امتیاز کاربران

ستاره فعالستاره فعالستاره فعالستاره فعالستاره فعال
 
atlas 

چکیده:


با توجه به رشد روز افزون شهرها و افزایش جمعیت شهری، مسئله ترافیک انسانی روز­به­روز نمایا­ن تر گشته و به دنبال آن مشکلات جدی­تری بر رفت آمد­های مردم به وجود خواهد آورد. ترافیک انسانی در سطوح مختلفی از جامعه انسانی قابل مشاهده است که ساختمان­های اداری یکی از نمونه­های بارز آن است. این پدیده در اکثر موارد تاثیر­گذار و محسوس نیست اما به هنگام وقوع حادثه­های ناگهانی مانند زلزله و آتش­سوزی این موضوع شدیدتر شده و به دنبال آن تلفات جانی و مالی بیشتری بر جای خواهد گذاشت. هدف ازین مقاله، شناخت دقیق عملکرد ساختمان در مواقع اضطراری و کمک به طراحی بهینه مولفه­های تاثیرگذار در وقوع حوادث ناشی از ترافیک انسانی است. بدین منظور اثر ازدحام جمعیت در یک ساختمان نمونه با کاربری اداری به عنوان یکی از بااهمیت ترین کاربری ها در مقیاس شهرتهران بررسی شد. در این مسیر از شبیه سازی ازدحام جمعیت به کمک نرم افزار Mass Motion نسخه 8.0.9.0 استفاده شده است. در پایان با استناد به استاندارد NIST1822 و نمونه موردی انجام شده، مولفه هایی همچون زمان مورد نیاز جهت تخلیه ساختمان، بهینه سازی مسیرهای خروج و انتظار مسافران مورد بررسی و تحلیل قرار گرفت و گزینه­های پیشنهادی جهت ارتقاء کیفیت ترافیک انسانی مطرح گردید. این فرایند می تواند به عنوان گزینه مناسبی برای سایر ساختمان­ها با کاربری­های متفاوت تعمیم داده شود تا گامی نوین در بررسی حرکت مردم در مکا­ن های عمومی برداشته شده و از بروز مشکلات و تلفات جانی جلوگیری شود.

مقدمه:

 امروزه با گسترش شهرها و به دنبال آن افزایش جمعیت، مسئله ازدحام جمعیت و ترافیک انسانی در سطح شهرهای بزرگ به وضوح قابل مشاهده است. این ترافیک در سطوح مختلفی از یک شهر قابل مشاهده است؛ از ترافیک در فضاهای باز تا فضاهای بسته با کاربری های مختلف. بسته به عمومی بودن یا نبودن فضاهای بسته این ترافیک شدت و ضعف می یابد. بنا به همین دلیل نقش کاربری و سطوح جمعیتی تعریف شده برای فضا تاثیر زیادی در وقوع ترافیک های انسانی پرخطر در زمان های بروز حادثه ( زلزله، آتش سوزی، انفجار و ...) دارد. در صورت نبود پیش بینی های لازم و موثر در این زمینه، این حوادث می تواند منجر به تلفات مالی و جانی فراوانی شوند.

بررسی رفتار مردم با نگرش به علم شبیه سازی و استفاده از هوش مصنوعی می­تواند ما را در پیش بینی حرکت انسان ها در محیط های عمومی کمک کرده و به دنبال آن از مشکلات عبور و مرور جلوگیری کند. شبیه سازی ازدحام جمعیتی می تواند در تحلیل مسیر سیرکولاسیون و رفتار حرکتی اشخاص در فضای موردنظر موثر واقع شود. به طوری که مسیر حرکتی اشخاص را به طور آزاد (Circulate) و یا در پیمایش یک مسیر به خصوص (Journey) ردیابی و تحلیل کند. اینگونه ارزیابی ها داده های مفیدی را در جهت طراحی و مکان یابی مسیرهای خروج اضطراری در پروژه های کلان، بررسی سرعت حرکتی افراد، مسیر گردشی پیشنهادی برای طراحی و جانمایی فضاهای ایستا (به طور مثال ویترین مغازه ها) و فضاهای پویا (عبوری) در مکان های عمومی در اختیار طراحان قرار می دهد [1].

بررسی چند موضوع در ترافیک انسانی و ازدحام جمعیتی تعیین کننده شرایط آسایش یا خطر است که با نام اختصاریFIST  از آن یاد میشود که منظور Force , Information , Space , Time بوده که به معنی فشار ازدحام، آگاهی افراد ، فضا و زمان می­باشد که جهت ارزیابی یک محیط شلوغ یا پر خطر استفاده می­شود ]همان[.

زمان خروج یکی از اصلی ترین فاکتورهای برنامه­های شبیه­سازی ازدحام جمعیتی است که با ارائه نمودار زمان- جمعیت، نمودار زمان- تراکم بالا (زمان های پرخطر) در هنگام خروج و همچنین ارائه نقشه های ازدحام در زون های مختلف و پیدا کردن مسیرهای پرتردد و کم تردد می­تواند در آنالیز محیطی نقشی موثر داشته باشد.

نرم افزار مس موشن[1] قابلیت شبیه سازی و تحلیل حرکت انسان ها در فضاهای متفاوت سه بعدی را در اختیار برنامه ریزها و طراحان قرار می دهد. نتیجه این تحلیل های هوشمند، بهینه سازی حرکت افقی و عمودی به همراه تضمین امنیت و آسایش کاربران می­باشد. با درنظرگیری فاصله های اجتماعی در شرایط متفاوت (حباب فضای شخصی) و قابلیت شبیه سازی هوش مصنوعی برای جمعیت مورد تحلیل(ویژگی های فردی مانند توانایی پردازش و سرعت تصمیم­گیری، اضطراب و توانمندی جسمی) بر اساس نمونه های آماری حقیقی به تحلیل رفتار لحظه­ای افراد در فضا و نحوه تصمیم گیری آن ها در شرایط شبیه سازی می پردازد[2]. شبیه سازی توسط نرم افزار مس موشن در فضای سه بعدی طرح پیشنهادی صورت می­گیرد. تمامی موارد تاثیرگذار در نحوه تجمع و پراکنش جمعیتی، طبق ویژگی های فضای به خصوص و استانداردهای ملی و جهانی کنترل و تغییر می­یابد. ارتباطات افقی و عمودی شناسایی شده و مورد آزمایش حجم جمعیت قرار گرفته به طوری که در بازه های مورد نظر سکانس های رفتاری و حرکتی آزمودنی ها ارزیابی و تحلیل می گردد تا در نهایت، درک درستی از سیرکولاسیون و فضاهای طراحی شده به دست آوریم.

 

پیشینه تحقیق:

در پژوهش های های انجام شده در داخل کشور تاکنون اثر شبیه سازی رایانه ای در بررسی ازدحام جمعیت در  کاربری های گوناگون موجود بررسی نشده است و تنها به بررسی مباحث تئوری و مبانی نظری موضوع پرداخته شده است. مویدفر و نیک پسند [3] در پژوهشی به بررسی تاثير ازدحام جمعیت در ساعات پيك بر استفاده مسافران از مترو پرداخته است. جهت کمی کردن اطلاعات جمع آوری شده و مقایسه، از تراکم مسافران سرپایی در هرمترمربع از وسیله نقلیه استفاده کرده است. مدل بکارگرفته شده در این پژوهش مدل لاجیت خطی بوده و دو حالت شرایط بدون ازدحام جمعیت در هردو وسیله نقلیه مترو و اتوبوس و شرایط ازدحام جمعیت درمترو و بدون ازدحام در اتوبوس بررسی شده است. در نهایت از نتایج بدست آمده می توان متوجه تاثیرات زیاد تغییر در میزان ازدحام جمعیت در انتخاب مود مسافران شد. در این پژوهش از شبیه سازی رایانه ای برای مقایسه شرایط فرض شده استفاده نشده است و محاسبات به صورت کمی انجام شده است. عسگری [4] نیز در پژوهشی با عنوان چالش های مدیریت بحران ازدحام جمعیت در تئوری و عمل به بررسی مهم ترین چالش های مذکور بر اساس تجارب فعلی دنیا می پردازد.

پژوهش­هایی در خارج از ایران به بررسی و تحلیل ازدحام جمعیت و شبیه سازی آن پرداخته اند. ریورز و همکاران [5] در مقاله ای به بررسی یک نمونه موردی و تحلیل ازدحام جمعیت و مدل خروجی آن در نرم افزار مس موشن و اعتبارسنجی این نرم افزار پرداخته اند. در این پژوهش پارامترهایی مانند زمان خروج، سرعت، نرخ جریان حرکت و ... بررسی شده اند. نتایج نشان می دهند که نرم افزار مس موشن ابزار مناسبی برای مدل سازی خروج از ساختمان در برج های بلند است و داده های زمان خروج از ساختمان با تقریب 1% تا 10% به شرایط واقعی نزدیک است. شرکت آروپ سازنده نرم افزار مس موشن نیز در پژوهشی [2] به بررسی و اعتبارسنجی داده های خروجی این نرم افزار با نمونه های مطرح شده در استاندارد NIST 1822 پرداخته و برای 16 حالت مختلف داده های بدست آمده از نرم افزار را اعتبار سنجی کرده است. در پژوهشی دیگر ژانگ و همکاران [6] به بررسی و برنامه ریزی مسیر خروج اضطراری در ایستگاه مترویی در شهر ووهان چین با تکیه بر شبیه سازی رایانه ای پرداخته است. در این بررسی ها طول مسیر خروج، زمان طی کردن مسیر خروج و تراکم مسیر پیاده به عنوان پارامترهای اصلی درنظر گرفته شده است. زمان پیک استفاده از ایستگاه مترو در این محاسبات لحاظ شده است. دراین راستا دو سناریو مختلف برای مسیر خروج با هم مقایسه و سناریو بهینه با توجه به پارامترهای مطرح شده عنوان شده است.

در مقاله حاضر به بررسی اثر ازدحام جمعیت در ایمنی افراد ساکن در یک ساختمان با کاربری اداری با تکیه بر شبیه سازی رایانه ای با کمک نرم افزار مس موشن نسخه 8.0.9.0 پرداخته شده است. بدین منظور مدل پایه ای برگرفته از ساختمان اداری واقع در شهر تهران شبیه سازی شده و اثر ازدحام جمعیت با توجه به مسیرهای خروج بررسی شده است.

روش تحقیق :

در این پژوهش هدف اصلی بررسی اثر ازدحام جمعیت در رفت و آمد ایمن ساکنان یک ساختمان اداری بوده و در این راستا از ابزارهای مختلف تحقیق همچون مطالعات کتابخانه ای، نمونه موردی و شبیه سازی رایانه ای بهره برده شد. تجزیه و تحلیل داده ها نیز با استفاده از روش های آمار توصیفی و استدلال منطقی انجام گرفته است.

 ویژگی های مدل پایه:

برج ساعی، ساختمانی اداری با 12 طبقه بالای همکف و 7 طبقه پارکینگ در شهر تهران واقع شده است .تصویر 1 مدل کلی ساختمان و تعداد طبقات آن را نمایش می­دهد. در داخل ساختمان فضاهایی مانند غذاخوری ، آموزشی ، لابی ، اتاق های کنفرانس و . . . تعبیه شده است که با توجه به نوع استفاده از فضا، تعداد افراد در داخل برج تعریف می شود.

تعداد کاربران درنظرگرفته شده در هرفضا یکی از فرضیات اساسی در شروع شبیه سازی بوده که می­تواند در داده های خروجی تاثیر بسزایی داشته باشد. به منظور درنظرگیری شرایط بحرانی، حداکثر کاربر این ساختمان800نفر فرض شده و بر اساس نوع فضاها این جمعیت در داخل برج پراکنده شده است و مورد تحلیل و آنالیز خروج اضطراری قرار گرفته است. تصویر 2 نمایانگر میزان جمعیت فرض شده در طبقات مختلف ساختمان بوده که بر این اساس شبیه سازی تخلیه اضطراری انجام خواهد پذیرفت.

تعداد افراد در طبقه پارکینگ

تعداد افراد در طبقه همکف

تعداد افراد در نیم طبقه اول

تعداد افراد در طبقات 1 الی 8

تعداد افراد در طبقات 9 و 10

تعداد افراد در طبقه 11

تعداد افراد در طبقه 12

در تصویر 3 مدل کلی ساختمان با فرض وجود حداکثری افراد در داخل ساختمان مشاهده می شود. شبیه سازی در شرایط 3 بعدی مدل شده است و افراد با شرایط معمولی برنامه ریزی شده اند .