Innovative Konzepte für sichere Großveranstaltungen Zuverlässige Vorhersagen von Fußgängerbewegungen im An- und Abreiseverkehr Prof. Dr. Horst W. Hamacher TU Kaiserslautern
Regionale Evakuierung: Plannung, Kontrolle und Anpassung Koordiniert durch TU Kaiserslautern 2009-2012 Förderung durch das - 2 - Prof. Dr. H.W. Hamacher
Evakuierungskette Gebäude Output = Input Regional Output = Input Über-Regional REPKA: Evakuierung der Betzenbergregion - 3 - Prof. Dr. H.W. Hamacher
Das REPKA-Team - 4 - Prof. Dr. H.W. Hamacher
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 - 5 - Prof. Dr. H.W. Hamacher
Umsetzung dieser Thesen in REPKA Simulation SIEMENS Lokalisierung Fraunhofer IIS Reale Evakuierung BOS Digitalisierung IT2 Media Optimierung TUKL_Opt Akzeptanz und Auswertung TUKL_Soz - 6 - Prof. Dr. H.W. Hamacher
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 - 7 - Prof. Dr. H.W. Hamacher
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 - 8 - Prof. Dr. H.W. Hamacher
Datenerfassung bei REPKA Gehgeschwindigkeiten: GPS-Logger Stoppuhr & Maßband Smartphone: WLAN Lokalisierung in Kombination mit GPS Inertialsensorik Fundamentaldiagramm (Dichte/Geschwindigkeit): Video - 9 - Prof. Dr. H.W. Hamacher
Beispiel Datenerfassung: Übung Übung am 17.03.2010 31 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 1,26-10 - Prof. Dr. H.W. Hamacher
Mathematisches REPKA Modell Sandwich Ansatz Simulation zelluläre Automaten Modelle der Physik Mikromodelle Bessere Information Optimierung Dynamische Netzwerkflüsse + Standortplanung (FlowLoc) Makromodelle - 11 - Prof. Dr. H.W. Hamacher
Zeit in Sekunden 3000 2500 2000 1500 1000 500 Sandwich Ansatz: Vergleich Szenarien 0 1a 1b, - 10% 1b, - 20% 3 4 5 6 Szenario Optimierung Simulation - 12 - Prof. Dr. H.W. Hamacher
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 - 13 - Prof. Dr. H.W. Hamacher
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 - 14 - Prof. Dr. H.W. Hamacher
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 - 15 - Prof. Dr. H.W. Hamacher
Sequentielle Modellierung Gebäude Region Gebiet Output = Input Output = Input Sequentielle Optimierung kann zu sehr schlechten Vorhersagen führen - 16 - Prof. Dr. H.W. Hamacher
Integrative Modellierung Gebäude Region Gebiet Modellierung, die alle Evakuierungsteile gleichzeitig berücksichtigt Deutsch-Französisches Kooperationsprojekt Decision Support System for Large Scale Evacuation Logistics 2012-15 BMBF Zivile Sicherheit + ANR "Concepts systèmes et Outils pour la Sécurité Globale CSOSG 2011" - 17 - Prof. Dr. H.W. Hamacher
Innovative Konzepte für sichere Großveranstaltungen Zuverlässige Vorhersagen von Fußgängerbewegungen im An- und Abreiseverkehr Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit - 18 - Prof. Dr. H.W. Hamacher