Ubicación óptima de puertas de salida para una evacuación eficiente de multitudes en lugares de reunión
Autores: Alvarez-Vázquez, Lino J.; García-Chan, Néstor; Martínez, Aurea; Rodríguez, Carmen; Vázquez-Méndez, Miguel E.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Ubicación óptima de puertas de salida para una evacuación eficiente de multitudes en lugares de reunión
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Análisis matemático
Palabras clave
Puertas de salida
Evacuación de emergencia
Diseño óptimo
Lugares de encuentro
Tasa de evacuación
Algoritmo numérico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 23
Citaciones: Sin citaciones
Este trabajo trata sobre el diseño óptimo para la ubicación de las puertas de salida en lugares de reunión (como centros deportivos, plazas públicas, mercados callejeros, estaciones de transporte, etc.) para garantizar una evacuación de emergencia más segura en eventos de tipo deportivo, social, de entretenimiento o religioso. Este problema se plantea como un problema de control óptimo de ecuaciones diferenciales parciales no lineales, donde el sistema de estado es una reformulación del modelo de Hughes (acoplando la ecuación eikonal para una velocidad de caminata ponderada por la densidad de los peatones y la ecuación de continuidad para la conservación de la densidad de peatones), el control es la ubicación de las puertas de salida en el límite del dominio (sujeto a varias restricciones geométricas), y la función de coste está relacionada con la tasa de evacuación. Proporcionamos un algoritmo numérico completo para resolver el problema (una técnica de elementos finitos para la discretización y un procedimiento sin gradiente para la optimización), y mostramos varios resultados numéricos para un caso realista.
Descripción
Este trabajo trata sobre el diseño óptimo para la ubicación de las puertas de salida en lugares de reunión (como centros deportivos, plazas públicas, mercados callejeros, estaciones de transporte, etc.) para garantizar una evacuación de emergencia más segura en eventos de tipo deportivo, social, de entretenimiento o religioso. Este problema se plantea como un problema de control óptimo de ecuaciones diferenciales parciales no lineales, donde el sistema de estado es una reformulación del modelo de Hughes (acoplando la ecuación eikonal para una velocidad de caminata ponderada por la densidad de los peatones y la ecuación de continuidad para la conservación de la densidad de peatones), el control es la ubicación de las puertas de salida en el límite del dominio (sujeto a varias restricciones geométricas), y la función de coste está relacionada con la tasa de evacuación. Proporcionamos un algoritmo numérico completo para resolver el problema (una técnica de elementos finitos para la discretización y un procedimiento sin gradiente para la optimización), y mostramos varios resultados numéricos para un caso realista.