Моделирование процесса эвакуации людей с помощью нейронных сетей

1.

Моделирование процесса эвакуации людей с
помощью нейронных сетей
Выпускная квалификационная работа
(бакалаврская работа)
по направлению подготовки 20.03.01 Техносферная безопасность,
профиль «Пожарная и промышленная безопасность»
Студент группы БПБ-19-01
С.О. Пушкевич
Научный руководитель
Доцент
А.В. Пермяков
Уфа, 2023
1

2.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Построение модели процесса
эвакуации на основе нейронных
сетей
ЗАДАЧИ
Выбор модели нейронной сети и
метода расчета
Подбор основных параметров
эвакуации для проведения
моделирования
Оценка эффективности
построенной модели
2

3.

Статистика пожаров за 2021-2022 г.
400000
350000
300000
250000
200000
352323
390809
150000
100000
50000
0
Количество
пожаров, ед.
7709
8473
305
380
8148
8379
2022 г.
2021 г.
Погибло, чел.
Погибло детей,
чел.
2021 г.
Травмировано,
чел.
2022 г.
3

4.

НЕЙРОННАЯ СЕТЬ
Нейронная сеть представляет
соединенных синапсами.
собой
последовательность
нейронов,
Виды нейронных сетей:
-
-
Однослойная структура НС.
Многослойная НС.
НС прямого
распространения.
Рекуррентные НС.
Самоорганизующиеся
карты.
От типа нейронов.
От вида входной
информации.
По характеру настройки
синапсов.
4

5.

ПРИМЕНЕНИЕ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ
5

6.

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСЧЕТНЫХ ВЕЛИЧИН
ПОЖАРНОГО РИСКА В ЗДАНИЯХ, СООРУЖЕНИЯХ И
ПОЖАРНЫХ ОТСЕКАХ РАЗЛИЧНЫХ КЛАССОВ
ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ
Не менее 2х Эвакуационных выходов
должны иметь: с этажа и здания в
целом:
Не менее 2х Эвакуационных выходов
должны иметь: с этажи зданий класса:
Помещения класса Ф1.1 (более 10 чел)
Ф1.1; Ф3.3; Ф4.1; Ф4.2
Помещения подвальных и цокольных
этажей более 15 чел и от 6 до 15 чел
Ф1.2; Ф3; Ф4.3 более 20 чел
Помещения более 50 чел
Ф1.3 более 500 м2
Помещения класса Ф5 категорий А и Б
(одна смена – более 5 чел), В – более 25
чел
Ф5 категорий А и Б – смена более 5 чел;
категории В – 25 чел.
Открытые этажерки и площадки класса
Ф5 – более 100м2; категории А и Б –
более 400 м2
6

7.

РАСЧЕТ ВРЕМЕНИ ЭВАКУАЦИИ
Парметры для расчета эвакуации
7

8.

ЛИНЕЙНАЯ РЕГРЕССИЯ
8

9.

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
РАСЧЕТ СКОРОСТИ И ВРЕМЕНИ УЧАСТКОВ
ЭВАКУАЦИИ
9

10.

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ
МОДЕЛИРОВАНИЕ
1
Этапы процесса моделирования:
Постановка задачи
4
Тестирование
5
2
Разработка математической
модели
Компьютерный эксперимент
Разработка компьютерной
модели
Анализ полученных
результатов
6
3
10

11.

ОБЩИЙ ВИД МОДЕЛИ
ГЛАВНЫЙ ЭКРАН ПРОГРАММЫ
ORANGE
11

12.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ
ПОСТРОЕНИЯ МОДЕЛИ
12

13.

РАЗДЕЛЕНИЕ НА ТЕСТОВУЮ И
ОБУЧАЮЩУЮ ВЫБОРКУ
Исходное регрессионное уравнение:
Y= a+ bx1+cx2+dx3
Регрессионное уравнение с полученными
коэффициентами:
t= -0,027+0,07D+(-0,0005q)+0,014L
13

14.

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ
КОЭФФИЦИЕНТА
Коэффициент детерминации (R2)
σ