Модифікований алгоритм Дейкстри для керування аварійною евакуацією в приміщенні в режимі реального часу
Вантажиться...
Дата
2022-12
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Актуальність теми. З прискоренням темпів розвитку урбаністичних схем та будівельних технологій, а також їх розмірів, росте й комплексність внутрішньої структури будівель, яка в свою чергу ускладнює евакуацію людей при аварії або катастрофі, і призводить до частих трагедій. Для рятівників та людей, що евакуюються, критичним є планування ефективного аварійного плану евакуації. Метою такого плану в першу чергу є надання обґрунтованого плану порятунку, але він також може враховувати участь у евакуації рятівників.
Сучасні будівлі, особливо багатоповерхівки, є суб’єктами спеціальних вимог з забезпечення пожежної безпеки, особливо в контексті контролю за якістю будівельних матеріалів та організації ефективних евакуаційних заходів. Особливу увагу також приділяють плануванню внутрішньо-просторових рішень, впливу полум’я на функціонування структур та важливості додаткового пожежного захисту.
Коли щільність людей у будівлі під час евакуації є достатньо великою, вони схильні до заторів, які призводять до збільшення загального часу евакуації. Евакуація людей є результатом прийняття ними рішень у загрозливих умовах, що часто спонукають людей до необміркованих вчинків, тому іноді такі затори, а конкретніше давка, яку вони провокують, самі по собі стають причиною загибелі людей.
Більшість існуючих алгоритмів, що використовуються у процесі евакуації, такі як SA (simulated annealing), DSA (depth-first search), або збалансований BEME (balanced evacuation for multiple-exit facilities), базуються на стратегії поетапної евакуації, що конвертує час стагнації у час очікування людей, і тим самим вирішує проблему заторів, але якій не вистачає оптимізації вибору безпечного шляху. Остання проблема негативно впливає на загальний час евакуації, що є основним показником ефективності евакуації в цілому, а в умовах, коли під загрозою знаходяться людські життя, це є дуже вагомим недоліком.
Мета дослідження. Запропонувати алгоритм евакуації, який обчислює безпечні евакуаційні шляхи та розподіляє людей, що евакуюються, по виходах у режимі реального часу, враховуючи потенційні конфлікти на шляхах таким чином, аби алгоритм міг бути застосований для будь якого поточного рівня щільності та рівномірності просторового розподілу людей у будівлі.
Об’єктом дослідження є процес евакуації з приміщення.
Предметом дослідження є алгоритм розрахунку безпечних евакуаційних шляхів та розподілу людей по виходах під час евакуації в режимі реального часу.
Методи дослідження: емпіричний метод дослідження ефективності алгоритмів за різних умов симуляції, теоретичний метод дослідження взаємозв’язків між окремими параметрами симуляції та ефективністю алгоритмів евакуації, метод евристичного прогнозування критеріїв оцінки ефективності алгоритмів евакуації, методи теорії алгоритмів та програмування.
Наукова новизна. Запропоновано модифікований алгоритм евакуації людей з приміщення з урахуванням їх розташування, щільності та ємності коридорів та виходів приміщення в режимі реального часу. В роботі проведений порівняльний аналіз запропонованого алгоритму з широко використовуваними в рамках проведених експериментів.
Практична цінність полягає в тому, що використання даного алгоритму може покращити ефективність евакуаційного процесу в цілому, та зменшити матеріальні збитки та людські жертви за критичних умов.
Апробація результатів дисертації. Основні положення й результати роботи були представлені та обговорювались на 2 наукових конференціях, а саме: «XV науково-практична конференція магістрантів та аспірантів ПМК-2022 факультету прикладної математики» та «III Міжнародна науково-практична конференція “SCIENCE AND INNOVATION OF MODERN WORLD”».
Публікації. Результати дисертації викладено в наукових працях, у тому числі:
- XV науково-практична конференція магістрантів та аспірантів ПМК-2022 факультету прикладної математики;
- III Міжнародна науково-практична конференція “SCIENCE AND INNOVATION OF MODERN WORLD”, 24-26.11.2022 Лондон, Великобританія.
Структура та обсяг роботи. Магістерська дисертація виконана на 80 аркушах, вона містить перелік посилань на використані джерела з 20 найменувань. У роботі наведено 5 рисунків, 2 таблиці. Робота складається з вступу, чотирьох розділів та висновків.
У вступі представлена загальна характеристика роботи, передумови до її виконання, її актуальність та завдання.
У першому розділі даються основні поняття предметної області, аналіз існуючих рішень та постановка задачі.
У другому розділі надається обґрунтування вибору тематики дослідження, алгоритмів та засобів дослідження, описані суть, переваги та недоліки алгоритму та технології, що використовуватимуться задля покращення показників ефективності евакуації, та наведений сам алгоритм.
В третьому розділі описано основні модулі та функції розробленого ПЗ, суть та алгоритм процесу симуляції та пояснення щодо метрик, які є результатом роботи симуляції та того, як вони характеризують конкретний алгоритм евакуації.
В четвертому розділі пояснювальної записки проведено тестування розробленого програмного засобу на основі алгоритмів, що широко використовуються під час евакуацій, та запропонованого алгоритму, оцінка ефективності кожного з них на основі результатів тестування та порівняння цих результатів між собою.
Опис
Ключові слова
евакуаційний алгоритм, алгоритм Дейкстри, evacuation algorithm, Dijkstra's algorithm
Бібліографічний опис
Станкевич, В. В. Оптимізований спосіб стиснення даних на базі алгоритма Гаффмана : магістерська дис. : 123 Комп'ютерна інженерія / Станкевич Владислав Володимирович . – Київ, 2022. – 92 с.