Multiagentní simulace explozí
Tato stránka slouží jako výzkumná zpráva simulace "Multiagentní simulace explozí" k semestrálnímu projektu pro předmět 4IT495 Simulace systémů (LS 2014/2015) na VŠE v Praze (Fakulta: FIS, Katedra: KIT, Obor: Informační systémy a technologie).
- Název simulace: Multiagentní simulace explozí
- Předmět: 4IT495 Simulace systémů (LS 2014/2015)
- Autor: Bc. Maxim Rytych, xrytm00
- Typ modelu: Multiagentní
- Modelovací nástroj: Netlogo 5.2
Contents
Definice problému
Exploze je fyzikální jev, při kterém dochází mimo jiné k náhlému a prudkému lokálnímu zvýšení tlaku. Tato změna tlaku se následně šíří do okolí jako tlaková vlna.[1] Jedním z nejdůležitějších parametrů je hodnota přetlaku Failed to parse (MathML with SVG or PNG fallback (recommended for modern browsers and accessibility tools): Invalid response ("Math extension cannot connect to Restbase.") from server "https://en.wikipedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle \Delta{P}} , tj. rozdílu oproti okolnímu tlaku, kterou exploze vyvolá. Tento parametr je používán v řadě příruček, technických dokumentací a odborných manuálů pro zhodnocení způsobených škod. Abstrahuje se například od tvaru tlakové vlny, doby působení na objekt atd.[2] Maximální hodnotu přetlaku můžeme vypočítat jako funkci hmotnosti výbušniny a vzdálenosti od místa exploze zavedením tzv. škálované vzdálenosti:[3]
Failed to parse (MathML with SVG or PNG fallback (recommended for modern browsers and accessibility tools): Invalid response ("Math extension cannot connect to Restbase.") from server "https://en.wikipedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle Z=\frac{R}{W^\frac{1}{3}}}
kde:
- Failed to parse (MathML with SVG or PNG fallback (recommended for modern browsers and accessibility tools): Invalid response ("Math extension cannot connect to Restbase.") from server "https://en.wikipedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle R} ... vzdálenost od místa exploze v metrech
- Failed to parse (MathML with SVG or PNG fallback (recommended for modern browsers and accessibility tools): Invalid response ("Math extension cannot connect to Restbase.") from server "https://en.wikipedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle W} ... hmotnost výbušniny v ekvivalentu kg TNT
Existuje řada rovnic pro určení hodnoty maximálního statického přetlaku Failed to parse (MathML with SVG or PNG fallback (recommended for modern browsers and accessibility tools): Invalid response ("Math extension cannot connect to Restbase.") from server "https://en.wikipedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle p_s \sim Z} . Nejznámějšími semiempirickými modely jsou rovnice Brodeho a Henrycha. Přesnějším je model Henrycha, který rozlišuje tři zóny: blízkou, střední a vzdálenou.[4]
Failed to parse (MathML with SVG or PNG fallback (recommended for modern browsers and accessibility tools): Invalid response ("Math extension cannot connect to Restbase.") from server "https://en.wikipedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle p_s=\frac{1407,2}{Z} + \frac{554,0}{Z^2} - \frac{35,7}{Z^3} + \frac{0,625}{Z^4}} pro Failed to parse (MathML with SVG or PNG fallback (recommended for modern browsers and accessibility tools): Invalid response ("Math extension cannot connect to Restbase.") from server "https://en.wikipedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle 0,05 \le Z \le 0,3}
Failed to parse (MathML with SVG or PNG fallback (recommended for modern browsers and accessibility tools): Invalid response ("Math extension cannot connect to Restbase.") from server "https://en.wikipedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle p_s=\frac{619,4}{Z} - \frac{32,6}{Z^2} + \frac{213,2}{Z^3}} pro Failed to parse (MathML with SVG or PNG fallback (recommended for modern browsers and accessibility tools): Invalid response ("Math extension cannot connect to Restbase.") from server "https://en.wikipedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle 0,3 \le Z \le 1,0}
Failed to parse (MathML with SVG or PNG fallback (recommended for modern browsers and accessibility tools): Invalid response ("Math extension cannot connect to Restbase.") from server "https://en.wikipedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle p_s=\frac{66,2}{Z} + \frac{405,0}{Z^2} - \frac{328,8}{Z^3}} pro Failed to parse (MathML with SVG or PNG fallback (recommended for modern browsers and accessibility tools): Invalid response ("Math extension cannot connect to Restbase.") from server "https://en.wikipedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle 1,0 \le Z \le 10,0}
kde:
- Failed to parse (MathML with SVG or PNG fallback (recommended for modern browsers and accessibility tools): Invalid response ("Math extension cannot connect to Restbase.") from server "https://en.wikipedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle p_s} ... hodnota přetlaku v kPa
Metoda
Multiagentní simulace není zřejmě nejvhodnější pro tento typ modelu, nicméně je z mého pohledu nejvhodnější v porovnání s ostatními modely probíranými v kurzu. Nástroj pro provedení simulace také neodpovídá komplexitě oblasti, ale je jediným nástrojem, který byl v kurzu pro multiagentní simulace používán. Ze všech probíraných modelů mě nejvíce zaujaly právě multiagentní - mimo jiné z důvodu nástroje NetLogo, které na mě působilo uživatelsky přívětivě a poskytovalo řadu funkcionalit, mezi které v nepolední řadě patřilo uživatelské rozhraní se zajímavými grafickými prvky. Na samotných multiagentních simulacích mě zaujala komplexita, která vychází z interakcí agentů s okolím a mezi sebou navzájem.
Model
Předpoklady a omezení
- Model se zabývá působením přetlaku na objekty (lidé, budovy, ostatní překážky)
- Pro výpočet přetlaku je použit obecný vzorec, který určuje hodnotu přetlaku v kPa v závislosti na hmotnosti nálože v ekvivalentu kg TNT a vzdálenosti objektu od místa exploze
- Model předpokládá tlakovou vlnu kulovitého tvaru
- Model nebere v úvahu nerovnosti terénu
- Model nezohledňuje teplotu a tlak okolního prostředí, ve kterém proběhne výbuch - parametry, které také ovlivňují hodnotu přetlaku
- Model nepracuje s odrazy nebo ohybem vlnění na překážkách, pouze v určitém smyslu zohledňuje absorpci vlnění překážkou
- Model uvažuje výbušninu bez střepin, tj. výbuch se projeví pouze jako tlaková vlna
- Model nezohledňuje dobu působení přetlaku na objekt
Vlastní model
Entity modelu
- breed [wave-particles wave-particle] ... částice tlakové vlny
- breed [explosives explosive] ... výbušnina
- breed [people person] ... lidé
- breed [walls wall] ... zdi
- breed [houses house] ... domy
- breed [windows window] ... okna v domech
Vlastnosti entit
- wave-particles-own [overpressure wave-id] ... hodnota přetlaku v okolí částice a "id" tlakové vlny
Výsledky
Závěr
Kód
Reference
- ↑ Výbuch. Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 25. 2. 2015 [cit. 2015-06-07]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/V%C3%BDbuch
- ↑ GELFAND, Boris a M. SILNIKOV. BLAST EFFECTS CAUSED BY EXPLOSIONS. 2004. Dostupné z: http://www.dtic.mil/cgi-bin/GetTRDoc?AD=ADA433657
- ↑ ELSAYED, Nabil Mohamed a James L ATKINS. Explosion and blast-related injuries: effects of explosion and blast from military operations and acts of terrorism. Boston: Academic Press/Elsevier, 2008, xv, 380 p. ISBN 01-236-9514-7.
- ↑ ELSAYED, Nabil Mohamed a James L ATKINS. Explosion and blast-related injuries: effects of explosion and blast from military operations and acts of terrorism. Boston: Academic Press/Elsevier, 2008, xv, 380 p. ISBN 01-236-9514-7.