Technische Universiteit Delft
Faculteit Werktuigbouwkunde, Maritieme Techniek en Technische Materiaalwetenschappen Transporttechnologie
M. Kooijman Prototype van voetgangerssimulatie met Flexsim
Doctoraalopdracht, Rapport 2008.TEL.7239, Sectie Transporttechniek en Logistieke Techniek.
Iv-Bouw & Industrie is een multidisciplinair ingenieursbureau dat constructief advies geeft op het gebied van complexe en/of bewegende constructies. Voorbeelden van aansprekende projecten zijn het Beijing Great Wheel en de Amsterdam ArenA. Bij het gebruik van sommige van de projecten zijn grote aantallen personen betrokken die zich te voet verplaatsen. Een simulatie kan inzicht in de voetgangersstromen geven waardoor knelpunten vroegtijdig kunnen worden ontdekt. De afdeling Logistics Engineering van Iv-Bouw & Industrie maakt gebruik van het simulatieprogramma Flexsim. Dit programma is echter nog niet geschikt voor het simuleren van voetgangers. Om toch voetgangers te kunnen simuleren heeft Iv-Bouw & Industrie de afstudeeropdracht uitgeschreven om een prototype van een voetgangerssimulatie in Flexsim te ontwikkelen.
Na een literatuurstudie naar de gebruikte methodes om voetgangers te simuleren en naar de factoren die invloed hebben op het gedrag en de snelheid van de voetgangers, is er gekozen om in het prototype gebruik te maken van een discrete loopruimte van de voetgangers. Door de ruimte te verdelen in cellen van gelijke afmetingen wordt een discrete loopruimte verkregen. De voetganger bezet steeds één cel, behorende bij zijn huidige positie. Hij kan zich alleen verplaatsen als één van de aangrenzende cellen niet bezet wordt door een andere voetganger of door een obstakel. De voetganger controleert de
beschikbaarheid van slechts een deel van de cellen in zijn omgeving. Welke cellen er worden gecontroleerd, is afhankelijk van het gedrag dat de voetganger dient te vertonen.
Er zijn twee strategieën om bij een uitgang te komen, gemodelleerd. Bij één strategie zoekt de voetganger naar de meeste loopruimte, om zo min mogelijk gehinderd te worden door andere voetgangers. Bij de andere strategie maakt de voetganger gebruik van de cel die de kortste afstand tot de uitgang heeft. De gebruiker kan de verhouding tussen de beide strategieën aanpassen. Lokaal kunnen de gemodelleerde voetgangers afwijken van hun strategie. Wanneer de voetganger een andere voetganger de pas zou afsnijden door naar zijn gewenste cel te gaan, zal de voetganger kiezen voor een alternatieve cel. Wanneer voetgangers zich niet kunnen verplaatsen, worden zij ongeduldiger en proberen voor te dringen op andere voetgangers.
Als gevolg van een noodscenario zal de ruimte waarin de voetgangers zich bevinden, moeten worden ontruimd. Tijdens zo'n ontruiming gedragen de voetgangers zich anders. Zij hanteren een hogere gewenste snelheid en houden minder rekening met andere voetgangers, zodat deze de pas zou kunnen worden afgesneden.
Er zijn experimenten uitgevoerd met de gemodelleerde voetgangers. Met behulp van deze experimenten zijn waarden bepaald voor een aantal variabelen. Het bepalen van de waarde van de variabelen is erop gericht om de doorlooptijd van de voetgangers gelijk te krijgen aan de doorlooptijd die behoort bij in de literatuur gevonden experimenten.
Met behulp van een live experiment is het gemodelleerde gedrag vergeleken met het gedrag van echte personen. Uit deze vergelijking is gebleken dat de personen uit het simulatiemodel een ruimte bijna tweemaal sneller verlaten dan dat personen de ruimte werkelijk verlaten. Dit wordt veroorzaakt doordat personen in een werkelijke situatie hun snelheid reeds verlagen wanneer zij op hun looproute een opstopping zien ontstaan. De gesimuleerde personen verplaatsen zich echter steeds met hun gewenste snelheid.
De conclusie van dit rapport is dat verschillende typen voetgangers in verschillende situaties gemodelleerd kunnen worden met Flexsim. De gesimuleerde personen verlaten een ruimte bijna twee maal sneller dan personen dit in werkelijkheid doen. Door de gewenste snelheid aan te passen aan die van de echte personen, de wachttijd te vergroten en slechts één persoon tegelijk door de uitgang te laten, doen de personen er nog 20% langer over dan de gesimuleerde personen. Er kunnen slechts een beperkt aantal personen real time worden gesimuleerd. Met behulp van filmopnamen zijn ook grotere aantallen personen vloeiend en real time weer te geven met Flexsim.
Rapporten studenten Transporttechniek en Logistieke Techniek
