MODELLISTICA SPAZIALE PER LA MODELLISTICA SPAZIALE PER LA PROGETTAZIONE EDILIZIAPROGETTAZIONE EDILIZIA

Il contributo della simulazione multiagente nel caso Il contributo della simulazione multiagente nel caso della gestione dell’emergenza in uno Stadiodella gestione dell’emergenza in uno Stadio

Prof. Giovanni RABINOProf. Giovanni RABINOIng. Matteo CAGLIONIIng. Matteo CAGLIONIIng. Stefania LECCHIIng. Stefania LECCHI

DiAP – Politecnico di MilanoDiAP – Politecnico di MilanoPiazza Leonardo da Vinci 23Piazza Leonardo da Vinci 2320133 Milano20133 Milano

Gli eventi che coinvolgono un Gli eventi che coinvolgono un gran numero di persone sono gran numero di persone sono sempre più frequenti. sempre più frequenti.

Le motivazioni di questi raduni Le motivazioni di questi raduni sono svariate (concerti, cortei, sono svariate (concerti, cortei, manifestazioni sportive, manifestazioni sportive, religiose…)religiose…)

Argomento della presentazioneArgomento della presentazione

Come garantire la sicurezza degli Come garantire la sicurezza degli individui in tali occasioni?individui in tali occasioni?

Problema:Problema:

1.1. StrutturaleStrutturale: in fase di progettazione in fase di progettazione dell’opera è importante rispettare dell’opera è importante rispettare vincoli e parametri, imposti per legge, vincoli e parametri, imposti per legge, per garantire che la struttura sia agibile.per garantire che la struttura sia agibile.

2.2. Per le emergenzePer le emergenze: è necessario studiare : è necessario studiare piani d’evacuazione idonei.piani d’evacuazione idonei.

Due approcci distinti:Due approcci distinti:

Più difficile da trattare perché occorre Più difficile da trattare perché occorre analizzare il COMPORTAMENTO delle analizzare il COMPORTAMENTO delle

PERSONE in situazioni di pericolo.PERSONE in situazioni di pericolo.

Organizzazione della presentazioneOrganizzazione della presentazione

• Il panicoIl panico

• Modellizzazione della follaModellizzazione della folla

• Sistemi multiagenteSistemi multiagente

• Il modelloIl modello

• Applicazioni al caso dello stadioApplicazioni al caso dello stadio

Il panicoIl panico

Comportamento collettivo autodistruttivo.

MancanzaMancanza d’informazioned’informazione

Fattore Fattore di precipitazionedi precipitazione

Rapida chiusuraRapida chiusura vie d’uscitavie d’uscita

Ansietà Ansietà diffusadiffusa

CauseCause

Modellizzazione della follaModellizzazione della folla

• Sistema complessoSistema complesso• Dinamica autonoma rispetto Dinamica autonoma rispetto

a quella degli organismi da a quella degli organismi da cui è compostacui è composta

• Le persone al suo interno Le persone al suo interno hanno atteggiamenti hanno atteggiamenti imprevedibili e inspiegabiliimprevedibili e inspiegabili

La folla:La folla:

Difficoltà di rappresentazioneDifficoltà di rappresentazione

Sistemi multiagenteSistemi multiagente

Ideali perché descrivono sia il comportamento Ideali perché descrivono sia il comportamento globale della folla, sia quello dei singoli individui.globale della folla, sia quello dei singoli individui.

I sistemi multiagente I sistemi multiagente (MAS)(MAS)

L’Agente è un’entità (reale o virtuale), utile a L’Agente è un’entità (reale o virtuale), utile a rappresentare elementi attivi o parti statiche di un sistemarappresentare elementi attivi o parti statiche di un sistema

AgisceAgisce in un ambientein un ambiente

Può comunicare Può comunicare con gli altri agenticon gli altri agenti

Può essere Può essere reattivo (a stimoli esterni)reattivo (a stimoli esterni)

o cognitivo (imparare)o cognitivo (imparare)

Ha obiettivi Ha obiettivi da realizzareda realizzare

Ha percezioneHa percezionedell’ambientedell’ambientecircostantecircostante

Guidato Guidato da set di regoleda set di regole

Organizzazione di un MASOrganizzazione di un MAS

Classi di agenti dai ruoli Classi di agenti dai ruoli definitidefinitiRelazioni tra i diversi ruoli degli agentiRelazioni tra i diversi ruoli degli agenti

StrutturaStruttura

Livello macroscopicoLivello macroscopico Livello microscopicoLivello microscopico

Riconoscibili nel Riconoscibili nel comportamento degli comportamento degli agenti delle strutture fisse agenti delle strutture fisse ((comportamenti emergenticomportamenti emergenti) ) che non cambiano con le che non cambiano con le iterazioni del modelloiterazioni del modello

Il comportamento del Il comportamento del singolo agente è non singolo agente è non deterministico, ad ogni deterministico, ad ogni iterazione del modello iterazione del modello sceglie strade diversesceglie strade diverse

Il modelloIl modello

Obiettivo:Obiettivo: Sviluppare un modello per studiare la Sviluppare un modello per studiare la dinamica della folla in situazioni dinamica della folla in situazioni d’emergenza in modo da individuare d’emergenza in modo da individuare adeguate misure di sicurezzaadeguate misure di sicurezza

Si è creato un sistema eterogeneo dove soggetti con Si è creato un sistema eterogeneo dove soggetti con caratteristiche diverse coesistono ed interagiscono.caratteristiche diverse coesistono ed interagiscono.

Due tipologie di agenti:Due tipologie di agenti:

•Agenti civiliAgenti civili

•Addetti alla sicurezzaAddetti alla sicurezza

Agenti civiliAgenti civili

• Persone comuni Persone comuni • Agenti reattiviAgenti reattivi• Suddivisi in 6 sottocategorie secondo il sesso e l’età degli Suddivisi in 6 sottocategorie secondo il sesso e l’età degli

individuiindividui• Parametri caratterizzanti:Parametri caratterizzanti:

PosizionePosizioneVelocitàVelocitàStanchezzaStanchezzaResistenza alla compressioneResistenza alla compressioneCapacità di compressioneCapacità di compressione

UomoUomo DonnaDonna

BambinoBambino AdultoAdulto AnzianoAnziano BambinaBambina AdultaAdulta AnzianaAnziana

VcalmaVcalma 10%10% 20%20% 10%10% 10%10% 20%20% 10%10%

VpiccoVpicco 40%40% 100%100% 30%30% 40%40% 80%80% 20%20%

Durata piccoDurata picco 2525 3030 1515 2525 3030 1515

StanchezzaStanchezza 0.970.97 0.990.99 0.950.95 0.960.96 0.980.98 0.940.94

CompressioneCompressione 25%25% 100%100% 75%75% 25%25% 75%75% 50%50%

ResistenzaResistenza 40%40% 100%100% 60%60% 40%40% 80%80% 40%40%

Addetti alla sicurezzaAddetti alla sicurezza

• Deputati alla gestione delle emergenzeDeputati alla gestione delle emergenze• CognitiviCognitivi• Hanno il compito di riportare la calma nelle Hanno il compito di riportare la calma nelle

situazioni critichesituazioni critiche• Quando incontra un civile, questo deve seguire Quando incontra un civile, questo deve seguire

esattamente le sue indicazioniesattamente le sue indicazioni

ApplicazioniApplicazioni

StadioStadio

• Ambiente di simulazione del modelloAmbiente di simulazione del modello

• Luogo destinato ad accogliere un gran Luogo destinato ad accogliere un gran numero di persone per i più diversi numero di persone per i più diversi motivimotivi

• Progetto Stadio Olimpico Londra 2012Progetto Stadio Olimpico Londra 2012

Simulazioni riguardanti:Simulazioni riguardanti:

•Deflusso degli agenti dallo stadioDeflusso degli agenti dallo stadio

•Diffusione del panicoDiffusione del panico

Deflusso degli agentiDeflusso degli agenti

Deflusso degli agentiDeflusso degli agenti

• Applicazione basata su un Applicazione basata su un prototipo del modello finaleprototipo del modello finale

• Prima si svuotano file Prima si svuotano file prossime all’uscitaprossime all’uscita

• Difficoltà ad accedere da vie Difficoltà ad accedere da vie laterali sui percorsi laterali sui percorsi principali se non spingendoprincipali se non spingendo

• Distribuzione asimmetrica Distribuzione asimmetrica alle uscitealle uscite

Importanza Importanza degli addettidegli addetti

Diffusione del panicoDiffusione del panico

• Software definitivo (3D)Software definitivo (3D)• Tribune provvisorie Stadio di Tribune provvisorie Stadio di

LondraLondra• 3 tipi differenti di agenti attivi:3 tipi differenti di agenti attivi:

Normali (verdi)Normali (verdi)In panico (gialli)In panico (gialli)Addetti (neri)Addetti (neri)

• Agenti statici (rossi)Agenti statici (rossi) PericoloPericolo

OsservazioniOsservazioni

• Incremento energia di panico del 20 o 50 % a seconda Incremento energia di panico del 20 o 50 % a seconda che agente normale incontri agente in panico o che agente normale incontri agente in panico o direttamente il pericolodirettamente il pericolo

• Regressione a stato di calma:Regressione a stato di calma:Per stanchezzaPer stanchezzaPer l’incontro con un addetto alla sicurezzaPer l’incontro con un addetto alla sicurezza

Casi particolariCasi particolari

• Pericolo in prossimità Pericolo in prossimità delle uscitedelle uscite

• Pericolo nella zona Pericolo nella zona centrale della tribunacentrale della tribuna

ConclusioniConclusioni

Due risultati interessanti:Due risultati interessanti:1.1. Si è tenuto conto dell’effetto dilagante del panico: Si è tenuto conto dell’effetto dilagante del panico:

basta che un individuo veda un altro soggetto in un basta che un individuo veda un altro soggetto in un stato d’agitazione per rimarne influenzatostato d’agitazione per rimarne influenzato

Importante disporre di un numero sufficiente Importante disporre di un numero sufficiente di addetti alla sicurezza per calmare soggetti di addetti alla sicurezza per calmare soggetti in panico e per indicare la via d’uscitain panico e per indicare la via d’uscita

ConclusioniConclusioni

2.2. Software utile in fase di progettazione di un’opera Software utile in fase di progettazione di un’opera per verificare l’efficienza delle misure di sicurezzaper verificare l’efficienza delle misure di sicurezza

Stadio di LondraStadio di Londra: progetto rispettava : progetto rispettava parametri di sicurezza imposti per leggeparametri di sicurezza imposti per legge

Dalle simulazioni emergono problemi nella disposizione Dalle simulazioni emergono problemi nella disposizione delle uscitedelle uscite

Sviluppi futuriSviluppi futuri

• Strumento di supporto per progettisti ed esperti Strumento di supporto per progettisti ed esperti di sicurezza per verificare l’efficienza di di sicurezza per verificare l’efficienza di progetti e piani dal punto di vista della progetti e piani dal punto di vista della sicurezzasicurezza

• Potrebbe essere utilizzato per valutare:Potrebbe essere utilizzato per valutare:Procedure d’evacuazioneProcedure d’evacuazionePiani di sicurezzaPiani di sicurezzaSistemi di sicurezza all’interno di edificiSistemi di sicurezza all’interno di edifici