhonen T., Hostikka S. (2016). Fire Dynamics Simulator with Evacuation: FDS + Evac. Technical Reference and User’s Guide (FDS 6.5.2, Evac 2.5.2, DRAFT). VTT Technical Research Centre of Finland.
14. Savel'ev I. V. (1989). General physics course: in 4 volumes. Vol. 3. Optics, atomic physics, physics of the atomic nucleus and elementary particles. Moscow: Nauka. [in Russian language]
15. On approval of the methodology for determining the calculated values of fire risk in buildings, structures and structures of various classes of functional fire hazard. (2009). Order of the Emergencies Ministry of the Russian Federation of June 30, 382. Available at: http://base.garant.ru/12169057/ (Accessed: 12.12.2018). [in Russian language]
Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).
Стоимость статьи 350 руб. (в том числе НДС 18%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.
После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.
Для заказа скопируйте doi статьи:
10.14489/vkit.2019.02.pp.047-054
и заполните форму
Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.
.
This article is available in electronic format (PDF).
The cost of a single article is 350 rubles. (including VAT 18%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.
After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.
To order articles please copy the article doi:
10.14489/vkit.2019.02.pp.047-054
and fill out the form
.
|
Current Issue
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»