Safety in TechnosphereSafety in TechnosphereБезопасность в техносфере1998-071X1932410.12737/article_5a2907cc4f32d7.65348137Чрезвычайные ситуацииEmergencyЧрезвычайные ситуацииSystem for Adaptive Control of Emergency Evacuation in Case of Fire in a BuildingСистема адаптивного управления экстренной эвакуацией при пожаре в зданииКолодкинВладимир МихайловичKolodkinVladimir MihaylovichKolodkin@rintd.ru
Удмуртский государственный университетUdmurt State UniversityФГБОУ ВО "Удмуртский государственный университет"ИжевскРоссияФГБОУ ВО "Удмуртский государственный университет"ИжевскRussian Federation645865https://zh-szf.ru/en/nauka/article/19324/view
В работе обсуждаются проблемы управления экстренной эвакуацией при пожаре в здании. Предложена модель управляемой эвакуации, основанная на минимизации времени эвакуации по безопасным для человека путям. Обоснована необходимость построения системы адаптивного управления, которая в автоматическом режиме обеспечивает проектирование путей эвакуации людей в горящем здании. Для проектирования введена функция, определяющая возможность безопасной эвакуации на участках пути в зависимости от состояния параметров среды в помещении. Представленная система адаптивного управления поддерживает возможность управлять эвакуацией людей из здания при пожаре в режиме реального времени. Рассмотрены режимы функционирования системы и условия перехода между ними. Для системы адаптивного управления предложена сетевая и аппаратная реализация. Предложен способ относительной оценки эффективности системы. С использованием предложенного способа показана эффективность системы адаптивного управления.
In this work are discussed the problems of emergency evacuation in case of fire in a building. Has been proposed a model of controlled evacuation based on minimizing the time for evacuation by the routes which are safe for people. The necessity of designing a system for adaptive control that automatically designs evacuation routes for the people in a burning building has been justified. For the route design purposes has been put in a function defining the possibility of safe evacuation on route segments depending on the state of environmental parameters in the building. The presented system of adaptive control supports the possibility for management of people evacuation from the building in case of fire in the real time mode. System operation modes and conditions of transition between them have been considered. Software and hardware implementations for the system have been proposed. A method for system’s relative efficiency estimation has been presented, and the efficiency of the system for adaptive control using the said method has been demonstrated.
1. ВведениеСуществующие системы оповещения и управления эвакуацией (СОУЭ) в основном поддерживают режим указания путей эвакуации по предварительно спроектированным маршрутам.
Tabirca T., Brown K. N., Sreenan C. J. A dynamic model for fire emergency evacuation based on wireless sensor networks // Eighth International Symposium on Parallel and Distributed Computing. Ieee. 2009. Р. 29-36. DOI: 10.1109/ISPDC.2009.33Tabirca T., Brown K. N., Sreenan C. J. A dynamic model for fire emergency evacuation based on wireless sensor networks. Eighth International Symposium on Parallel and Distributed Computing. Ieee. - 2009. - R. 29-36. DOI: 10.1109/ISPDC.2009.33Ramuhalli P., Biswas S. Managed traffic evacuation using distributed sensor processing // Nondestructive Evaulation for Health Monitoring and Diagnostics. International Society for Optics and Photonics. 2005. Р. 48-58. DOI: 10.1117/12.599738Ramuhalli P., Biswas S. Managed traffic evacuation using distributed sensor processing. Nondestructive Evaulation for Health Monitoring and Diagnostics. International Society for Optics and Photonics. - 2005. - R. 48-58. DOI: 10.1117/12.599738Толкачев М. И., Чалдаева Е. И., Романцов И. И. Актуальность эффективного оповещения о возникновении чрезвычайной ситуации в образовательных учреждениях с применением программно-аппаратного комплекса «Стрелец - мониторинг» // Неразрушающий контроль. 2014. T. 2. C. 240-242.Tolkachev M. I., Chaldaeva E. I., Romantsov I. I. Aktual’nost’ effektivnogo opoveshcheniya o vozniknovenii chrezvychaynoy situatsii v obrazovatel’nykh uchrezhdeniyakh s primeneniem programmno-apparatnogo kompleksa “Strelets - monitoring” [The urgency of effective notification about the emergence of an emergency situation in educational institutions with the use of the software and hardware complex “Sagittarius-monitoring”]. Nerazrushayushchiy kontrol’ [Nondestructive testing]. 2014, V. 2, pp. 240-242. (in Russian)Peterson J. W. Emergency lighting system and method: пат. 7255454 США. 2007.Peterson J. W. Emergency lighting system and method: pat. 7255454 SShA. - 2007.Hutchison J. R., Yamazaki M. Emergency lighting system: пат. 7800511 США. 2010.Hutchison J. R., Yamazaki M. Emergency lighting system: pat. 7800511 SShA. - 2010.MILS® Intelligent Guidingand Emergency Lighting Systems. URL: http://www.marimils.com/ (дата обращения: 02.03.2017).MILS® Intelligent Guidingand Emergency Lighting Systems. Available at: http://www.marimils.com/ (accessed 02 March 2017).Шихалев Д. В. О структуре и функциях системы управления эвакуацией людей при пожарах // Технологии техносферной безопасности: Интернет-журнал. 2014. Вып. 4 (56). URL: http://ipb.mos.ru/ttb (дата обращения 03.02.2017).Shikhalev D. V. O strukture i funktsiyakh sistemy upravleniya evakuatsiey lyudey pri pozharakh [On the structure and functions of the evacuation management system for people in fires]. Tekhnologii tekhnosfernoy bezopasnosti [Technologies of technospheric security]. 2014, I. 4 (56). Available at: http://ipb.mos.ru/ttb (accessed 03 February 2017). (in Russian)Шихалев Д. В., Хабибулин Р. Ш. Определение направления безопасной эвакуации при пожаре с применением оптимизационных алгоритмов теории графов // Проблемы техносферной безопасности. М.: Академия ГПС МЧС России, 2013. С. 113.Shikhalev D. V., Khabibulin R. Sh. Opredelenie napravleniya bezopasnoy evakuatsii pri pozhare s primeneniem optimizatsionnykh algoritmov teorii grafov [Determination of the direction of safe evacuation in a fire with the use of optimization algorithms of graph theory]. Problemy tekhnosfernoy bezopasnosti [Problems of technospheric security]. Moscow, Akademiya GPS MChS Rossii Publ., 2013, p. 113. (in Russian)Шихалев Д. В., Хабибулин Р. Ш. Системы управления эвакуацией в зданиях торгово-развлекательных центров // Пожаровзрывобезопасность. 2013. Т. 22. № 6. С. 61-65.Shikhalev D. V., Khabibulin R. Sh. Sistemy upravleniya evakuatsiey v zdaniyakh torgovo-razvlekatel’nykh tsentrov [Evacuation management systems in the buildings of shopping and entertainment centers]. Pozharovzryvobezopasnost’ [Fire and explosion safety]. 2013, V. 22, I. 6, pp. 61-65. (in Russian)Шихалев Д. В., Хабибулин Р. Ш. Математическая модель определения направления безопасной эвакуации людей при пожаре // Пожаровзрывобезопасность. 2014. № 4. С. 51-60.Shikhalev D. V., Khabibulin R. Sh. Matematicheskaya model’ opredeleniya napravleniya bezopasnoy evakuatsii lyudey pri pozhare [A mathematical model for determining the direction of safe evacuation of people in a fire]. Pozharovzryvobezopasnost’ [Fire and explosion safety]. 2014, I. 4, pp. 51-60. (in Russian)Shikhalev D. V., Khabibulin R. Sh., Armel Ulrich Kemloh Wagoum. Development of a safest routing algorithm for evacuation simulation in case of fire // Proceedings of the 6th International Conference on Agents and Artifical Intelligence. LoireValley, France, 2014. C. 685-690. DOI:10.5220/0004919706850690.Shikhalev D. V., Khabibulin R. Sh., Armel Ulrich Kemloh Wagoum. Development of a safest routing algorithm for evacuation simulation in case of fire // Proceedings of the 6th International Conference on Agents and Artifical Intelligence. - LoireValley, France, 2014. - Pp. 685-690. DOI: 10.5220/0004919706850690.Jülich pedestrian simulator. About. URL: http://www.jupedsim.org/2016-11-01-introduction.html (дата обращения 04.03.2017). DOI: 10.5281/zenodo.160168Jülich pedestrian simulator. About. Available at: http:// www.jupedsim.org/2016-11-01-introduction.html (accessed 04 March 2017). DOI: 10.5281/zenodo.160168Галиуллин М. Э. Создание и использование пространственно-информационной модели здания (ПИМ) для расчета величины риска при составлении декларации пожарной безопасности / М. Э. Галиуллин // Безопасность в техносфере: сб. ст. межд. конф. Ижевск, 2015. - Вып. 9. - С. 60-81.Galiullin M. E. Sozdanie i ispol’zovanie prostranstvennoinformatsionnoy modeli zdaniya (PIM) dlya rascheta velichiny riska pri sostavlenii deklaratsii pozharnoy bezopasnosti [Creation and use of the spatial information model of the building (PIM) for calculating the magnitude of the risk in the preparation of the fire safety declaration]. Bezopasnost’ v tekhnosfere [Safety in the Technosphere]. Izhevsk, 2015, I. 9, pp. 60-81. (in Russian)Холщевников В. В. Людские потоки в зданиях, сооружениях и на территории их комплексов: дис. … д-ра техн. наук. М., 1983.Kholshchevnikov V. V. Lyudskie potoki v zdaniyakh, sooruzheniyakh i na territorii ikh kompleksov. Dokt. Diss [Human flows in buildings, structures and on the territory of their complexes. Doct. Diss]. Moscow, 1983. (in Russian)Колодкин В. М., Галиуллин М. Э. Программные алгоритмы, реализующие модель движения людских потоков в системе управления эвакуацией людей из здания // Пожаровзрывобезопасность. 2016. Т. 25, № 10. С. 75-85. DOI: 10.18322/PVB.2016.25.10.75-85.Kolodkin V. M., Galiullin M. E. Programmnye algoritmy, realizuyushchie model’ dvizheniya lyudskikh potokov v sisteme upravleniya evakuatsiey lyudey iz zdaniya [Software algorithms that implement the model of the movement of human flows in the system for managing the evacuation of people from the building]. Pozharovzryvobezopasnost’ [Fire and explosion safety]. 2016, V. 25, I. 10, pp. 75-85. DOI: 10.18322/PVB.2016.25.10.75-85. (in Russian)Сивков А. М. Двухлучевой счетчик посетителей // Безопасность в техносфере: сб. ст. межд. конф. Ижевск, 2017. Вып. 11. С. 63-71.Sivkov A. M. Dvukhluchevoy schetchik posetiteley [Two-beam counter of visitors]. Bezopasnost’ v tekhnosfere [Safety in the Technosphere]. Izhevsk, 2017, I. 11, pp. 63-71. (in Russian)Варламов Д. В. Динамический визуальный указатель путей эвакуации // Безопасность в техносфере: сб. ст. межд. конф. Ижевск, 2017. Вып. 11. С. 51-54.Varlamov D. V. Dinamicheskiy vizual’nyy ukazatel’ putey evakuatsii [Dynamic visual indicator of evacuation routes]. Bezopasnost’ v tekhnosfere [Safety in the Technosphere]. Izhevsk, 2017, I. 11, pp. 51-54.Ваштиев В. К. Беспроводной речевой оповещатель о пожаре в здании // Безопасность в техносфере: сб. ст. межд. конф. Ижевск, 2017. Вып. 11. С. 156-159.Vashtiev V. K. Besprovodnoy rechevoy opoveshchatel’ o pozhare v zdanii [Wireless voice alarm about a fire in the building]. Bezopasnost’ v tekhnosfere [Safety in the Technosphere]. Izhevsk, 2017, I. 11, pp. 156-159. (in Russian)Microcontroller ATmega128RFA1. URL: http://www.atmel.com/devices/atmega128rfa1.aspx (дата обращения: 02.03.2017).Microcontroller ATmega128RFA1. Available at: http:// www.atmel.com/devices/atmega128rfa1.aspx (accessed 02 March 2017).Варгаузин В. Радиосети для сбора данных от сенсоров, мониторинга и управления на основе стандарта IEEE802.15.4 // Электронные компоненты. 2005. № 2. С. 17-21.Vargauzin V. Radioseti dlya sbora dannykh ot sensorov, monitoringa i upravleniya na osnove standarta IEEE802.15.4 [Radio networks for data acquisition from sensors, monitoring and control based on the IEEE802.15.4 standard]. Elektronnye komponenty [Electronic Components]. 2005, I. 2, pp. 17-21. (in Russian)Fire Dynamic Simulator - FDS. URL: http://fire.nist.gov/fds/ (дата обращения: 01.03.2017)Fire Dynamic Simulator - FDS. Available at: http://fire.nist.gov/fds/ (accessed 01 March 2017).