AbstractsEngineering

An optimal control approach for rescue process during a fire disaster.

by Xiao Chen




Institution: KTH Royal Institute of Technology
Department:
Year: 2014
Keywords: Engineering and Technology; Teknik och teknologier
Record ID: 1328255
Full text PDF: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-147922


Abstract

Abstract This thesis aims to construct a realistic model of a leader led evacuation during a fire. By introducing a leader-follower idea we formulate this as a optimization problem. This is then attempted to be solved by optimization methods and some heuristic methods. The achieved solution can then be studied and analysed for inspiration in decision making in real life situations. To reach these goals, the followers is formulated with a ’social force’ model with a desired direction towards the leader. The leader in the model represent the fireman in a real situation and how he and his decision making is affected by three different kinds of civilians; children, adults and elderly. By constructing a map over the feasible area we define obstacles and the danger in the building. Using these real world constrains we formulate an optimal control problem for the leaders path where the danger and the distance to the exit for all agents are parameters to be minimized. The problem will be hard to solve analytically and thus local minima’s and numerical solutions will be the primary focus. ; I detta arbete syftar vi på att konstruera en realistisk model av en brandsituation, där räddning av civila tas i beaktande. Genom införande av en leader-follower idé, formulerar vi det till ett optimeringsproblem. Vilken vi då försöker lösa med optimerings metoder och eventuellt med vissa heuristiska metoder. Den resulterande lösning kan då bearbetas och analyseras för inspirerande av handlande i verkliga situationerna. För att nå fram till våra målsättningar, introducerar vi en följare med hjälp av den så kallade ’social force’ modelen. Leadaren i simuleringen representerar en brandman i en verklig situation som påverkas av tre olika typer av civila, nämligen barn, vuxna och äldre dvs följarna. Genom att konstruera en karta över platsen där brand sker, fastställer vi hinder och faran över karta. Med all realisering i hand formulerar vi optimerings problemet där framförallt faran och avståndet till utgången ska minimeras för alla agenter. Problemet kommer att bli svårlöst analytiskt. För att komma fram till en lösning kommer vi därför att studera locala minimum och numeriska lösningar till problemet.