Rozšíření simulace building escape (NetLogo)

Tato práce je rozšířením učebního příklad building escape vyučovaném na kurzu 4IT495 Simulace systémů.

Definice problému

Zadání

Název simulace: Rozšíření simulace Building escape

Předmět: 4IT495 Simulace systémů (LS 2015/2016)

Autor: Bc. Jakub Hejduk

Typ modelu: multiagentní

Modelovací nástroj: NetLogo 5.3.1

Definice

Simulace se bude týkat rozšíření učební úlohy Building escape. Ta v současném stavu poskytuje prázdnou místnost, ze které se snaží lidé uprchnout před požárem. Tento základní motiv bude rozšířen o přidání překážek, okolo kterých budou muset lidé chodit, taktéž přidání místností, ze kterých budou muset vylézt, případně chodeb k únikovým východům, kde se budou lidé štosovat. Taktéž bude přidáno okno, ze kterého bude možnost vyskočit ven a spoléhat, že budou hasiči mít připravenou plachtu, do které člověk spadne. Tato možnost bude podléhat náhodě, např. 10% z celku bude mít odvahu skočit a v 50% se skok povede. Všechny překážky a místnosti budou z druhu materiálu, předpokladem je beton, dřevo a sádrokarton, přičemž sádrokarton prohoří nejrychleji, naopak beton nejpomaleji. Možností rozšíření je přítomnost hydrantu, ze kterého bude možnost, dle jeho kapacity, část ohně uhasit a zamezit šíření do uhašené strany. Nastavení počtu místností, překážek, ohňů, lidí bude k dispozici. Některé prvky budou ovšem limitovány z prostorových důvodů.

Metoda

Celá simulace se odehrává v simulačním prostředí Netlogo 5.3.1. Toto simulační prostředí umožňuje vytvořit různé podmínky pro danou simulaci a testovat jejich vázjemné rozdíly. Lze vytvořit agenty, kterých se simulace týká, nastavit jejich parametry a dle těchto parametrů ovlivňovat jejich chování v prostředí. To samé se týká prostředí, které lze měnit na základě různých ovládacích prvků. Netlogo poskytuje mnoho možností co se týká uživatelského prostředí a jeho ovládání, proto je vhodné pro tento druh simulace.

Předpoklady

• Simulace se odehrává v uzavřené místnosti
• Lidé nemají jinou možnost východu z místnosti než východy či oknem
• Počet překážek v nastavení simulace je limitován
• Překážky se navzájem mohou prolínat

Model

Základní model(původní)

V základní verzi simulace je jednoduchá logika. Lidé jsou náhodně vygenerováni na plochu místnosti, která je prázdná. K dispozici mají dva východy situované v dolním levém, respektive pravém rohu. Následně se vygeneruje požár, který má kruhový tvar. Při spuštění simulace se následně lidé snaží dostat k nejbližšímu východu a zachránit se. Požár se šíří a případně přeřízne cestu unikajícím lidem. V této simulaci nebylo řešeno, jestli je před člověkem oheň, nebo ne. Automaticky do něj vběhl a uhořel. Pokud se lidé shlukli v hloučku, je možnost, že bude člověk ušlapán. Tento model byl rozšířen o skutečnosti popsané níže.

Agenti a atributy původního modelu

• People (Lidé) - představují osoby, které jsou uvězněni v prostoru s požárem a chtejí se zachránit.
  • pace (rychlost) - představuje samotnout rychlost člověka, respektive kolik kroků udělá při jednom ticku (jedné iteraci simulace). Tento atribut je generovan z normálního rozdělení s parametry 1 0.2
  • headx - představuje horizontální souřadnici, kam člověk poběží. Jedná se tedy o atribut doorx nebližšího východu.
  • heady - představuje vertikální souřadnici, kam člověk poběží. Jedná se tedy o atribut doory nebližšího východu.

• Exits (Východy)
  • doorx - představuje horizontální souřadnici východu. Slouží k určení, kam má člověk směřovat.
  • doory - představuje vertikální souřadnici východu. Slouží k určení, kam má člověk směřovat.

Parametry původního modelu

• excaped-people - představuje počet zachráněných lidí.
• burned-people - představuje počet uhořelých lidí.
• crushed-people - představuje počet ušlapaných lidí.