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Fußgängersimulationen und Evakuierungsassistent am Beispiel der Esprit-Arena (HERMES)

Michael Landwehr, PTV AG

Inhalt

> Hermes - Projektübersicht> Ziel> Ausgangslage> Anforderungen

> Anforderungen der Einsatzkräfte> Zentrales Szenario

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> Zentrales Szenario

> Lösungsansätze> Evakuationsassistent> Bewertung

> Feedback der Nutzer> Möglichkeiten und Grenzen

Projektübersicht

Koordination: FZ Jülich - Prof. Dr. A. Seyfried

Laufzeit: 2009 - 2011

Partner:

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Ziel: ‚Evakuierungsassistent‘

> Einschätzung der Gefahrenlage verbessern

Bei Großveranstaltungen die Einsatzleitung unterstü tzen, um Sicherheit von Personen zu verbessern

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verbessern> Hinweise auf

Handlungsoptionen liefern

> Sicherheitspersonal optimal steuern

Ausgangslage (1)

> Moderne Multifunktionsarena (Baujahr 2005)> bis zu 60.000 Zuschauern> häufige Umbauten des

Innenraums für unterschiedliche

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unterschiedliche Veranstaltungen

> Gebäudemanagement-system, > Erfassung der Zustände

von Räumen und Durchgängen

> Sehr gut eingespielte Prozesse rund um die Einsatzleitung/-zentrale (Polizei, Feuerwehr, Sicherheitsdienst)

> Erfahrung mit Gebäude von Beginn an

Ausgangslage (2)

> Kaum quantitative Grundlagen zu aktuellen Personenzahlen > Ticketverkäufe> Aktuelle Anzahl und Dichte von Personen in den Bereichen nur

aus Kamerabildern schätzbar

> Keinerlei modellgestützte Verfahren und Werkzeuge im Umfeld der Veranstaltungen

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Anforderungen der Einsatzleitung (Auswahl)

> Aktueller Zustand: > Wie viele Personen halten sich aktuell in den einzelnen Bereichen der LTU Arena

auf?> Wo sind aktuell ‚kritische‘ Situationen?

> Prognose> Wo entstehen kritische Situationen?> Wie evakuiert man optimal?

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> Wie evakuiert man optimal?

> Evakuationsassistent als Werkzeug, das…> …aktuelle Zustände der Befüllung/Gebäudezustand erfasst/anzeigt,> … (neue) Szenarien erstellen lässt,> … sehr schnell Prognose-Ergebnisse bereitstellt (<1min),> … ebenso im Vorfeld einer Veranstaltung eingesetzt werden kann,> … sich an spezifische Veranstaltungs-Konfiguration der Arena anpasst,> … Kommunikation mit Bereichsleitern/Ordnern unterstützt.

Zentrales Szenario

Fußballspiel: untere Ränge befüllt (2te Liga)

> Personen befinden sich auf Rängen

Wie können Zuschauer optimal evakuiert werden, wenn (einzelne) Wege oder Räume blockiert sind?

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Wege oder Räume blockiert sind?

> Aufbau von kritischen Personendichten frühzeitig erkennen und verhindern!

> optimale Disposition der Ordnungskräfte vor Beginn einer Evakuation!

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Lösungsansätze in Hermes (1)

Automatische Personenzählung: • Neuentwicklung Kamerasystem zur Durchgangs-zählung (Vitracom)

Ausrüstung Arena• Erweit./Anbindung Gebäude-Mgt.-System (Imtech)

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Quelle: Vitracom

Lösungsansätze in Hermes (2)

Empirie und Modellbildung zur Fußgängerdynamik• Laborexperimente mit bis zu 300 Personen in der Arena (Uni Wuppertal/FZ Jülich)

Entwicklung von Simulationsmodellen• raumkontinuierliche und raumdiskrete mikroskop. Modelle (FZ Jülich, Uni Köln, TraffGo HT)

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Modelle (FZ Jülich, Uni Köln, TraffGo HT)• makroskopisches Netzwerkmodell (PTV)• Konfiguration der Modelle für Esprit-Arena

Quelle: FZ Jülich

Lösungsansätze in Hermes (3)

Bedienoberfläche und Integrationsumgebung •‚Kommunikationsmodul‘ (PTV)

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Evakuationsassistent - Oberfläche

Szenarienansicht: Simulierte Ergebnisse einer Evakuation

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Live-Ansicht: der aktuelle Zustand in der Arena

Zoomfähige Kartendarstellung mit layer-controlSzenarioverwaltung

Meldungsmanagement

Beispiel: Ansicht aktueller Zustand

Ausgang offen

Block B1/2 mit 1966 Personen (weniger als 90% Auslastung)

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Auslastung 90%

Ausgerüsteter/simulierter Arena-Bereich

Block B1/2 mit 608 Personen an Kapazitätsgrenze

Ausgänge geschlossen/blockiert

Beispiel: Mikrosimulation - Prognose Fußgängerverhalten

Evakuationsdauer 9:43 min für diesen Bereich; Schwellwert über-schritten

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Kritische Personendichten während Evakuation

schritten

Beispiel: Makrosimulation – optimale Wegeführung

Absolute Ströme am

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Differenzströme im Vergleich zu einem ungestörten Abfluss: Wie verlagern sich die Personenbewegungen

Rot: Abnahme der PersonenzahlGrün: Zunahme der Personen dort wo diese

optimalerweise geführt werden sollten (da noch Wegekapazität vorhanden).

Absolute Ströme am Knoten: Wie müssen Ordner die Besucher lenken?

Bewertung – Nutzerfeedback zum Evakuierungsassistenten

> Graphische Integrationsumgebung von Zustands-Daten und Simulation trifft einen Bedarf!

> „im Einsatz interessant, in der Vorplanung interessanter“ > für ein Entscheidungshilfe während des Einsatzes war Prototyp nicht ausgereift genug> wertvoll in der Vorbereitung auf Veranstaltung

> Geschulter Operator extrem wichtig!

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> Geschulter Operator extrem wichtig!> Übersetzung, Interpretation, Einordnung der Ergebnisse

> Kopplung mit mobiler Kommunikation zu Einsatzkräften vor Ort zentral

> Nutzen der Simulation

> Prognose der Personenbewegung (MikroSim) leicht verständlich, jedoch (noch) nicht für alle Situationen ausgereift

> Ideale Personenführung (MacroSim) sind sehr abstrakt, bereiten jedoch Handlungsalternativen vor

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Bewertung – Möglichkeiten …

> Empirische Datengrundlage aus Personenexperimenten wertvoll> realistische Modellierung von Personenströmen> Weitere Empirie notwendig

> Integration einer Vielzahl von Komponenten zu einem funktionsfähigen Prototypen erfolgreich!

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> 6 Monate Testbetrieb, Vielzahl von Veranstaltungen und Vorführungen!

> Mikrosimulation für Evakuationsassistent anwendbar!> Parallelisierung erreicht Rechenzeiten << Realzeit für große Personenzahlen

> Implementierung der Oberfläche als Web-Applikation hat sich bewährt> Verwendung des HW-intensiven Instrumentariums an beliebigem Ort> Anwendung und Schulung außerhalb eines Einsatzes> Gute Bedienbarkeit

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Bewertung - Grenzen

> Hohe Anforderungen an Qualität bei Einsatz während Veranstaltungen> Kleinere Unstimmigkeiten irritieren und lenken von Entscheidungen ab.

> Gebäudeausrüstung ist sehr kostspielig> Kameragestützte Personenzählung noch sehr teuer und aufwändig> Bei hohe Dichten, Dunkelheit noch nicht ausgereift

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> Bei hohe Dichten, Dunkelheit noch nicht ausgereift

> Konfiguration des Evakuierungsassistenten für spezifischen Veranstaltungstyp sehr aufwändig> Anpassung der baulichen Situation und der Routenführung in Mikro- und Makro-

Simulation komplex

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