Computational Models for Human Behavior in Fire Evacuations

Paloturvallisuussuunnittelun tärkein päämäärä on varmistaa ihmisten turvallinen poistuminen rakennuksista tulipalon sattuessa. Monissa tapauksissa turvallisuuden takeeksi riittää, että rakennus toteuttaa rakennusmääräyksissä esitetyt määrälliset ehdot poistumisreiteille, mutta tiettyjen, suuria väkijoukkoja sisältävien, kohteiden osalta ne eivät aina riitä varmistamaan turvallisuutta. Näissä tapauksissa mahdolliset vaaratilanteet voidaan tunnistaa etukäteen laskennallisella poistumisen simuloinnilla. Viime vuosina on kehitetty useita laskennallisia malleja poistumisen simulointiin. Monien mallien toimivuus on kuitenkin kyseenalaista, sillä ne eivät huomioi ihmisten päätöksentekoprosesseja sekä tulipalon kehityksen vaikutusta ihmisten käyttäytymiseen. Tämä työ on osa projektia, jossa kehitetään evakuoinninsimulointiohjelma huipputasoa edustavan tulipalonlaskentaohjelman yhteyteen. Näin voidaan yhdistää tulipalon ja evakuoinnin simulointi sekä mallintaa tulipalon vaikutusta ihmisten käyttäytymiseen. Tässä työssä esitellään kehitetty evakuoinninsimulointimalli. Mallin lähtökohtana on tunnettu sosiaalisen voiman malli, jolla voidaan mallintaa ihmisten liikettä henkilökohtaisten liikeyhtälöiden avulla. Tässä työssä kehitetään tämän mallin pohjalle useita laskennallisia menetelmiä kuvaamaan ihmisten käyttäytymistä. Kehitetyt mallit perustuvat sosiaalipsykologisessa kirjallisuudessa esitettyihin havaintoihin ihmisten käyttäytymisestä. Kehitetyt mallit kuvaavat useita ihmisten käyttäytymiselle ominaisia ilmiöitä. Työssä esitellään peliteoreettinen reaktiofunktiomalli, joka kuvaa ihmisten ovenvalintaan liittyvää päätöksentekoa. Lisäksi esittellään menetelmät kuvaamaan ihmisten ryhmäkäyttäytymistä sekä tiedon leviämistä väkijoukossa. Ihmisten kokema, uhkaavan tilanteen aiheuttama stressi voi vaikuttaa suuresti käyttäytymiseen. Työssä kuvataan erilaisia menetelmiä koetun stressin määrän mallintamiseen. Jotkin esitellyistä malleista on toteutettu kehitettyyn ohjelmaan. Näiden mallien parametrien vaikutusta tutkitaan analysoimalla simulointituloksia tilastollisesti