Учёные РФФ и ФП ТГУ создали прототип системы, которая в формате 3D моделирует процесс эвакуации людей при пожаре. Она просчитывает поведение персонажей в различных психологических и физических состояниях: спокойствии, стрессе, агрессии и других. Кроме того, персонажи в определенном состоянии могут помогать пострадавшим и тушить пожар. Система будет осуществлять проверку зданий на предмет пожарной безопасности и поможет снизить число возможных жертв при ЧС.
Разработкой системы занимается команда радиофизиков и психологов под руководством Станислава Торгаева, зав.кафедрой информационных технологий в исследовании дискретных структур РФФ.
Существующие модели, подобные этой, не обладают достаточной реалистичностью по ряду причин: отсутствует учёт многих психофизических параметров эвакуируемых, почти не учитываются физико-химические характеристики горения материалов, из-за двухмерной реализации в полной мере не рассматривается взаимодействие людей с окружением.
– Изначально для каждого персонажа в ручном режиме или случайным образом задаются индивидуальные параметры – масса, здоровье, стресс и скорость. Масса в процессе эвакуации остается без изменений. Другие параметры могут меняться в зависимости от окружающей среды и взаимодействия персонажей друг с другом. Например, паникующий человек будет бежать быстрее, чем спокойный или раненный. Эти параметры схожи с параметрами персонажа в компьютерных играх: HP (единица здоровья), XP (единица опыта) и так далее, – рассказал Станислав Торгаев.
В процессе эвакуации персонаж действует в соответствии с разработанным алгоритмом (графом) поведения, который учитывает различные состояния персонажа, в том числе психологические: «спокойный», «раненный», «отравленный», «мертвый», а также «ступор», «агрессия» или «готовность помочь». В зависимости от условий, в которых находится персонаж, он может переходить из одного состояния в другое. Например, персонаж с малым количеством здоровья меняет состояние на «раненный», он передвигается ползком и его скорость уменьшается. Когда здоровье персонажа будет равно нулю, состояние персонажа меняется на «мертвый».
Кроме того, персонажи могут оказывать помощь друг другу или тушить пожар, что соответствует состоянию «готовность помочь». Персонажи в данном состоянии определяют нуждающегося в помощи, приближаются к нему и успокаивают в случае ступора, поднимают упавших или дают влажную ткань тем, кто отравлен дымом.
– Граф, описывающий поведение персонажей, является прототипом, он необходим для тестирования программы. Сейчас студенты факультета психологии ТГУ под руководством доцента Валерии Николаевны Петровой разрабатывают описание различных психотипов. Это психология поведения человека в чрезвычайных ситуациях, впоследствии мы добавим их в программу, – пояснил Станислав Торгаев. – Сейчас в программу включен один психотип, то есть персонаж со средними физическими данными, с низким уровнем агрессии, который частично готов к чрезвычайной ситуации.
При проверке модели из двухэтажного здания эвакуируются 30 человек, и всё происходит достаточно быстро. Однако когда будут добавлены другие психотипы, то ситуация может измениться. Разработанные учёными алгоритмы позволят значительно повысить реалистичность моделирования процессов эвакуации при пожарах.
Систему смогут использовать подразделения МЧС на стадии проектирования и в ходе проверки мест массового пользования, она поможет значительно снизить число жертв в случае возникновения чрезвычайных ситуаций, в частности, при пожарах. Кроме того, систему можно использовать для обучения людей основам безопасности жизнедеятельности.
Добавим, что проект поддержан Фондом содействия развитию малых форм предприятий (конкурс УМНИК), исполнитель – студентка РФФ Ирина Шульга. К 2022 году она совместно со студентами РФФ Екатериной Юрченко и Михаилом Тугариновым планирует создать модель эвакуации для 11-го корпуса ТГУ. Кроме того, исполнители проекта разработают базу материалов внутренней отделки помещений, где будут учтены противопожарные характеристики: скорость распространения пламени, степень задымленности, токсичность и другие. Наличие такой базы позволит повысить качество моделирования в каждом конкретном помещении.