Все самое важное здесь!
ПОДПИСКА PRO ПБ
Мобильное приложение "Пожарная безопасность"
youtube dzen youtube vk instagram rutube
Пожарный календарь

Что и как. Моделирование толпы.

Дата актуализации статьи: 18.04.2022 10:52:00 18.04.2022
прослушать текст

Во время матчей или концертов на стадионах собираются многотысячные толпы. Чтобы проверить, насколько быстро такое количество людей сможет покинуть площадку в случае опасности, нужно провести учения. Но собрать для учения несколько тысяч человек нереально, но это можно сделать с помощью компьютерного моделирования. Красноярские ученые вот уже много лет проверяют так объекты по всей стране, в том числе они просчитывали стадионы для чемпионата мира по футболу 2018 года, объекты универсиады-2019 и даже знаменитый Эрмитаж. Как такое моделирование сможет показать проблемные места, узнаете из этого выпуска программы «Что и как».

«В данном случае это характернейшая картинка, когда мы видим, что людям, которые находятся внутри здания, не получается выйти, потому что здесь просто-напросто их не пускают двигающиеся по этому узкому внешнему стилобату ранее вышедшие на этот стилобат», — старший научный сотрудник института вычислительного моделирования Екатерина Кирик показывает расчеты движения болельщиков со стадиона. Этот крупный спортивный объект еще только проектируется в одном из городов нашей страны, и заказчик попросил красноярских ученых проверить его с помощью компьютерной модели. И расчеты показали, что даже без экстренной ситуации, в обычном режиме работы, у стадиона есть проблемные места. «Примерно 10 метров вот этот стилобат и лестница, которая примерно в два раза уже, чем вот эта территория, с которой люди заходят на нее. Очевидно, здесь будет скопление. Решение: вынести все, то есть здесь сделать шире, лестницу вынести, расширить и тем самым это скопление минимизировать. То же самое вот с этим скоплением, примерно та же самая история — скруглить эти подходы к лестнице с одной, со второй стороны и тем самым сделать здесь более благоприятные и комфортные условия для перемещения. Место под это все есть. Запланировано было так, но путем моделирования было определено, что так нельзя. Вот еще одно проблемное место — вот это скопление. Здесь лестница, очевидно, существенно уже, чем тот стилобат, по которому люди подходят, они скапливаются здесь», — продолжает Екатерина Сергеевна.

Моделированием движения людей на стадионах и других крупных сооружениях красноярские ученые занимаются уже 17 лет. Сначала это был чисто научный интерес, но затем стало понятно, что у разработанного ими алгоритма есть практическое применение. За эти годы ученые из института вычислительного моделирования просчитали множество объектов по всей стране: в Сочи, Казани, Петербурге, Москве. «Были стадионы, на которых проводились игры: сначала FIFA 2017 года, Кубка конфедераций, чемпионата мира 2018 года, были объекты универсиады, они поменьше, но тем не менее тоже интересные объекты. В том числе, например, мы моделировали перемещение спортсменов по деревне универсиады. Проанализировав расписание игр, тренировок и вообще необходимости людям перемещаться туда-сюда, мы обнаруживали определенные места, куда следовало обратить внимание управлению, то есть корректировке дорожного движения на этом участке и перемещению пешеходов», — рассказывает Е. С. Кирик. Также при анализе пешеходных потоков на спортивном кластере «Радуга» стало понятно, что нужно добавить еще одну лестницу, чтобы в случае эвакуации люди успели покинуть объект своевременно. Екатерина Сергеевна продолжает: «Путем моделирования мы увидели, что вот именно этого запланированного решения недостаточно для двух трибун, одна из них — стационарная, другая — временная. И когда вот все это мы показали проектировщикам, они согласились, что нужна еще одна лестница. Такие решения, на самом деле, важно предпринимать на этапе проектирования, потому что в проектное решение можно достаточно безболезненно внести дополнительные решения». Вот, например, вернемся к стадиону, с которого мы начали. В первоначальном проекте с трибун на поле спускались не все лестницы, а каждая вторая: «И заказчик стадиона предполагал, что да, ты перейдешь на соседний: здесь — нельзя, а здесь — можно, то есть вся масса зрителей должна перейти сюда, чтобы здесь спуститься. Так вот, показали, что в два с половиной раза дольше может длиться такая эвакуация через один спуск, вместо двух», — комментирует специалист. Также созданная модель позволила определить, сколько зрителей можно разместить на поле, на стадионах же не только спортивные события происходят, но и различные концерты. Как определить, сколько билетов можно продать? Понятно, что организаторы хотят как можно больше, но это не должно идти в ущерб безопасности. «Мы получаем путем моделирования ответ на вопрос: а сколько человек можно уместить? Заказчик хотел 20 тысяч на поле, плюс еще люди на трибунах. Сошлись на том, что все-таки 20 тысяч многовато, — в два раза снизили. Именно потому, что скопления, которые мы сейчас наблюдаем, продолжались более того времени, которое допустимо по нормативным документам. Не более 6 минут может длиться скопление с критической плотностью. Критическая плотность тоже определена — это 0,5 метров квадратных на метр квадратный, то есть примерно 3–4 человека на метр квадратный, если переводить в такие единицы измерения», — продолжает Екатерина Сергеевна.

Кто-то может усомниться: как можно рассчитать такие хаотичные вещи, как движение людей и пожар? Оказывается, можно, если учесть все параметры, например, класс пожароопасности каждого материала или положение дверей в помещениях. Е. С. Кирик говорит: «Очевидно, когда дверь закрыта, а очаг находится за ней, дым из того помещения будет выходить позднее в том состоянии, которое критично для людей, а если мы дверь открыли, то другая будет ситуация — коридор быстрее будет задымляться. И вот эти вот препятствия для опасных факторов пожара, распространяющихся по зданию, мы можем учитывать при создании расчетной области, при постановке задачи». Скорость движения человека — тоже параметр измеряемый, и как она снижается, когда впереди затор, понятно. А вот в этой модели несколько человечков отстают от основного потока — это пожилые люди, скорость передвижения которых явно будет ниже. Этот момент тоже учитывается. Принимают во внимание при расчетах и такой человеческий фактор, как сомнения. Когда срабатывает пожарная тревога, мы какое-то время сидим и думаем: по-настоящему это или нет. «Принимается какая-то задержка начала эвакуации. Опять же, мы приняли одну минуту, промоделировали начало эвакуации, промоделировали развитие пожара, смотрим — все хорошо. А потом промоделировали при начале эвакуации через 2 минуты и видим, что уже нехорошо — часть людей попадает в те зоны, где задымление к тому моменту достигло критического значения», — поясняет специалист. Но все это хорошо, когда объект только собираются строить и ошибки можно исправить относительно простой корректировкой проекта. А что делать, если здание уже построено? Тогда моделирование может показать оптимальные пути эвакуации. Иногда бывает так, что самый короткий и привычный путь — не самый верный. Екатерина Сергеевна рассказывает: «Вот мы, например, путем моделирования обнаружили, что есть такие моменты при возникновении пожара где-то в фойе большого концертного зала, то лучше из самого зала, из портера, перемещаться не этими привычными путями через двери фойе, а через сцену — в малый концертный зал». Такая информация будет полезна в первую очередь персоналу, который отвечает за эвакуацию. Мы как посетители все равно не запомним пути отхода из всех стадионов и концертных залов. «В данном случае у нас находится 4000 человек в здании. Сейчас я настрою такую видимость, чтобы у нас не были видны этажи. Вот люди на всех этажах так выглядят», — продолжает специалист. Все эти человечки разгуливают по компьютерной модели очень известного здания — это Зимний дворец в Санкт-Петербурге. Его тоже проверяли с помощью своих алгоритмов красноярские ученые. В данном случае проигрывается ситуация, когда очаг пожара находится в «школьном гардеробе» на первом этаже. Светом обозначается распространение дыма и огня: синий — безопасно, красный — критические значения. Е. С. Кирик комментирует: «Вот у нас есть такая Малая Церковная лестница, которая, в принципе, вниз спускается, но если мы спустимся вниз по ней, то мы окажемся в Кутузовском коридоре и вот на этом Салтыковском подъезде. И вот мы видим, что у нас здесь скопление. Поэтому масса людей, которая пользуется Малоцерковной лестницей, направляется по Романовской галерее». Зимний дворец — это памятник архитектуры, и в нем ничего уже не перестроишь, но этого и не нужно делать, если знать, как правильно проводить эвакуацию, а это и показывает компьютерное моделирование. Например, в этом случае из путей отхода с первых же минут исключили главный вход, хотя от пожара он далек, и задымление достигает его, согласно расчетам, только на 10-й минуте. «Вы мне можете возразить, сказать, что до этого времени можно было бы его использовать. В принципе, да, но здесь возникает организационный вопрос: что значит "до этого времени"? Все эти люди, которые бы сюда шли, в какой момент их начинать разворачивать и кто это будет делать? Кто сможет поток развернуть? Вот они шли в одну сторону, а их на 180 градусов надо развернуть. Просто взять и сказать: "Стоп, разворачиваемся, идем обратно". Это невозможно технически. То есть мы как раз инициируем скопление, столпотворение, панику», — говорит Е. С. Кирик. Также расчеты показывают, что в другом конце здания остается безопасная зона и часть публики можно отвести туда. Плюс — при эвакуации из музеев есть еще одна особенность: людей надо вывести не просто на улицу, а в зону контроля, чтобы в условиях хаоса какой-нибудь недобросовестный товарищ не унес ценный экспонат. Екатерина Сергеевна продолжает: «Были такие сценарии месторасположения очагов, где мы понимали, что в принципе есть возможность всех вывести внутрь двора, но опять же это появилось когда? Когда мы промоделировали. А теперь представьте: без моделирования гонять публику 4000 человек. Чтобы получить такие вот результаты моделирования, расчетов было проведено до сотни где-то». К тому же настоящий огонь в учебных целях в музее или на стадионе точно не разведешь, а значит, не поймешь, как он будет распространяться и не перекроет ли пути 





  • Комментарии
  • Задать вопрос специалисту
В разделе:
Читай также
Статья посвящена особенностям моделирования развития пожара c помощью гидродинамической (полевой) модели. Анализируется программное обеспечение FDS версий 5 и 6. Рассматриваются настройки «по умолчанию» в программе, которые часто используются без изменений при проведении расчетов по оценке пожарного риска, и их соответствие положениям методик определения расчетной величины пожарного риска. Приведены результаты парных расчетов, иллюстрирующие влияние рассмотренных параметров на время блокирования путей эвакуации и на совместный анализ результатов моделирования развития пожара и эвакуации.
В статье рассмотрены проблемы, проявившиеся в ходе применения численного моделирования для решения задач в области пожарной безопасности, их причины, возможные пути и примеры решения.
В данной статье проводится анализ состава исходных данных, используемых при численном моделировании пожаров, на основе рассмотрения нормативных требований и исследований проведения расчетов по определению расчетной величины пожарного риска для общественных зданий. А также показывается, каким образом от состава и качества исходных данных зависит результат расчета и, как следствие, качество разрабатываемых противопожарных мероприятий.
S-2144
просмотры790
Мы используем cookie (файлы с данными о прошлых посещениях сайта) для персонализации и удобства пользователей. Так как мы серьезно относимся к защите персональных данных пожалуйста ознакомьтесь с условиями и правилами их обработки. Вы можете запретить сохранение cookie в настройках своего браузера.
×
Вход на сайт