Analisi e sperimentazione di modelli per l'ottimizzazione di percorsi di evacuazione a seguito di emergenze

Abstract

Questa tesi propone un contributo alla ricerca scientifica nell’ambito della prevenzione e gestione di situazioni di emergenza all’interno di edifici industriali. In primo luogo, fornisce un’analisi del problema della gestione delle folle durante un’emergenza e uno studio della letteratura scientifica sullo sviluppo di modelli e sistemi intelligenti in grado di risolvere in sicurezza tali situazioni. La tesi rientra nell’ambito del progetto EMMA (Emergency management for workers and machines) e ha come obiettivo quello di effettuare un'analisi e una sperimentazione di modelli per l'ottimizzazione di percorsi di evacuazione a seguito di emergenze in navi cargo e edifici industriali. In secondo luogo, al fine dello svolgimento della sperimentazione, questo studio propone delle istanze, testate su layout di ponti di una nave e piani di un impianto industriale, per verificare il funzionamento dell’algoritmo implementato nel linguaggio Python, che sfrutta un modello di rete di flusso, utilizzando il solver Cplex di IBM per la soluzione dei modelli di programmazione matematica lineare. Attraverso i test la tesi fornisce quindi un’analisi dell’efficienza del sistema in base al tempo necessario sia per pianificare i percorsi di evacuazione in modalità offline, sia per consentire alle persone coinvolte nell’emergenza di raggiungere uscite di emergenza o aree sicure anche in modalità real time.

This thesis proposes a contribution to scientific research within the prevention and management of emergency situations inside industrial buildings. First, it provides an analysis of crowd management during an emergency and a study of scientific literature on the development of intelligent models and systems that can safely resolve such situations. The thesis falls within the scope of the EMMA (Emergency management for workers and machines) project and its objective is to carry out an analysis and testing of models for optimizing evacuation paths in emergencies in cargo ships and industrial buildings. Secondly, in order to carry out the experimentation, this study proposes instances, tested on deck layouts of a cargo ship and plans of an industrial plant, to verify the operation of the algorithm implemented in the Python language, which exploits a network flow model, using IBM's Cplex solver for the solution of linear mathematical programming models. Through the tests the thesis therefore provides an analysis of the efficiency of the system according to the time needed both to plan evacuation routes in offline mode, and to allow people involved in the emergency to reach emergency exits or safe areas even in real time mode.