SimWalk

Optimierung von Gebäudeplänen zu Gunsten von Fussgängerströmen.

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Ausgangslage

SimWalk der Firma Savannah Simulations ist eine agentenbasierte Fussgängersimulations-Software für die mikroskopische Simulation von Personenströmen, bei der jeder Fussgänger als einzelne Person mit personenspezifischen Zielen und entsprechendem Verhalten simuliert wird. Durch die Agententechnologie können Personenströme gleichzeitig realistisch und flexibel simuliert werden und es können sowohl Panik- und Evakuationssituationen als auch normales Fussgängerverhalten modelliert werden.

 

Projektziele

Fussgängerengpässe durch falsches architektonisches Design wirken sich verheerend aus, wenn in Evakuationsfällen Sekunden über Leben und Tod entscheiden. Gegenwärtig können CAD-Pläne zur Bestimmung der Gebäude- oder Umgebungstopologie direkt in SimWalk importiert werden.

Nun sollen diese Pläne aber einer automatisierten Optimierung unterzogen werden können, damit ein möglichst sicherer und reibungsfreier Personenverkehr in komplexen Gebäuden oder öffentlichen Räumen gewährleistet werden kann. Mit dieser Option kann SimWalk sowohl bei der Planungsunterstützung in einer frühen Projektphase als auch zur nachträglichen Optimierung von Personenströmen eingesetzt werden.

 

Lösungsansatz

Das Optimierungs-Modul wird als zusätzliches Tool zu SimWalk konzipiert, das über das GUI hinzu geladen werden kann. Mit Hilfe von Genetischen Algorithmen (GA) wird versucht, Teilbereiche resp. kritische Zonen der Baupläne zu optimieren. GA sind heuristische (Such-) Methoden, welche auf dem darwinistischen Evolutionsprinzip beruhen.

In mehreren Interationen (Generationen) wird versucht, durch Verändern (Mutation und Rekombination) alter Baupläne und anschliessendem Testen (Fitness) und Bewerten (Selektion) der neu generierten Pläne eine Lösung zu finden, welche bezüglich möglichst sicheren und komfortablen Fussgängerströmen optimiert ist.

 

Ergebnisse  

Das Ergebnis dieses Projekts ist ein interaktives und benutzerfreundliches Plug-in, mit welchem sich Pläne nach eigenen Wünschen und Kriterien optimieren lassen. Auf Grund der lokalisierten Problemzonen lassen sich Rahmenbedingungen für die betroffenen Bauelemente (Wände, Treppen, Unterführungen, etc.) definieren. Anschliessend versucht der GA innerhalb der Bedingungen eine optimale Lösung zu finden, wobei der ganze (Evolutions-)Prozess nach Belieben grafisch verfolgt werden kann.

 

Projektbeteiligte

Leitung

  • Ruedi Müller 

Projektteam

  • Lukas Kellenberger
  • Marco Rietmann
  • Stefan Müller

Partner

  • Savannah Simulations