Исследование и разработка программного комплекса моделирования аварийного покидания воздушного судна




Скачать 42.88 Kb.
НазваниеИсследование и разработка программного комплекса моделирования аварийного покидания воздушного судна
Дата публикации24.09.2013
Размер42.88 Kb.
ТипИсследование
vbibl.ru > Математика > Исследование
И.И. Лебедев

Московский авиационный институт (государственный технический университет)

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА МОДЕЛИРОВАНИЯ АВАРИЙНОГО ПОКИДАНИЯ ВОЗДУШНОГО СУДНА

Аварийное покидание воздушного судна является одной из основных задач обеспечения безопасности полетов. Известно несколько катастроф, при которых не выполнялись требования АП по части аварийного покидания самолета. Одна из них – возгорание Boeing 737 в аэропорту Манчестера в 1985 году, приведшее к смерти 55ти пассажиров. Именно из-за таких катастроф данная задача до сих пор актуальна. К тому же, современное развитие высоких технологий позволяет провести чисто математическое моделирование, а при высоком проценте сходимости результатов моделирования с результатами экспериментов отказаться от натурных испытаний.

Замена реальной демонстрации аварийной эвакуации компьютерным моделированием существенно сократит затраты средств и времени. Математическая модель с высокой степенью точности имитирует процесс аварийной эвакуации людей, и в конечном итоге может заменить сертификационные демонстрации. Помимо таких очевидных преимуществ, как низкая стоимость и безопасность, подобная математическая модель может быть использована для имитации в широких пределах аварийных ситуаций, что не может быть воспроизведено на самолете при жестких ограничениях, установленных для сертификационной демонстрации.

^ Компьютерное моделирование движения людей в потоке — сложная задача, потому что поведение большого количества людей зависит от множества факторов, таких как индивидуальное движение каждого участника толпы, ограничения среды, в которой находится толпа и взаимодействия между всеми участниками толпы. Также описываемая модель должна отражать вариативность поведения человека в условиях затрудненного потока. Происходит постоянная коррекция направления движения в зависимости от их окружения, и благодаря этому даже в очень плотных толпах количество столкновений между агентами и резких смен направления движения удивительно мало.

Наиболее реалистичный подход к моделированию движения толпы основывается на агентном подходе, в котором каждый индивид сам принимает решения на основе своих личных характеристик и целей (т.н. локальное управление).
^ Цель работы – создание программного комплекса, способного моделировать аварийную эвакуацию людей из самолета в условиях, приближеннных к реальности, а также отвечающего требованиям Авиационных правил в части, касающейся аварийного покидания.
В основе разработки лежит программы-прототипы, созданные компанией Ситис, которые позволяют решать похожую задачу при расчете помещений.

В зависимости от реализации, визуализация может быть различная.  В одном варианте после запуска расчета показывается только плотность распределения пассажиров (рис. 1), в то время как в другом – каждый агент в отдельности (рис. 2). Оба способа позволяют оценить места наибольшей плотности потока и, как следствие, места возникновения заторов.



Рис. 1. Программа «Ситис Флоутек»



Рис. 2. Программа «Ситис Эватек»

Алгоритмы работы разработаны на основе ГОСТ 12.1.004-91, в частности, Приложением №2 «Упрощенная аналитическая модель движения людского потока» [3], Приложением №4 «Имитационно-стохастическая модель движения людских потоков» [4] и упрощенно выглядит так (рис. 3): на каждой итерации в цикле моделирования, каждому агенту предоставляется промежуток виртуального времени – временной шаг, за который он производит действия. Временной шаг равен по длительности для всех агентов и его длительность не меняется в процессе расчета. Агенты обновляются в порядке их близости к целевой локации: чем ближе агент к локации, указанной как цель его движения, тем раньше его параметры (в т.ч. координаты) будут обновлены на текущей итерации. Каждый агент имеет координаты - x, y и уровень, на котором он находится. Координаты агента в начальный момент времени задаются пользователем программы



^ Рис. 3. Упрощенный алгоритм работы

  Во время моделирования процесса эвакуации агент выполняет последовательность целей, записанных в скрипте. Агент планирует свои действия основываясь на текущих целях и данных получаемых из окружающей среды. Если во время выполнения цели «двигаться к локации» агент встречает на своем пути препятствие, то он перепланирует свой путь, учитывая наличие узких мест и форму скопления людей перед ним. Расчетное время эвакуации людей из здания устанавливается по времени выхода из здания последнего человека.

На основе анализа существующих демонстраций, алгоритмов и программ-прототипов был создан программный комплекс, представляющий из себя базу данных MS Access, обработчик алгоритмов поведения и пересчета координат, подпрограмму-визуализатор (рис. 4, а и б). Программная реализация была осуществлена на VB.NET



а)



б)

Рис. 4. Внешний вид ПК: а – вывод координат агентов;б – работа с базой данных

Заключение.

Путем проведения нескольких экспериментов в программе-прототипе была доказана возможность использования описанных программ при сертификации воздушного судна в части, касающейся аварийной эвакуации.


На основе указанных выше алгоритмов был разработан набор программных и алгоритмических средств, позволяющих визуализировать поведение пассажиров при аварийной эвакуации и проводить анализ полученных результатов.

В процессе разработки программы было сделано следующее:

· реализованы алгоритмы нахождения оптимального пути

· создана программная реализация алгоритма поведения пассажира и экипажа

· создана визуальная часть программы, наглядно показывающая процесс эвакуации.

Библиографический список

  1. ГОСТ 12.1.004-91 Приложение №1

  2. ГОСТ 12.1.004-91 Приложение №4

  3. АП 25, Приложение J

  4. Модель поведения толпы на основе локальных потенциальных полей. Р.В. Гребенников Воронежский государственный университет.

  5. Ситис Эватек. Руководство пользователя.




Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Исследование и разработка программного комплекса моделирования аварийного покидания воздушного судна iconГамбургские правила
Настоящая Конвенция применяется при всякой международной перевозке людей, багажа или грузов, осуществляемой за плату посредством...

Исследование и разработка программного комплекса моделирования аварийного покидания воздушного судна iconРазработка автоматизированного программного комплекса управления средствами пожаротушения
Тема: Разработка автоматизированного программного комплекса управления средствами пожаротушения

Исследование и разработка программного комплекса моделирования аварийного покидания воздушного судна iconЗаявление на страхование воздушного судна
Полное фирменное наименование организации (включая организационно-правовую форму)

Исследование и разработка программного комплекса моделирования аварийного покидания воздушного судна iconУтвержден Приказом Минтранса России от 18 ноября 2011 г. N 287  ...
Сверхлегкие воздушные суда подлежат государственной регистрации в Федеральном агентстве воздушного транспорта (далее орган регистрации)...

Исследование и разработка программного комплекса моделирования аварийного покидания воздушного судна iconИсследование вариантов структуры комплекса 6 1 Обзор существующих...
Применение драйвера usbxpress в качестве системного программного обеспечения пэвм 52

Исследование и разработка программного комплекса моделирования аварийного покидания воздушного судна iconНа предоставление транспортных услуг по перевозке Почты воздушным транспортом
На местных воздушных линиях в пунктах, имеющих только взлетно-посадочные полосы, член экипажа передает почту у воздушного судна непосредственно...

Исследование и разработка программного комплекса моделирования аварийного покидания воздушного судна iconОсуществляется ли разработка программы решения задачи как составного...
Общая хар-ка технологий создания программных средств. Роль пользователя в создании оригинальных прикладных программ

Исследование и разработка программного комплекса моделирования аварийного покидания воздушного судна iconСпутниковые навигационные системы
Метод наблюдения, при котором автоматически обеспечивается поступление по линии передачи данных информации, получаемой от бортовых...

Исследование и разработка программного комплекса моделирования аварийного покидания воздушного судна iconПравительства Российской Федерации от 11 марта 2010 г. №138 федеральные...
Чикаго 7 декабря 1944 г., устанавливают порядок использования воздушного пространства Российской Федерации в интересах экономики...

Исследование и разработка программного комплекса моделирования аварийного покидания воздушного судна iconДипломного проекта
Целью работы является разработка программного обеспечения платежного терминала фирмы demco, позволяющего решить задачу приема платежей...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
vbibl.ru
Главная страница