Palotutkimuksen päivät 2007 - Pelastustieto

Väkijoukko ei koostuitsenäisesti toimivista yksilöistä,vaan pienryhmistä.litsee poistumisreitin optimaalisesti näidenhavaintojen perusteella. Kehittämässämmemallissa valintaan vaikuttavat ovien sijainnit,muiden ihmisten sijainti ja toiminta, ovientuttuus ja näkyvyys sekä tulipaloon liittyvätolosuhteet eri reiteillä.Oven valintaan liittyvä päätöksenteko kuvataankahdessa vaiheessa. Ensin kukin ihminenjakaa ovet ryhmiin tiettyjen ominaisuuksienperusteella. Nämä ryhmät voidaan laittaapreferenssijärjestykseen ovien houkuttelevuudenperusteella. Ovien jako ryhmiin perustuumallissamme kolmeen tekijään: oven näkyvyyteen,oven tuttuuteen ja poistumireitilläoleviin olosuhteisiin. Ovien tuttuus kullekinhenkilölle voidaan määrätä FDS+Evac:nsyötetiedostossa. Kullekin henkilölle voidaanmäärätä todennäköisyys, jolla tämä tunteekunkin oven. Näiden todennäköisyyksienperusteella ohjelma arpoo kullekin henkilölletutut ja tuntemattomat ovet. Oven näkyvyyteenvaikuttavat oven ja ihmisen välissäolevat seinät, sekä reitillä olevan savun määrä.Muiden ihmisten vaikutusta näkyvyyteenei mallissa tällä hetkellä huomioida. Häiritsevilläolosuhteilla tarkoitetaan, että tulipaloonliittyvät olosuhteet, kuten esim. savun konsentraatio,ylittävät reitillä tietyn kynnys-arvon.Kynnys-arvot eivät kuvaa tappavia olosuhteita,vaan olosuhteita jotka esimerkiksiärsyttävät silmiä tai muuten häiritsevät normaaliapoistumista. Käyttämämme preferenssijärjestyson esitetty taulukossa 1.Oletamme, että kukin henkilö valitsee ainaoven, jonka preferenssi on mahdollisimmankorkea. Voi kuitenkin olla, ettei korkeimpaanpreferenssiryhmään kuulu yhtään ovea, jolloinovi valitaan korkeimmasta mahdollisestapreferenssiryhmästä.Samaan preferenssiryhmään voi kuitenkinkuulua useampi kuin yksi ovi. Näiden ovienvälillä päätös tehdään valitsemalla ovi, jonkakautta poistumisen arvioidaan olevan nopeinta.Tämä tarkoittaa, että valitaan ovi, jokaminimoi arvioidun poistumisajan. Poistumisennopeuteen vaikuttaa kaksi asiaa: henkilönja oven välinen etäisyys sekä ovella olevamahdollinen jono. Näin ollen arvioitupoistumisaika voidaan jakaa kahteen osaan:arvioituun kävelyaikaan ja arvioituun jonotusaikaan.Arvioitu kävelyaika saadaan määritettyä jakamallaihmisen ja oven välinen etäisyys ihmisenkävelynopeudella. Arvioitu jonotusaikapuolestaan määräytyy niiden, samalleovelle menevien ihmisten lukumäärästä, jotkaovat lähempänä ovea kuin henkilö itse.Jonotusaikaan vaikuttaa myös oven leveyteenliittyvä parametri, joka kuvaa sitä, kuinkamonta ihmistä oven läpi voi enimmilläänkulkea aikayksikössä.Esitetty malli jakaa siis ovenvalinnan kahteenvaiheeseen. Ensimmäisessä vaiheessaovet luokitellaan niiden ominaisuuksienperusteella preferenssiryhmiin. Toisessa vaiheessaovi valitaan korkeimman preferenssinomaavien ovien joukosta arvioidun poistumisajanperusteella.Pienryhmien käyttäytyminenTaulukko 1. Ovien preferenssijärjestys. Alimpien rivien kombinaatioilla ei ole preferenssiä, sillä ihminenOvien ei ole tietoinen preferenssijärjestys. ovista, jotka ovat tuntemattomia Alimpien ja näkymättömiä. rivien kombinaatioilla ei ole ukko 1. preferenssiä,ihminen ei ole tietoinen ovista, jotka ovat tuntemattomia ja näkymättömiä.Preferenssi Näkyvä Tuttu Häiritsevät olosuhteet1 kyllä kyllä ei2 ei kyllä ei3 kyllä ei ei4 kyllä kyllä kyllä5 ei kyllä kyllä6 kyllä ei kylläEi preferenssiä ei ei eiEi preferenssiä ei ei Kyllä112 Palotutkimuksen päivät 2007oitu kävelyaika saadaan määritettyä jakamalla ihmisen ja oven välinen etäisyys ihmisenSosiaalipsykologisen kirjallisuuden mukaanväkijoukko ei koostu itsenäisesti toimivistayksilöistä, vaan pienryhmistä, kuten perheistä,jotka pyrkivät toimimaan yhdessä. Tämäkäyttäytyminen tulisi huomioida myös poistumistamallinnettaessa. Panin mukaan [8]ryhmien olemassaololla on monia käytännönseurauksia. Koska ryhmät pyrkivät pysymäänyhdessä, niiden liikkuminen esimerkiksi kapeidenovien läpi voi olla hitaampaa kuin yksilöistämuodostuvan ihmisjoukon. Toisaaltaryhmän jäsenet voivat evakuoinnin alkaessaolla erillään, jolloin he voivat pyrkiä kokoontumaanennen poistumista. Tässä kappaleessaesitellään ryhmien käyttäytymisellekehittämämme malli, joka voidaan helpostisisällyttää FDS+Evac:ssa käytettävään ihmisenliikettä kuvaavaan malliin.Mallissamme ryhmien toiminta jaetaankahteen vaiheeseen:1. Kokoontumisvaiheessa ryhmän jäsenetpyrkivät kokoamaan ryhmän kävelemällätoisiaan kohti.2. Poistumisvaiheessa ryhmä liikkuu yhdessävalitsemaansa poistumisreittiä pitkin.Nämä kaksi vaihetta voidaan mallintaamuuntamalla Helbingin yhtälöiden motiivivoimansuuntaa, joka kuvaa suuntaa johonihminen haluaa liikkua. Kokoontumisvaiheessaryhmän jäsenet pyrkivät kulkemaankohti ryhmän keskipistettä, joten tässä vaiheessakunkin henkilön haluttu motiivivoimaosoittaa kohti ryhmän jäsenten keskipistettä.Ryhmä on kokoontunut, kun kaikkiryhmän jäsenet ovat tietyn kynnysetäisyydensisällä ryhmän keskipisteestä.Kun ryhmä on kokoontunut, se alkaa kulkeakohti ryhmän jäsenten yhdessä valitsemaaovea. Tämä tarkoittaa, että kaikki ryhmän jäsenetalkavat seurata samaa virtauskenttää.Samalla kun ryhmän jäsenet pyrkivät kohtiovea, he pyrkivät myös pitämään ryhmänkasassa. Tämä mallinnetaan lisäämällä Helbinginyhtälöihin voima, joka osoittaa kohtiryhmän keskipistettä. Tätä voimaa kutsutaanryhmävoimaksi. Ryhmävoiman suuruuskuvaa sitä, kuinka voimakkaasti ryhmän jäsenethaluavat pitää ryhmän yhdessä. Ryhmävoimansuuruus voi vaihdella eri ryhmienvälillä. Esimerkiksi äidistä ja lapsista koostuvallaryhmällä ryhmävoiman tulisi olla suurempikuin työkavereiden ryhmällä.Kuvassa 5 on havainnollistettu ryhmäalgoritmintoimintaa esimerkkisimulaation avulla.Simulaatiossa on käytetty vanhaa yhdenympyrän mallia ihmisten poikkileikkaustenkuvaamiseen.Ryhmämalli ei ole mukana FDS:n versioissa5, mutta se lisättäneen ohjelman myöhempiinversioihin.JOHTOPÄÄTÖKSETTässä artikkelissa esiteltiin FDS-palosimulointiohjelmanyhteyteen kehitetty poistumissimulointiohjelmaFDS+Evac. Ohjelmanvanhempi versio esiteltiin Palotutkimuksenpäivillä jo vuonna 2005 [1], mutta nyt esitellyssäversiossa on monia uusia ominaisuuksia.Ihmisten poikkileikkausten muotoa approksimoidaannyt yhden ympyrän sijaan kolmenympyrän avulla, millä päästään huomat-