Zuverlässige Vorhersagen von Fußgängerbewegungen im An- und Abreiseverkehr

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Waldemar Dieter Winkler
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1 Innovative Konzepte für sichere Großveranstaltungen Zuverlässige Vorhersagen von Fußgängerbewegungen im An- und Abreiseverkehr Prof. Dr. Horst W. Hamacher TU Kaiserslautern

2 Regionale Evakuierung: Plannung, Kontrolle und Anpassung Koordiniert durch TU Kaiserslautern Förderung durch das Prof. Dr. H.W. Hamacher

3 Evakuierungskette Gebäude Output = Input Regional Output = Input Über-Regional REPKA: Evakuierung der Betzenbergregion Prof. Dr. H.W. Hamacher

4 Das REPKA-Team Prof. Dr. H.W. Hamacher

5 Thesen Zuverlässige Vorhersagen 1. basieren auf sinnvollen Szenarien, 2. gut erhobenen Daten, und 3. guten mathematischen Modellen für diese Szenarien, 4. sind als Planungswerkzeug Teil einer benutzerfreundlichen Software, 5. die mit Praktikern abgestimmt, 6. von Praktikern evaluiert, und 7. in Zusammenarbeit aller Beteiligten iterativ verbessert wird Prof. Dr. H.W. Hamacher

6 Umsetzung dieser Thesen in REPKA Simulation SIEMENS Lokalisierung Fraunhofer IIS Reale Evakuierung BOS Digitalisierung IT2 Media Optimierung TUKL_Opt Akzeptanz und Auswertung TUKL_Soz Prof. Dr. H.W. Hamacher

7 Beispiel: Szenario 1 Abbruch des Spiels wegen Gefahrenlage Räumung des Stadions Zuschauer verlassen Stadion in normalem Tempo Zuschauer verlassen Stadion durch den am nächsten zu ihrem Platz gelegenen Ausgang Prof. Dr. H.W. Hamacher

8 Beispiel: Szenario 4 Abbruch des Spiels wegen Schadenslage Fanfeindschaften beschädigt/unpassierbar: Westtribüne u. Ausgänge (Block 5-7), Marathontor West, Straße Zum Betzenberg Entfluchtung Block 5-10 zum Innenraum, Ableitung durch Marathontor Ost Autos auf Parkplatz Ost nicht aufzuhalten Prof. Dr. H.W. Hamacher

9 Datenerfassung bei REPKA Gehgeschwindigkeiten: GPS-Logger Stoppuhr & Maßband Smartphone: WLAN Lokalisierung in Kombination mit GPS Inertialsensorik Fundamentaldiagramm (Dichte/Geschwindigkeit): Video Prof. Dr. H.W. Hamacher

10 Beispiel Datenerfassung: Übung Übung am Polizeibeamte der Bereitschaftspolizei Enkenbach, 10 Mitarbeiter der TU KL Messung von Gehgeschwindigkeiten Free-Flow-Velocity (ffv) und Gruppen Unterschiedliche Terrains Personenmerkmale (Alter, Größe, Gewicht) Evaluierung der Software von Partner IIS Windows Mobile und Android Handys Stoppuhren GPS Datenlogger Filmen von Personenströmen Vor Horst-Eckel-Tor Film: Panasonic HDC-SD100 m/s Ebene Gefälle Treppe Treppe Anstieg μ 1,57 1,61 1,22 0,96 1,54 σ 0,15 0,15 0,17 0,12 0,13 max 1,91 1,89 1,61 1,34 1,77 min 1,32 1,32 0,95 0,77 1, Prof. Dr. H.W. Hamacher

11 Mathematisches REPKA Modell Sandwich Ansatz Simulation zelluläre Automaten Modelle der Physik Mikromodelle Bessere Information Optimierung Dynamische Netzwerkflüsse + Standortplanung (FlowLoc) Makromodelle Prof. Dr. H.W. Hamacher

12 Zeit in Sekunden Sandwich Ansatz: Vergleich Szenarien 0 1a 1b, - 10% 1b, - 20% Szenario Optimierung Simulation Prof. Dr. H.W. Hamacher

13 REPKA Software Simulation Siemens, TU und Hochschule München Mikromodell Große Detailtreue Obere Schranken in der Praxis Offline Modus Optimierung TU Kaiserslautern Film REPKA_Opt GUI Makromodell Systemoptimalität Beweisbare untere Schranken Off- und Online Modus Prof. Dr. Gerta Köster Prof. Dr. Horst W. Hamacher Evaluiert durch BOS Prof. Dr. H.W. Hamacher

14 Erreichte REPKA-Ziele Evakuierungsablauf Evakuierungszeiten Schranken Planung Anpassung Evakuierung Kontrolle Modell Was ist wenn? Evakuierungspläne, Vorbereitung Trainingsmodule Standortplanung (Auskunftswesen) (Leitsystem) Akzeptanz Informationsverhalten Experteninterviews Übungen: virtuell, real Daten: Input, Resultate Wissenschaftliche, technische Innovationen Prof. Dr. H.W. Hamacher

15 Zukunftspotential Übertragbarkeit auf andere Massenversammlungen, z.b. Regionen um Konzert- und Sporthallen Treffen von Interessensgruppen Übertragbarkeit auf größere, teilweise unbestimmte Regionen, z.b. bei Kraftwerksunfällen Naturkatastrophen Umkehrung von Evakuierungs- auf Verteilungsprobleme, z.b. Impfstoffe Einsatzkräfte Prof. Dr. H.W. Hamacher

16 Sequentielle Modellierung Gebäude Region Gebiet Output = Input Output = Input Sequentielle Optimierung kann zu sehr schlechten Vorhersagen führen Prof. Dr. H.W. Hamacher

17 Integrative Modellierung Gebäude Region Gebiet Modellierung, die alle Evakuierungsteile gleichzeitig berücksichtigt Deutsch-Französisches Kooperationsprojekt Decision Support System for Large Scale Evacuation Logistics BMBF Zivile Sicherheit + ANR "Concepts systèmes et Outils pour la Sécurité Globale CSOSG 2011" Prof. Dr. H.W. Hamacher

18 Innovative Konzepte für sichere Großveranstaltungen Zuverlässige Vorhersagen von Fußgängerbewegungen im An- und Abreiseverkehr Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Prof. Dr. H.W. Hamacher

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