개선된 Floor Field Model과 다른 피난시뮬레이션 모델의 비교 연구

Abstract

본 연구는 보행자의 물리적 특성(크기, 모양, 자세 등)을 적용한 개선된 플로어 필드 모델(Floor field model; FFM)을 소개하고, 개선된 모델과 널리 알려진 다른 피난시뮬레이션 모델과의 비교를 통해 FFM의 한계점 파악 및 개선된 모델의 특징을 분석하고자 한다. FFM은 셀룰라 오토마타(Cellular automata)를 이용한 대표적 미시적 관점 보행 모델이지만 보행자의 크기, 모양, 자세 등의 물리적 특성을 세밀하게 반영하지 않는다. 이로 인해 보행자들 간의 충돌, 마찰 등의 현상을 모델링하기 어려우며 결과적으로 다른 모델들과 비교하였을 경우에 매우 짧은 대피 시간을 산출하고 있다. 본 연구는 물리적 현상을 반영할 수 있는 개선된 FFM을 제시하며, 개선된 모델과 기존 FFM, 시뮬렉스(Simulex), 패스파인더(Pathfinder) 등 다른 모델들과의 비교 실험을 수행하였다. 실험은 실제 캠퍼스 건물의 일부 공간을 대상으로 진행되었으며, 대피 인원의 변화에 따른 대피 양상의 비교와 각 출구별 대피 양상의 비교가 수행되었다. 이를 통해 FFM에서는 반영되지 않던 물리적 현상들이 개선된 모델에서는 상용 모델 수준으로 적용되는 점과 특히 시뮬렉스와 유사한 형태의 대피 양상을 보임을 확인하였다. In this study, we propose an improved Floor Field Model(FFM) that considers the physical characteristics of pedestrians, i.e., body size, shape, and posture. Also we analyse limits of FFM and features of improved model compared with existing evacuation simulation models. FFM is a typical microscopic pedestrian model using CA, but it does not reflect the physical characteristics of pedestrians. Because of this, FFM is difficult to modeling phenomena such as collision, friction between pedestrians. As a result, FFM calculates a very short evacuation time when compared with the other models. We performed a computational experiment to compare improved model with other models such as FFM, Simulex, Pathfinder in an actual campus building. We carried out a comparison of evacuation aspect according to the change in number of evacuees. Also we compared evacuation aspect by exit. Finally, we confirmed that improved model reflects physical phenomena which were not reflected in FFM. Especially, experimental results were very similar to the Simulex.