کنفرانس ملی مهندسی و مدیریت محیط زیست

صفحه اصلی / هفتمین کنفرانس ملی مهندسی و مدیریت محیط زیست

پیشبینی بهترین مسیر تخلیه اضطراری به کمک الگوریتم کلونی زنبور مصنوعی (ABC)؛ مطالعه موردی: ساختمان پزشکان

نویسندگان :

مهسا محمدرضابیک¹ سعید گیوه چی² فروزان ایزدبین³ رامین سمواتی⁴

1- تهران 2- تهران 3- دانشگاه تهران 4- دانشگاه تهران

کلمات کلیدی :

شبیهسازی تخلیه اضطراری،الگوریتم کلونی زنبور مصنوعی (ABC)،شبیهسازی میکروسکوپیک جریان جمعیت،تخلیه اضطراری در ساختمانهای با کاربری ناهمخوان( ساختمان پزشکان)

چکیده :

تخلیه ایمن و بهموقع اماکن پرتردد در شرایط بحرانی (مانند آتشسوزی)، از اهمیت بسزایی برخوردار است. اغلب ساختمانهای پزشکان به دلیل تغییر کاربری غیراصولی از مسکونی به درمانی، اغلب دارای معابر خروجی کمعرض، گلوگاههای حرکتی متراکم و توزیع جمعیتی بشدت ناهمگن هستند. پژوهش حاضر با هدف افزایش تابآوری عملیاتی و ارتقای ایمنی کالبدی این مجتمعها، به توسعه یک مدل شبیهسازی میکروسکوپیک پویایی جمعیت و مکانیابی بهینه بازشوهای اضطراری مبادرت ورزیده است. این پژوهش با عبور از مفروضات سنتی روندی نوآورانه را پیش گرفته و به توسعه یک مدل بهینهسازی هوشمند بر پایه الگوریتم کلونی زنبور مصنوعی جهت مکانیابی خروجی اضطراری و تفکیک دینامیک جریان فرار، با در نظر گرفتن رفتارهای وابستگی ثانویه (سرعت گامبرداری متمایز برای گروههای آسیبپذیر نظیر زنان باردار، کودکان و همراهان) پرداخته است. بدین منظور، سناریوی تخلیه اضطراری برای 75 نفر از مراجعین تحت شرایط اوج ترافیک در قالب 4 زون درمانی متمایز شبیهسازی شد. برای بهینهسازی توابع هدف چندمعیاره و کمینهسازی مجموع زمان انتقال، از منطق هوش ازدحامی الگوریتم فراابتکاری کلونی زنبور مصنوعی (ABC) در سه فاز زنبورهای کارگر، تماشاگر و پیشآهنگ استفاده گردید. تحلیل عملکرد مکانیزم ریاضی الگوریتم ABC و نقشهبرداری حرارتی سیستم، مختصات قطعی (1, y=18x=) واقع در حریم واحد استراحت را بعنوان بهینه جهت احداث پلکان اضطراری خارجی تعیین کرد. پیادهسازی این ساختار زمان تخلیه کامل ساختمان را از 82 ثانیه در وضعیت موجود به 48 ثانیه تقلیل داد که مبیّن بهبود 41 درصدی راندمان کارایی سیستم و کاهش 55 درصدی میانه زمان فرار گروه آسیبپذیر است. اگرچه ارزیابی دینامیک صف نشان داد در فاز هجوم اولیه (ثانیههای 10 تا 20) پیک صف به دلیل درگیری موازی خروجیها به 36 نفر افزایش مییابد، اما نرخ فرونشست صف بهسرعت تسریع شده و پدیده ایستایی فاجعهباردر بازه ثانیههای 40 تا 52 وضعیت موجود که عامل اصلی مواجهه با گازهای سمی بود، کاملاً حذف گردید. نتایج این پژوهش تایید میکند که همراستایی ابزارهای بهینهسازی هوشمند با ویژگیهای رفتاری ناهمگن، با دقت عددی بالایی فرآیند تخلیه را انالیزکرده و مدل توسعهیافته میتواند بعنوان یک سیستم تصمیمیار کارآمد در اختیار طراحان شهری، مهندسان ایمنی حریق و مدیران بحران قرار گیرد.