Simulação de evacuação de multidão por autômato celular

A evacuação de locais aglomerados, sujeita a restrições físicas e temporais, é uma questão que merece atenção especial. Se uma multidão falha ao escapar em tempo de um ambiente perigoso, por tomar um caminho errado ou por escolher uma saída ruim, há um grande risco de lesões e morte. Simulações de evacuação de multidão são muito importantes para tentar minimizar esses tipos de riscos. Porém, tentar simular situações de emergência em ambientes reais ou é muito caro ou mesmo impossível. Portanto, a simulação da evacuação de multidão por computador é uma alternativa melhor. Os estádios de futebol são exemplos de ambientes que podem apresentar risco para as vidas das pessoas no caso de uma evacuação de emergência. O objetivo principal deste trabalho é ganhar compreensão sobre os aspectos inerentes ao problema de simulação de evacuação de emergência. Para isso, foi proposto um novo modelo para evacuação de multidão baseado no modelo de autômatos celulares. A fim de avaliar o modelo proposto, testes em diferentes situações foram realizados. Foi mostrado que o modelo proposto é capaz de simular a evacuação em ambientes complexos de uma forma eficiente.

The evacuation from crowded places, subjected to physical and temporal restrictions, is a matter that deserves special attention. If a crowd fails to escape in time from a hazardous environment, by taking a wrong way or by selecting a bad exit, there is great risk of injuries and death. Simulations of crowd evacuation are very important to try to minimize those types of risk. However, trying to simulate emergency situations in real environments is either very expensive or even impossible. Therefore, computer simulation of crowd evacuation is a better alternative. The soccer stadiums are examples of environments that may present risk to people’s lives in case of emergency evacuation. The main objective of this work is to gain understanding of the inherent aspects of the problem of emergency evacuation simulation, and to investigate the dynamics of the evacuation behavior of crowds during an emergency evacuation from a soccer stadium. For this, it was proposed a new model for crowd evacuation based on the cellular automata model. In order to validate the proposed model, tests in different situations were performed. It was shown that the proposed model is able to simulate the evacuation of complex environments in an efficient way.

1 Introdução, 10
1.1 Motivação, 10
1.2 Organização do Trabalho, 13

2 Trabalhos Relacionados, 14
2.1 Abordagens para a evacuação de multidão, 14
2.2 Fenômenos típicos em evacuação de multidão, 17
2.3 Abordagem de Autômatos Celulares, 19
2.4 Considerações Finais, 29

3 Autômatos Celulares, 30
3.1 Breve Histórico, 30
3.2 Definição, 31
3.3 Composição do Autômato Celular, 32
3.3.1 Geometria, 33
3.3.2 Vizinhança, 34
3.3.3 Regras, 35
3.4 Considerações Finais, 36

4 Técnica Proposta, 38
4.1 Modelo de Varas , 39
4.2 Modelo Proposto , 43
4.2.1 Cálculo do campo de piso, 43
4.2.2 Movimento e interação entre os pedestres, 44
4.3 Estrutura de um Estádio de Futebol, 49
4.4 Considerações Finais, 53

5 Testes e Resultados, 54
5.1 Aspectos Técnicos, 54
5.2 Testes Preliminares , 54
5.3 Estudo de Caso: Estádio de Futebol, 60
5.3.1 Descrição, 60
5.3.2 Resultados e Análise,  62
5.4 Considerações Finais, 70

6 Conclusões e Trabalhos Futuros, 71
6.1 Conclusões , 71
6.2 Trabalhos Futuros, 72

Referências Bibliográficas, 74