Evakuierungssimulation und Optimierung

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Diese Seite dokumentiert die Ergebnisse der Projektruppe "PG 517: Evakuierungsprobleme", die von mehreren Studenten an der TU Dortmund durchgeführt wurde und die weitere Entwicklung.

Projektbeschreibung

Ziel des Projektes war es, eine Partikelsimulation für Menschenmengen mit der Netzwerkflussoptimierung zu verbinden. Das Ergebnis ist ein Tool namens "ZET", das als freie Software unter der GPL lizensiert ist. Mit ZET ist es möglich, mehrgeschossige Gebäude zu modellieren, Menschen zu verteilen und (Not)Ausgänge zuzuweisen.

Ein berechneter Earliest-Arrival-Fluss führt die Menschen zu den besten Ausgängen (im Sinne einer möglichst schnellen Evakuierung des Gebäudes). Da die Berechnung mittels dynamischer Flüsse einige idealistische Annahmen macht, kann auch eine Simulation durchgeführt werden. Eine fortgeschrittene Visualisierung und eine Statistik runden das Paket ab und erlauben die Analyse der Daten.

Features

ZET enthält einen integrierten Editor mit dem Evakuierungsszenarios modelliert werden können. Mit dem Editor ist es möglich, verschiedene Etagen, Räume auf den Etagen und spezielle Gebiete innerhalb der Räume zu erzeugen. Die Gebiete können dabei eine spezielle Semantik zugewiesen bekommen, wie z.B. sicherer Ort. Alle Räume und Gebiete werden von beliebigen geschlossenen Polynomen dargestellt.

Die zu Evakuierenden Personen können automatisch in sogenannte Belegungsgebiete verteilt werden. Die Personen können dabei in verschiedene Gruppen mit unterschiedlichen Eigenschaften aufgeteilt werden. Die Eigenschaften und Gruppen können mit dem Belegungseditor verändert werden. Jede Eigenschaft kann dabei mit einer Wahrscheinlichkeitsverteilung angepasst werden.

Sowohl die Simulation mit einem zellulären Automaten als auch der berechnete Netzwerkfluss können in 3D mittels OpenGL visualisiert werden. Die Kamera ist dabei mit den üblichen Maus- und Tastaturkommandos steuerbar. Innerhalb der Visualisierung sind verschiedene Informationen zugänglich, wie zum Beispiel die Ausnutzung bestimmter Gebiete.
Die Visualisierung kann in perspektivischer Sichtweise oder in isometrischer und orthognaler Projektion dargestellt werden.

Downloads

Die aktuelle Version 1.0.3 von ZET kann hier, zusammen mit Signaturdateien, heruntergeladen werden, ZET wird als kompiliertes Java(TM)-Paket verteilt und benötigt mindestens Java 6.0. Der Quellcode von ZET ist auf sourceforge verfügbar. Auf die aktuellste Version des Quellcodes kann direkt über das SVN-Repository zugegriffen werden.

Installatieren und Ausführen von ZET

ZET wird als Java-Paket in einer jar-Datei zur Verfügung gestellt. Es ist ausreichend, die rar-Datei ein ein beliebiges Verzeichnis zu entpacken. Auf einem Windows-Rechner zum Beispiel nach C:\Programme. ZET kann direkt aus dem Benutzerverzeichnis ausgeführt werden und benötigt keine Administratorrechte. In der Releaseversion sind alle benötigten Bibliotheken enthalten. Für die 3D-Visualisierung mit OpenGL werden Systemabhängige Bibliotheken verwendet, die in Versionen für MacOS, Linux und Windows mitgeliefert werden. Mit Ausnahme dieser Bibliotheken ist ZET komplett in Java geschrieben und benötigt mindestens Version 6. Die aktuelle Version von Java kann auf der offiziellen Java Downloadseite heruntergeladen werden.

Die jar-Datei, die das Programm enthält, kann nicht direkt gestartet werden, da der Pfad zu den Systemabhängigen Bibliotheken gesetzt werden muss. Diese Dateien sind in Verzeichnissen der Form /lib/jogl-systemarchitektur gespeichert. Die folgende Tabelle zeigt die korrekten Parameter für die unterstützten Systeme:

Für einige Betriebssysteme existieren weitere Möglichkeiten, um ZET zu Starten.

Auf Windows-Systemen starten die Batchdateien zet32.bat and zet64.bat die Versionen für 32-Bit, beziehungsweise 64-Bit, Intelsysteme.
Die ausführbaren Dateien zet32.exe und zet64.exe rufen eine Variante des Java-Interpreters auf, der die Standardausgabe versteckt. Diese werden Empfohlen, wenn keine zusätzlichen Debuginformationen benötigt werden. Beide Dateien nehmen dieselben Kommandozeilenparameter entgegen, wie die jar-Datei..

Auf Linux-Systemen starten die Shellskripte zet32.sh und zet64.sh das Programm im 32-Bit-Modus beziehungsweise 64-Bit-Modus.

Handbuch

Es gibt ein deutschsprachiges Handbuch, an einer englischen Version wird gearbeitet. ZET ist vollständig lokalisiert in deutsch und englisch. Weitere Lokalisierungen können leicht erstellt werden, wir freuen uns, wenn Sie uns Informationen zuschicken.

Veröffentlichungen