Процесс проверки и валидации моделей эвакуации из здания при пожаре. Проверочные тесты (2020 год)

СОДЕРЖАНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ

3.1. ПРОВЕРОЧНЫЕ ТЕСТЫ

3.1.1 Время до эвакуации

Verif.1.1. Распределение времени до эвакуации

3.1.2 Движение и навигация

Verif.2.1. Скорость в коридоре

Verif.2.2. Скорость на лестнице

Verif.2.3. Движение за поворот

Verif.2.4. Назначенная демографических параметров людям

Verif.2.5. Влияние снижения видимости на скорость ходьбы

Verif.2.6. Ограничение дееспособности людей

Verif.2.7. Использование лифта

Verif.2.8. Горизонтальные встречные потоки (комнаты)

Verif.2.9. Групповое поведение

Verif.2.10 Люди с ограниченными возможностями движения

3.1.3 Выбор/ использование выхода

Verif.3.1. Выход по маршруту

Verif.3.2. Влияние общества

Verif.3.3. Установление связей

3.1.4 Доступность маршрута

Verif.4.1. Динамическая доступность выходов

3.1.5 Ограничения потока

Verif.5.1. Перегруженность

Verif.5.2. Максимальные скорости потока

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

3.1. ПРОВЕРОЧНЫЕ ТЕСТЫ.

3.1.1 Время до эвакуации.

Время до эвакуации - это время, необходимое эвакуируемым для начала

движения к безопасному месту [Gwynne et al., 2012a]. Один простой тест

(Verif.1.1.) предлагается для проверки способности моделей эвакуации

назначать распределения времени до эвакуации людей.

Verif.1.1. Распределение времени до эвакуации.

Этот тест касается представления времени до эвакуации в моделях

эвакуации. Предлагаемый тест представляет собой модифицированную

версию IMO тест 5 из MSC / Circ.1238.

Геометрия.

Комната размером 8 х 5 м с выходом 1 м.

Сценарий.

Десять человек случайным образом расположены в комнате. Проверьте

типы распределений, используемые моделью эвакуации для представления

времени до эвакуации. Наложить заранее определенное распределение

(например, равномерное, нормальное, логарифмическое и т.д.) Время

предварительной эвакуации в соответствии с входными распределениями,

предусмотренными в модели эвакуации. Повторите тест для каждого

распределения времени предварительной эвакуации, встроенного в модель.

Ожидаемый результат.

Убедитесь, что каждый участник начинает движение в соответствующее

время и что время начало движения людей попадают в указанный диапазон.

Метод испытания.

Метод испытания - это количественная проверка присвоения модели,

выраженная в терминах времени до эвакуации. Что касается рассматриваемого

типа распределения, то тестировщик модели должен определить подходящий

количественный метод для оценки различий между моделируемым и

назначенным распределениями.

Действия пользователя.

Следует отметить, что этот тест следует повторять несколько раз (то есть

необходимо выполнить несколько прогонов одного и того же сценария), чтобы

проверить моделирование ожидаемых распределений времени до эвакуации

на нескольких прогонах*.

* Следует отметить, что требования к количеству прогонов могут

различаться в разных дистрибутивах. Различные тесты могут использоваться

для демонстрации того, что значения принадлежат определенным

распределениям. Тестеровщики модели могут продемонстрировать это с

помощью подходящего теста в отношении рассматриваемого распределения.

3.1.2 Движение и навигация.

Всего предлагается десять тестов для проверки этого основного

элемента. Семь тестов направлены на аналитическую верификацию моделей

(AN_VERIF), а три теста проверяют представление аварийного поведений

(EB_VERIF). Первые два теста посвящены моделированию назначенных

скоростей ходьбы в коридоре (Verif.2.1) и вверх или вниз по лестнице

(Verif.2.2). Verif.2.3 - это тест на прохождения людьми угла. Тест (Verif.2.4)

предлагается для присвоения демографических характеристик людей.

Verif.2.5 исследует моделирование горизонтальных встречных потоков.

Предложены новые тесты для проверки воздействия дыма на скорость ходьбы

людей (Verif.2.6) и моделирования инвалидов (Verif.2.7). Верификационный

тест

(Verif.2.8) этого основного поведенческого компонента касается

моделирования лифтов. Последние два теста посвящены анализу аварийного

поведения группы людей (Verif.2.9) и людей с нарушениями движений

(Verif.2.10). Эти тесты были отобраны для того, чтобы включить большинство

функций движения и навигации, перечисленных в обзоре моделей эвакуации

зданий, выполненных Kuligowski et al. [2010].

Verif.2.1. Скорость в коридоре.

Предлагается тест для проверки симуляции движения людей,

поддерживающие заданную скорость ходьбы во времени. Тест основан на

IMO тест 1 из Руководства IMO.

Геометрия.

Коридор шириной 2 м и длиной 40 м.

Cценарий.

Один человек с заданной скоростью ходьбы 1 м/с идет по коридору.

Ожидаемый результат.

Участник должен пройти расстояние коридора за 40 с.

Метод испытания.

Метод испытания представляет собой количественную проверку

результатов модели, то есть разницы между ожидаемым результатом и

результатами моделирования.

Действия пользователя.

Эффективность этого теста можно повысить, установив

дополнительные параметры в зависимости от типа рассматриваемой модели.

Например, в случае моделей, которые используют грубые и точные сетки,

результаты могут зависеть от принятой конфигурации сетки. В случае

моделей, использующих точную сетку, на результаты может повлиять поворот

коридора относительно используемой сетки

[Ronchi et al.,

2013b].

Следовательно, испытание должно проводиться с использованием по меньшей

мере двух различных поворотов геометрии (например, 0 градусов и 45

градусов). Следует также учитывать необходимость (или нет) проводить этот

тест с различными конфигурациями сетки (например, имитировать размер

ячейки по умолчанию и набор как уменьшенных, так и увеличенных размеров

ячейки), чтобы проверить чувствительность результатов к размеру ячейки.

Verif.2.2. Скорость на лестнице.

Набор проверочных тестов необходим для проверки движения людей

вверх и вниз по лестнице. Предлагаемый(ые) тест(ы) основан(ы) на

Руководящих принципах IMO. IMO тест 2 и IMO тест 3 - это два проверочных

теста для поддержания заданной скорости ходьбы вверх или вниз по лестнице.

Геометрия.

Лестница шириной 2 м и длиной 100 м, измеренная вдоль наклона.

Сценарий.

Один человек со скоростью ходьбы 1 м/с (вверх или вниз) идет по

лестнице.

Ожидаемый результат.

Ожидается, что человек преодолеет расстояние за 100 с (вверх или вниз).

Метод испытания.

Метод испытания представляет собой количественную проверку

результатов модели, то есть разницы между ожидаемым результатом и

результатами моделирования.

Действия пользователя.

IMO тест 2 и IMO тест 3 исследуют один и тот же компонент. Модели

эвакуации могут использовать один и тот же вход для изменения движения

людей по лестнице (движение вверх или вниз). Например, пользователь

определяет коэффициент скорости

(либо вручную, либо вставляя

определенные параметры, такие как ступеньки лестницы). Можно было бы

выполнить только один из этих двух тестов, если модели используют одну и

ту же базовую функцию для имитации движения вверх и вниз (то есть два

теста могут стать ненужными, если входные данные, используемые моделью,

одинаковы). Требование тестировании нестандартных конструкций лестниц

может быть добавлено для того, чтобы расширить применимость моделей

эвакуации в зданиях к этим сценариям (например, спиральные лестницы,

изогнутые лестницы и т.д.). Следует также отметить, что современные модели,

как правило, не допускают прямого представления о влиянии усталости на

скорость ходьбы по лестнице. Как только эта функция будет реализована в

моделях, необходимо разработать соответствующий проверочный тест. Также

в этом тесте тестеровщик должен показать, в случае сетевых моделей (грубая

или тонкая сеть), чувствительность результатов модели к используемой сети и

оценить, может ли изменение геометрии повлиять на результаты.

Verif.2.3. Движение за поворот.

Предлагается один тест, чтобы проверить, способна ли модель

правильно моделировать границы сценария. IMO тест 6 является эталоном для

этого теста, то есть тест для проверки того, что люди успешно перемещаются

за поворот.

Геометрия.

Поворот представлен на рисунке 1.

Рисунок 1. Геометрическая схема проверки Verif.2.3. Тест аналогичен тесту

IMO тест 6 [Международная морская организация, 2007].

Сценарий.

Двадцать человек равномерно распределены в одном конце коридора

(в пространстве размером 2х4 м). Они имеют мгновенное время движения и

скорость ходьбы 1 м/с.

Ожидаемый результат.

Ожидается, что жители успешно пройдут за поворот, не проходя через

границы расчетного домена.

Метод испытания.

Метод испытания

- качественная проверка движения человека.

Качественный анализ выполняется путем наблюдения пути перемещения,

пройденного людьми. Если возможно, эта оценка может быть выполнена с

использованием инструмента визуализации модели или отслеживания

координат путей агентов.

Действия пользователя.

Следует отметить, что текущий тест движения за поворот предназначен

только для проверки границ, доступных в сценарии, т.е. не производится

оценка ожидаемого шаблона в повороте (т.е. Текущий тест не является

проверкой возникающей ситуации поведения). Когда литература по

человеческому поведению при пожаре способна дать детальное понимание

ожидаемых моделей движения людей, тестировщики моделей должны будут

включить это в тест.

Verif.2.4. Назначенная демографических параметров людям.

Предлагается тест для проверки способности модели назначать

демографические параметры людям. Предлагаемый тест является

модифицированной версией IMO тест 7.

Геометрия.

Комната прямоугольной формы размером 100 на 100 метров.

Сценарий.

Выберите подгруппу, состоящую из группы населения, выбранной в

соответствии с ожидаемыми характеристиками здания(ий) (см. Lord et al.

[2005] для возможной демографии жителей здания). Назначьте скорость

ходьбы для 100 человек, равномерно распределенных в комнате.

Ожидаемый результат.

Покажите, что назначенные скорости ходьбы соответствуют

распределению, указанному в сценарии.

Метод испытания.

Метод испытания - это количественная проверка присвоений модели, то

есть анализ скоростей ходьбы, смоделированных моделью эвакуации. Что

касается рассматриваемого типа распределения, то тестировщик модели

должен определить подходящий количественный метод для оценки различий

между моделируемым и назначенным распределениями.

Действия пользователя.

Следует отметить, что значения, которые будут использоваться для

демографических характеристик жителей, зависят от нескольких факторов,

таких как назначение здания, национальность и т.д. Пожалуйста, обратитесь к

Lord et al. [2005] для примеров реальных распределений. Также в этом случае

тестеровщики модели должны продемонстрировать, что моделирование

демографического распределения жителей проверяется в течение нескольких

прогонов, то есть тест должен повторяться несколько раз.

Verif.2.5. Влияние снижения видимости на скорость ходьбы.

Этот тест направлен на количественную проверку способности моделей

эвакуации воспроизводить физическое воздействие дыма на скорость ходьбы

людей. Следует отметить, что дым имеет множество дополнительных

физических, психологических и социологических факторов [Ronchi et al.,

2013a], которые в настоящее время не учитываются моделями эвакуации. Этот

тест основан на тесте проверки уменьшения видимости и скорости ходьбы,

предложенном Korhonen и Hostikka [2009].

В моделях эвакуации могут использоваться различные наборы данных и

корреляции для представления влияния ограниченной видимости (дыма) на

скорость ходьбы. По этой причине тестеровщик должен знать тип корреляции,

используемой моделью, чтобы выполнить этот проверочный тест. Пять типов

корреляций были определены Ronchi et al. [2013a] в существующих моделях

эвакуации, которые учитывают различные предположения о влиянии

ограниченной видимости на индивидуальные скорости ходьбы и

минимальную скорость ходьбы в дыму. Эти корреляции представлены здесь:

Формула 1 представляет частичное воздействие дыма на скорость без

минимальной скорости в густом дыме. n дым/скорость кривые составляются

соответствии с характеристиками n рассматриваемых лиц. Формула

представляет частичное воздействие дыма на скорость с минимальной

постоянной скоростью ходьбы в густом дыме (≈0,3 м/с до 0,4 м/с); Получены

n дым/скорость кривые, но они показывают одинаковую минимальную

скорость. Формула 3 представляет частичное воздействие дыма на скорость с

переменной минимальной скоростью в густом дыме; n дым/скорость кривые

создаются в соответствии с характеристиками n людей, а минимальная

скорость зависит от характеристик людей. Формула

4 представляет

абсолютное снижение скорости относительно дыма в пределах определенного

диапазона скоростей Δ вокруг среднего значения, то есть снижение скорости

не зависит от скорости людей в свободных условиях. Формула 5 представляет

собой абсолютное снижение скорости в дыме в пределах определенного

диапазона скоростей, близких к среднему, то есть снижение скорости не

зависит от начальных скоростей ходьбы.

Пять корреляций генерируют различные формулы в зависимости от типа

используемого набора данных

(современные модели эвакуации либо

включают наборы данных Jin [2008] или Frantzich and Nilsson [2004]) и

конкретный тип кривой, используемой разработчиками модели (линейный,

нелинейный и т. д.).

Верификационный тест, предложенный Korhonen and Hostikka [2009],

изменен, чтобы учесть различные типы корреляции, используемые моделями

для представления влияния пониженной видимости

(дыма) на скорость

ходьбы людей.

Геометрия.

Коридор шириной 2 м и длиной 100 м. Один выход (шириной 1 м)

находится в конце коридора.

Сценарий.

Дым снижает скорость ходьбы из-за ограниченной видимости. Скорость

беспрепятственного передвижения человека для среды, свободной от дыма,

установлена на постоянное значение, равное

1,25 м/с. Постоянный

коэффициент экстинкции, равный 1,0 1/м, реализован в коридоре до начала

моделирования. В этом тесте внешние источники света отсутствуют, т.е.

предполагается, что окружающая среда состоит только из объектов, которые

не излучают свет. Человек должен добраться до выхода в конце коридора.

Ожидаемый результат.

Ожидаемый результат состоит в том, что время, необходимое человеку

для преодоления коридора, совпадает со временем, вычисленным вручную с

использованием корреляции, используемой моделью (то есть в соответствии с

коэффициентом снижения скорости, используемой в модели).

Метод испытания.

Метод испытаний - это проверка назначения модели. Проводится

количественная оценка результатов модели с точки зрения разницы во

времени. В отношении типа корреляции, используемой моделью, тестировщик

должен определить подходящий количественный метод для оценки различий

между смоделированным и ожидаемым временем.

Действия пользователя.

Испытание следует повторить, чтобы проверить различные значения в

корреляции, то есть необходимо проверить различные комбинации скорости

беспрепятственной ходьбы для свободной от дыма среде и постоянных

коэффициентов экстинкции. Примерами таких значений могут быть 1,0 м/с,

0,75 м/с, 0,5 м/с и 0,25 м/с для беспрепятственной скорости ходьбы и 10 1/м,

7,5

1/м,

3,0

1/м и 0,5 1/м для коэффициента экстинкции. Эти значения

предлагаются для того, чтобы охватить диапазон скоростей ходьбы и

коэффициентов экстинкции, включенных в два основных набора данных,

доступных в литературе [Ronchi et al., 2013a]; то есть Frantzich and Nilsson

[2004] и Jin

[2008]. Следует отметить, что тестеровщик должен знать

корреляцию, используемую моделью, а затем сравнивать результаты теста с

заранее выполненными ручными вычислениями, то есть тестеровщик заранее

рассчитывает предполагаемое снижение скорости из-за дыма. Модели также

могут учитывать влияние дыма на работоспособность людей. Этот тест не

учитывает влияние раздражающего дыма и токсичных газов на скорость

людей (то есть поведение при ползании и т.д.), т.е. учитывается только

влияние сниженной видимости на скорость ходьбы. Kuligowski et al. [2010]

подчеркнул, что модели эвакуации могут не включать подмодель,

имитирующую влияние дыма на скорость ходьбы. В этом случае пониженная

скорость может быть неявно реализована в моделях эвакуации, но невозможно

смоделировать влияние изменения условий видимости во времени на скорости

ходьбы. Тестеровщик должен описать это ограничение рассматриваемой

модели.

Verif.2.6. Ограничение дееспособности людей.

Предлагается тест для качественной и количественной проверки

способности моделей эвакуации симулирует ограничение дееспособности

людей из-за токсического и физического воздействия дыма. Ограничение

дееспособности обитателей здания реализуется во всех моделях эвакуации,

которые пытаются представить наличие дыма

[Kuligowski et al.,

2010],

используя концепцию дробной эффективной дозы

(FED)

[Purser,

2008].

Предлагаемый тест является модифицированной версией теста,

разработанного Korhonen и Hostikka [2009].

Геометрия.

Комната без источника огня (10 х 10 м х 3 м).

Сценарий(ии).

Реализация концепции FED проверена. Шаг 1: разместите человека в

центре комнаты (см. рисунок

2). Человек находиться в фиксированном

исходном положении, установив большое время предварительной эвакуации

(> 10000000 с). Опасные условия реализованы в модели по отношению к

используемой подмодели ограничения дееспособности. Примерами таких

условий являются воздействие токсических, раздражающих и физических

опасностей, таких как HCN, CO, CO₂, HCl, HBr, HF, SO₂, NO₂, повышенная

температура, тепловое излучение и т.д. Шаг 2: Постройте одну и ту же комнату

и выполните измерение FED в том же месте где находился человек (либо с

использованием ручных расчетов, либо с помощью независимой проверенной

модели пожара, использующей те же вычисления FED, реализованные в

модели эвакуации).

Рисунок 2. Геометрическая схема теста Verif.2.6. Слева - геометрия

тестового моделирования, а справа - та же самая геометрия, используемая

для измерений, основанных на ручных расчетах или моделировании пожара.

Ожидаемый результат.

Ожидаемый результат состоит в том, что время достижения ограничение

дееспособности человека

(FED = 1) на шаге 1 совпадает со временем

достижения FED = 1 в точке измерения на шаге 2. Этот тест следует повторять

для каждого опасного состояния, доступного в подмодель ограничения

дееспособности

(например, концентрации CO или HCN, повышенная

температура и т. д.).

Метод испытания.

Используемый метод испытаний

- это количественная проверка

присвоения модели. Оценка различий во времени достижения FED = 1 в

течение двух этапов теста выполняется.

Действия пользователя.

Следует отметить, что тестеровщик должен знать подмодель(и)

токсичности и опасности, встроенную в модель эвакуации, для выполнения

теста. Настоящий тест является статическим тестом. Модельные тестеры

могут рассмотреть вопрос о расширении проверки вычислений FED,

рассматриваемого человека, движущегося в пространстве. Если

рассматриваемая модель не включает подмодели токсичности и опасности,

рекомендуется, чтобы тестеровщик обсуждал это ограничение в

документации, связанной с валидации и верификации модели.

Verif.2.7. Использование лифта.

Действующие строительные нормы и правила постепенно внедряют

использование лифтов в качестве возможного выхода [International Code

Council, 2012] и неотъемлемой части различных выходных стратегий [Ronchi

et al.,

2013b]. Поэтому предлагается проверка для проверки возможности

моделей эвакуации при моделировании эвакуации с использованием лифтов.

Следует отметить, что лифты постепенно внедряются в модели эвакуации

(10 из 26 моделей в обзоре Kuligowski et al. [2010].

Геометрия.

Построить две комнаты, а именно комнату

1 и комнату

расположенные на разных высотах с расстоянием между этажами, равным 3,5

м (см. рис. 3 и рис. 4). Разместите лифт, соединяющий две комнаты в

соответствии с рисунком 3 и рисунком 4. Вставьте выход шириной 1 м в

комнату 1.

Сценарий.

Вставьте агента с беспрепятственной скоростью ходьбы 1 м/с в комнату

2 (см. рис. 3 и рис. 4) с мгновенным временем начала движения. Лифт является

единственным выходом, доступным для эвакуации. Лифт должен начинать

движение из комнаты 1, добраться до комнаты 2 и взять агента, а затем

вернуться в комнату 1, чтобы агент вышел из лифта. Тестеровщик должен

определить кинематические установки для лифта (например, скорости лифта,

ускорение, время открытия и закрытия и т.д.).

Рисунок 3. Схематическая геометрическая схема Verif.2.7. тестового

задания. Боковой вид макета.

Рисунок 4. Схематическая геометрическая схема Verif.2.7. Тестовое

задание. Вид сверху на комнату 1 и комнату 2.

Ожидаемый результат.

Ожидаемый результат состоит в том, что человек сначала входит в лифт

в комнате 2. Затем тот же самый человек выходит из лифта в комнате 1 и

достигает выхода в комнате 1. Если возможно, эта оценка может быть

выполнена с использованием инструмента визуализации модели.

Метод испытания.

Метод испытания представляет собой качественную проверку

назначения модели, то есть способности модели моделировать эвакуацию с

использованием лифтов.

Действия пользователя.

Если рассматриваемая модель не включает подмодель лифта,

тестировщику рекомендуется обсудить это ограничение в документации,

связанной с валидации и верификации модели.

Verif.2.8. Горизонтальные встречные потоки (комнаты).

Предлагается тест для проверки способности моделей моделировать

противотока. Этот тест является модифицированной версией IMO тест 8 и

является проверкой возникающих поведений, связанных с противотоком.

Геометрия.

Две комнаты 10 м (шириной и длиной), соединенные через коридор

длиной 10 м и шириной 2 м, начинающиеся и заканчивающиеся в центре одной

стороны каждой комнаты (см. рисунок 5).

Рисунок 5. Геометрическая схема Verif.2.8 Тест на основе IMO тест 8

[Международная морская организация, 2007].

Сценарий.

Выберите подгруппу, состоящую из 100 человек с временем начала

движения, равным 0 с, и распределите скорости ходьбы в соответствии с

демографическими параметрами людей в здании (-иях) (см. Lord et al. [2005]

для возможной демографии жителей). Шаг 1: Сто человек перемещаются из

комнаты 1 в комнату 2, где первоначальное распределение таково, что

пространство комнаты

1 заполняется слева с максимально возможной

плотностью. Время, когда последний человек входит в комнату

записывается. Шаг 2: Шаг первый повторяется с дополнительными десятью,

пятьдесят и сотней человек в комнате

2. Эти люди должны иметь

характеристики, идентичные характеристикам в комнате 1. Обе группы людей

перемещаются одновременно в противоположные комнаты и записывается

время последнего человека, вошедшего в комнату 1 и 2.

Ожидаемый результат.

Ожидаемый результат состоит в том, что записанное время

увеличивается с увеличением числа людей в противотоке.

Метод испытания.

Метод испытаний представляет собой качественную оценку

возможностей модели воспроизведения горизонтальных встречных потоков

(встречных потоков в помещениях). Результаты модели необходимо сравнить

и представить различия (выраженные в единицах времени эвакуации) между

этапами теста.

Действия пользователя.

Тестеровщик

должен

качественно

обсудить

степень

зарегистрированного увеличения времени из-за встречных потоков.

Verif.2.9. Групповое поведение.

В моделях эвакуации

[Kuligowski et al.,

2010] часто включают

возможность имитировать взаимодействие между людьми здания, то есть

групповое поведение. В этом случае групповое поведение относится только к

движению людей (то есть они не включают принятие решений, общение и

т.д.). Этот тест предназначен для качественной проверки возникающего

поведения групп. Тест идентифицирует, доступна ли групповая подмодель и

может ли она воспроизводить групповое поведение не только как

совокупность людей с одинаковыми характеристиками, но и как группу

людей, находящиеся вместе даже в случае разных характеристик людей

(например, разные скорости ходьбы людей).

Геометрия.

Комната размером 15 х 20 м с шириной выхода 1 м.

Сценарий.

Пять человек относятся к одной и той же группе трудоспособных

взрослых, а именно к группе 1, в верхней части комнаты (см. Зона 1 на рисунке

6) с временем начала движения, равным 0 с. Четверо человек из группы

1 имеют постоянную беспрепятственную скорость ходьбы 1,25 м/с. Пятый

человек группы 1 имеет постоянную беспрепятственную скорость ходьбы

0,5 м/с. В центральной части комнаты в зоне 2, как показано на рис. 6,

равномерно распределено

10 взрослых людей с более медленными

параметрами скорости, а именно группа

2, с постоянной скоростью

беспрепятственного передвижения 0,2 м/с, как показано на рис 6. добраться до

выхода из комнаты. Люди в Зоне 1 должны добраться до выхода из комнаты.

Рисунок 6. Схематическая геометрическая схема Verif.2.9. теста.

Ожидаемый результат.

Тест должен продемонстрировать, что люди группы 1 будут вместе

достигать выхода (то есть время, в течение которого люди группы 1 должны

достигать выхода, не должно отличаться более чем на 10 с). Если возможно,

эта оценка может быть выполнена с использованием инструмента

визуализации модели. Выбор

10 человек выбрано произвольно это

обусловлено необходимостью установить число для количественного

сравнения. Предварительные тесты проводились с использованием модели

эвакуации, в которой использовались допущения, очень похожие на

большинство моделей, представляющих групповое поведение, чтобы оценить

приблизительное время, необходимое для достижения выхода, и оценить

ожидаемые различия.

Метод испытания.

Тестовый метод - это оценка возникающего поведения, в котором

используются количественные критерии. Анализ выполняется путем

сравнения времени, необходимого обитателям группы 1 для достижения

выхода.

Действия пользователя.

Если рассматриваемая модель не позволяет моделировать групповое

поведение, тестировщику рекомендуется обсудить это ограничение в

документации, связанной с валидацией и вертификацией модели.

Verif.2.10 Люди с ограниченными возможностями движения.

Люди с ограниченными возможностями являются важной частью

населения, которую разработчики моделей начинают включать в модели

эвакуации. Этот тест предназначен для проверки новых форм поведения

людей с ограниченными возможностями. Verif 2.10. нацелен на тестирование

возможности моделирования людей с ограниченной подвижностью

(например, уменьшенной скорости движения и увеличенного пространства,

занимаемого человеком), а также представления о взаимодействии между

людьми с ограниченными возможностями и остальным населением и

окружающей средой.

Геометрия.

Постройте две комнаты на разной высоте, а именно комнату 1 (1 м над

уровнем земли) и комнату 2 (на уровне земли), соединенные рампой (или

коридором/лестницей, если модель не представляет рампы). Вставьте один

выход (шириной 1 м) в конце комнаты 2 (схематическое изображение комнат

см. на рисунке 7).

Сценарии.

Сценарий 1: Комната 1 заполнена подгруппой, состоящей из 24 человек

в зоне 1 (с беспрепятственной скоростью ходьбы 1,25 м/с и размером тела по

умолчанию, предполагаемым моделью) и

1 инвалидом в зоне

(предполагается, что скорость движения на горизонтальной поверхности

равна 0,8 м/с, а на рампе - 0,4 (см. рис. 7)). Предполагается также, что люди с

ограниченными возможностями занимают площадь, превышающую

половину

ширины рампы (> 0,75 м) (например, человек с инвалидной коляски)*. Все

люди должны добраться до выхода в комнате 2.

* Следует отметить, что этот тест предназначен для моделей, которые

позволяют моделировать агентов разных размеров (то есть непрерывных

моделей или моделей клеточных автоматов, которые позволяют моделировать

агентов, занимающих более одной ячейки).

Сценарий 2: Повторно запустите тестирование и заполните зону 2,

используя людей, имеющего те же характеристики, что и у других 24 человека

в зоне 1 (то есть, люди инвалиды не моделируются). Все люди должны

добраться до выхода в комнате 2.

Рисунок 7. Схематическая геометрическая схема Verif.2.10. теста

Ожидаемый результат.

Ожидаемый результат состоит в том, что люди в зоне 1 в сценарии 1

достигают выхода за большее время, чем жители в зоне 1 в сценарии 2. Если

возможно, эту оценку можно выполнить с помощью инструмента

визуализации модели.

Метод испытания.

Тест является качественной проверкой возникающего поведения.

Тестеровщик должен качественно оценить, способна ли модель моделировать

группы людей с ограниченными возможностями и их возможное влияние на

время эвакуации.

Действия пользователя.

Если рассматриваемая модель не позволяет моделировать людей с

нарушениями движения или не позволяет моделировать агентов разных

размеров, тестировщику рекомендуется обсудить это ограничение в

документации, связанной с валидации и верификации модели.

3.1.3 Выбор/ использование выхода.

Могут быть предоставлены тесты для изучения способности

пользователя указать выход для людей, либо способности модели

распределять выходы между людьми с учетом определенных параметров.

Подмодели выбора выхода, доступные в моделях эвакуации в зданиях, могут

опираться на простые критерии

(кратчайшее расстояние, определяемое

пользователем), что позволяет получить детерминированный, а не

прогнозирующий результат. В случае моделей, основанных на

детерминированных критериях, ожидается, что жители всегда будут выбирать

ближайший выход во всех сценариях, если выбор выхода не обусловлен

пользовательским вводом. Предлагается тест распределения маршрута выхода

на основе IMO тест

10. Также представлены два проверочных теста,

нацеленных на оценку возможностей моделей эвакуации при моделировании

социального влияния (Verif.3.2) и принадлежности/знакомства с выходом

(Verif.3.3).

Verif.3.1. Выход по маршруту.

Для подтверждения детерминированного назначения использования

выхода предлагается распределение маршрута выходов. Тест основан на IMO

тест 10.

Геометрия.

Построить участок коридора с комнатами в соответствии с рисунком 8.

Рисунок 8. Схематическая геометрическая схема Verif.3.1. тест на основе

IMO тест 10 [Международная морская организация, 2007].

Сценарий.

Заполните комнаты людьми, имеющими скорость и характеристики

ходьбы, в соответствии с ожидаемой демографией населения здания(ий)

(см. Lord et al. [2005] для возможной демографии обитателей). Распределите

скорость ходьбы и время начала движения, равное 0 с, среди 23 человек.

Лицам в комнате 1, 2, 3, 4, 7, 8, 9 и 10 назначен главный выход. Всем

остальным людям выделен запасной выход.

Ожидаемый результат.

Люди движутся к соответствующим выходам. Если возможно, эта

оценка может быть выполнена с использованием инструмента визуализации

модели.

Метод испытания.

Метод тестирования представляет собой качественную проверку

назначения модели, то есть способности модели представлять распределение

маршрута выхода.

Действия пользователя.

Тестер должен указать, основана ли подмодель выбора выхода на

детерминистических предположениях или она является прогностической в

документации, связанной с тестом, в котором представлены результаты

модели.

Verif.3.2. Влияние общества.

Одним из основных факторов, которые могут повлиять на

использование маршрута/выбор выхода, является социальное влияние

[Deutsch and Gerard [1955], Latane’ and Darley [1970], Nilsson and Johansson,

2009]. Социальное влияние определяется как изменения в отношениях,

убеждениях, мнениях или поведении в результате того факта, что один

сталкивался с другими [Hewstone and Martin, 2008]. Предлагается идеальный

тест для анализа возникающего поведения в отношении социального влияния

при построении моделей эвакуации. Этот тест направлен на качественную

проверку возможностей модели для моделирования влияния социального

влияния на выбор выхода. Предыдущие исследования продемонстрировали

важность социального влияния как ключевого аспекта, который необходимо

учитывать для прогнозирования использования выхода [Kinateder, 2013]. Этот

тест требует подмодели выбора выхода, которая включает в себя возможность

имитации социальных взаимодействий и их влияние на использование выхода.

Геометрия.

Построить комнату размером 10 на 15 метров. На 15-метровых стенах

комнаты имеются два выхода (шириной 1 м), и они одинаково удалены от

стены длиной 10 м в конце комнаты (см. рисунок 9, где центр дверей находится

в 12 м от 10 метровая стена).

Сценарии.

Сценарий 1: Вставьте одного человека (человек 1) в комнату с временем

начала движения, равным 0 с, и постоянной скоростью ходьбы, равной 1 м/с,

как показано на рисунке 9 (черная точка представляет человека, который

АНО Научно-методический центр «ПожСофтª

находится на расстоянии 1 м от нижняя стенка длиной 10 м). У человека нет

предпочтительного выхода (то есть он не знаком ни с одним из выходов).

Человек должен всегда находиться в одном и том же положении среди разных

маршрутов, и его/ее положение должно быть равноудалено от обоих выходов.

Запустите тест несколько раз, пока не получите стабильный процент

использования выхода для обоих выходов, т.е. использование выхода не

меняется более чем на 1%* при дополнительном запуске. Аннотируйте

использование выхода для двух выходов.

* Различные методы могут быть приняты для оценки сходимости

процента использования выхода. Требование 1% было выбрано, так как оно

считается легким для применения тестировщиками моделей, и оно позволяет

сравнивать проценты, устраняя мешающий фактор влияния количества

прогонов на использование выхода.

Сценарий 2: Вставьте дополнительного человека (человек 2) в комнату

с мгновенным началом движения и постоянной скоростью ходьбы, равной

1 м/с, как показано на рисунке 9 (всего два человека). Дополнительный

человек находится на расстоянии 2 м от нижней стены длиной 10 м. Этот

человек определенно назначен для выхода 2. Запустите тест несколько раз,

пока не получите стабильный процент использования выхода для двух

выходов для обоих людей, то есть использование выхода не меняется более

чем на 1% при дополнительном запуске. Аннотируйте использование выхода

для обоих жителей.

Рисунок 9. Схематический вид сверху геометрического макета

Verif.3.2. тест.

Ожидаемый результат.

Ожидаемый результат состоит в том, что использование выхода 2

увеличивается в сценарии 2 для человека 1.

Метод испытания.

Метод оценки этого теста представляет собой количественную оценку

результатов модели с точки зрения использования выхода.

Действия пользователя.

Следует отметить, что подмодели выбора выхода в моделях эвакуации

могут опираться на более простые критерии

(кратчайшее расстояние,

определяемое пользователем), то они могут основываться на

детерминистическом выборе пользователя, а не на прогнозе использования

выхода. Для этого типа модели ожидается, что люди всегда будут выбирать

ближайший выход во всех сценариях, если выбор выхода не определяется

пользовательским вводом. Тестер должен задокументировать это

ограничение.

Verif.3.3. Установление связей.

Этот тест направлен на качественную проверку возможностей моделей

эвакуации для имитации эффекта знакомства человека с выходом при

АНО Научно-методический центр «ПожСофтª

использовании выхода. Этот тест относится к категории проверочных тестов

аварийного поведения (EB_VERIF). Установление связей - это концепция,

введенная Sime [1984], которая относится к вероятности того, что человек

предпочтет использовать знакомый выход, а не незнакомый

(например,

предпочитает идти к месту, используемому для входа в здание) во время

процесса эвакуации. Этот тест требует подмодели выбора выхода, которая

включает в себя переменную, которая может непосредственно имитировать

связь человека с выходами. Несколько моделей эвакуации могут включать

алгоритмы, которые явно представляют влияние принадлежности на процесс

принятия решений.

Также в этом случае тестировщик должен указать, основан ли

подалгоритм выбора выхода рассматриваемой модели эвакуации на

детерминированных критериях, то есть, если выбор выхода обусловлен только

критериями расстояния или пользовательским вводом. В этих случаях этот

тест не рассматривается как проверка возникающего поведения, но он

представляет собой аналитическую проверку (то есть проверку назначения

модели).

Геометрия.

Построить комнату размером 10 на 15 метров. На 15-метровых стенах

комнаты имеются два выхода

(шириной

1 м), которые находятся на

одинаковом расстоянии от стены длиной

10 м в конце комнаты

(см. рисунок 10).

Сценарии.

Сценарий 1. Поставьте человека в комнату с временем начала движения,

равным 0 с, и постоянной скоростью ходьбы, равной 1 м/с, как показано на

рисунке

(черная точка обозначает человека, который находится на

расстоянии 1 м от стены длиной 10 м, стена в нижней части рисунка 10).

Человек должен всегда находиться в одном и том же положении среди разных

маршрутов, и его/ее положение должно быть равноудалено от обоих выходов.

Предполагается, что человек не знаком с выходами. Запустите тест несколько

АНО Научно-методический центр «ПожСофтª

раз, пока не получите стабильный процент использования выхода для обоих

выходов, т.е. использование выхода не меняется более чем на

1% при

дополнительном запуске. Аннотировать использование выхода для двух

выходов

Сценарий 2: Поставьте человека в центральную область в начале

коридора с мгновенным началом движения и постоянной скоростью ходьбы,

равной 1 м/с, как показано на рисунке 10. Этот житель связан с выходом 2. Тот

же житель не связан с выходом

(например, выход

2 является

привилегированным выходом, выбранным человеком, если все остальные

условия, влияющие на выбор, одинаковы для всех выходов). Запустите тест

несколько раз, пока не получите стабильный процент использования выхода

для обоих выходов, т.е. использование выхода не меняется более чем на 1%

при дополнительном запуске*. Аннотируйте использование выхода для обоих

выходов.

* Различные методы могут быть приняты для оценки сходимости

процента использования выхода. Требование 1% было выбрано, так как оно

считается легким для применения тестировщиками моделей, и оно позволяет

сравнивать проценты, устраняя мешающий фактор влияния количества

прогонов на использование выхода.

Рисунок 10. Схематический вид сверху геометрического макета для Verif.3.3.

тест.

Ожидаемый результат.

Ожидаемый результат состоит в том, что использование выхода 2 в

сценарии 2 выше, чем использование выхода 2 в сценарии 1.

Метод испытания.

Метод оценки этого теста представляет собой количественную оценку

результатов модели с точки зрения использования выхода.

Действия пользователя.

Тестировщик модели должен задокументировать, включает ли модель

специальный алгоритм для моделирования принадлежности и если подмодель

выбора выхода основана на детерминистических допущениях

(то есть

определенный пользователем процент использования выхода), или если он

включает в себя предикативный алгоритм.

3.1.4 Доступность маршрута.

Этот основной элемент связан с маршрутами, доступными для

эвакуированных

[Gwynne et al.,

2012a]. Проверочный тест

(Verif.4.1.)

Предлагается для проверки способности модели назначать определенные

маршруты/выходы людям и изменять состояние маршрута с течением времени

(динамическая доступность). Например, дверь может быть недоступна (со

временем) из-за дыма, тепла и т.д. тест должен проверить правильность

назначения модели.

Verif.4.1. Динамическая доступность выходов.

Этот тест направлен на качественную оценку возможностей модели для

представления динамической доступности выходов.

Геометрия.

Построить комнату размером 10 на 15 метров. На 15-метровых стенах

комнаты имеются два выхода

(шириной

1 м), которые находятся на

одинаковом расстоянии от стены длиной

10 м в конце комнаты

(см. рисунок 11).

Сценарий.

Поставьте человека в комнату с временем начала движения, равным 0, и

постоянной скоростью ходьбы, равной 1 м/с, как показано на рисунке 11.

Выход 1 становится недоступным через 1 с времени симуляции. Проверьте

использование выходов, выхода 1 и выхода 2.

Рисунок 11. Схематический вид сверху геометрического макета

для Verif.4.1. теста.

Ожидаемый результат.

Ожидаемый результат - выход 1 не используется человеком.

Метод испытания.

Возможности модели анализируются в этом тесте с использованием

количественной оценки результатов с точки зрения использования выхода.

Если возможно, эта оценка может быть выполнена с использованием

инструмента визуализации модели.

Действия пользователя.

Если в модели нет возможности имитировать использование

динамического выхода, тестировщик модели должен задокументировать это

ограничение.

3.1.5 Ограничения потока.

Этот основной поведенческий элемент имеет дело с представлением

взаимосвязи между скоростью людей, потоком, плотностью, количеством

людей и рассматриваемым выходы [Gwynne et al., 2012a]. Проверочный тест

(Verif.5.1) предлагается для проверки возможности воспроизведения

скопление в рамках моделей эвакуации. Также представлен тест на

максимальную скорость потока (Verif.5.2).

Verif.5.1. Перегруженность.

Предлагается использовать тест для проверки того, как модель

моделирует давки. Предлагается модифицированная версия IMO тест 11. Тест

направлен на проверку ограничений потока на лестнице.

Геометрия.

Построить комнату, соединенную с лестницей через коридор (размеры

комнаты, лестницы и коридора см. на рис. 12).

Сценарий.

Заполните комнату подгруппой, состоящей из

100 человек, что

соответствует плотности*

2,5 человек/м², имеющие характеристики в

соответствии с населением здания (-ий) (см. Lord et al. [2005] о возможной

демографии жителей). Люди имеют мгновенное время начала движения, а

скорость ходьбы распределена среди 100 человек.

* Эта высокая плотность была выбрана для того, чтобы исследовать

случай перегруженных зон, то есть относительно большое количество людей

размещается в узком пространстве.

Рисунок 12. Схематический вид сверху геометрического макета для

Verif.5.1. теста IMO тест 11 [Международная морская организация, 2007].

Ожидаемый результат.

Ожидаемый результат состоит в том, что на выходе из помещения

появляется давка, которая создает устойчивый поток в коридоре с

образованием давки в основании (то есть в начале) лестницы, учитывая

различные характеристики потока в коридоре и лестнице. Если возможно, эта

оценка может быть выполнена с использованием инструмента визуализации

модели.

Метод испытания.

Метод тестирования - это качественная проверка результатов модели с

точки зрения смоделированных скоплений.

Действия пользователя.

Следует отметить, что, поскольку эвакуация из здания обычно

происходит при движении вниз, геометрия IMO тест 11 была изменена, то есть

лестница ведет на более низкий уровень, а не на верхний уровень.

Verif.5.2. Максимальные скорости потока.

Тест предлагает установить консервативное требование максимальных

допустимых скоростей потока. Этот тест основан на IMO тест 4.

Геометрия.

Построить комнату размером 8 х 5 м с выходом 1 м, расположенным в

центре на стене шириной 5 м.

Сценарий.

Разместите 100 человек в комнате и назначьте их на выход*.

* Это соответствует плотности 2,5 чел/м². Эта высокая плотность была

выбрана для того, чтобы исследовать скорости потока в случае перегруженных

зон, то есть относительно большое количество людей размещается в узком

пространстве.

Ожидаемый результат.

Скорость потока на выходе в течение всего периода не должна

превышать заранее установленный максимальный порог.

Метод испытания.

Метод испытания представляет собой количественную оценку

результатов модели, то есть сравнение результатов, полученных моделью, и

максимальной скорости потока.

Действия пользователя.

Этот тест также может быть подвержен типу используемой сетки/сети в

случае моделей тонкой и грубой сети. По этой причине тестер должен

продемонстрировать чувствительность результатов по отношению к разной

дискретизации пространства. Этот тест можно интерпретировать двумя

различными способами. Во-первых, это проверочные испытания, если

рассматриваемая модель представляет потоки через двери с использованием

ограниченных потоков. Однако вместо этого он может быть задуман как

требование внешней проверки, если потоки возникают, и тестеровщик хочет

убедиться, что максимальная скорость потока не превышена. Примером

максимальной скорости потока является значение, рекомендованное

MSC/Circ. 1238 (1,33 человек/м/с) [International Maritime Organization, 2007].

Тестеровщик должен документировать допущения, принятые при

представлении потоков.