ABM of emergency building evacuation

Abstract

Agent-based modeling is a popular solution for modeling evacuation, and the goal of this bachelor’s thesis is also to build a functional simulator that can be used to run simple simulations of people leaving a building. The purpose of the simulator is to model congestion in doorways and corridors in particular. The simulator can be used, for example, as a guiding tool in planning evacuation safety.

The work focuses on simulating evacuation in a two-dimensional environment and in a single-story building. The work does not attempt to model a fire, but only the movement of people in the event of a fire alarm.

The work has been implemented by programming in Python, using various Python libraries. The software includes components such as pathfinding using visibility graph in an Euclidean 2D plane and avoiding collision with other agents. The results show that the model works for running simple evacuation simulations.

Evakuoinnin mallintamiseen agenttipohjainen mallinnus on suosittu ratkaisu ja tämän kandidaatintyön tavoitteena on myös rakentaa toimiva simulaattori, jolla voi ajaa yksinkertaisia simulointeja ihmisten poistumisesta rakennuksesta ulos. Simulaattorin tarkoitus on mallintaa varsinkin oviaukkoihin ja käytäviin syntyviä ruuhkia. Simulaattoria voi käyttää esimerkiksi suuntaa antavana työkaluna poistumisturvallisuuden suunnittelussa.

Työssä keskitytään poistumisen simulointiin kaksiulotteisessa ympäristössä ja yksikerroksisessa rakennuksessa. Työssä ei yritetä mallintaa tulipaloa, vaan ainoastaan ihmisten liikettä palohälytyksen sattuessa.

Työ on toteutettu ohjelmoimalla Pythonilla käyttäen hyödyksi erilaisia Python-kirjastoja. Ohjelmisto sisältää komponentteja kuten reitin muodostamista näkyvyys graafilla euklidisessa 2D tasossa ja toisiin agentteihin törmäämisen välttämistä. Tulokset osoittavat mallin toimivan yksinkertaisten poistumissimulointien ajamiseen.