1.2.1 Модели на основе уравнений динамики жидкости и газов

Первые модели движения людей берут свое начало в механике сплошных сред. При средних и высоких плотностях движение людей имеет сходство с движением жидкости и молекул газа. Так, например, человеческие следы на снегу похожи на потоки жидкости, на границе между встречными потоками наблюдается образование «языков из-за разности вязкостей», при перемещении через стоячую толпу траектория движения напоминает речной поток, в плотной толпе наблюдается распространение ударной волны. По этой причине самые первые модели передвижения людей основывались на уравнениях динамики жидкости и газов. Этот класс моделей относят к непрерывным детерминированным моделям с глобальным представлением людей и низкой точностью.

На сегодняшний день, в мире насчитывается несколько десятков моделей, которые используют различные способы представления внутренней среды здания (точная либо грубая сеть), моделирование движения людей (индивидуальное, групповое/поточное), по-разному учитывают психологические аспекты поведения людей (действия при получении сигнала о пожаре, выбор маршрута, влияние опасных факторов пожара).

В нашей стране приказ МЧС №382 допускает использование для расчетов три модели людского потока: упрощенная аналитическая, имитационно-стохастическая и индивидуально-поточная. Они относятся к классу «методов ручного вычисления». Упрощенная аналитическая модель «пришла» в методику из ГОСТ 12.1.004-91, в него, в свою очередь из СНиП II-2-80. Следует отметить, что для рассматриваемой предметной области, именно этот этап ознаменовал переход к гибкому нормированию - до этого по СНиП 2 А.5-70 все расчеты сводились к требованию: 0.6м ширины выхода или прохода на 100 эвакуирующихся [9]. Данная модель является наиболее простой и отработанной. Все пути эвакуации делятся на элементарные участки, на каждом из которых рассматривается однородный поток со своими характеристиками. Предполагается, что люди при эвакуации создают равномерно распределенные потоки, не учитывается разнородность контингента эвакуирующихся, группа мобильности, возникают сложности при расчете эвакуации из зданий с развитой внутренней инфраструктурой.

В начале 80-х годов прошлого века проф. В.В. Холщевниковым была разработана модель ADLPV, которая в рамках современной терминологии называется имитационно-стохастической. Эта модель значительно точнее за счет деления здания на элементарные участки шириной около 1м и выполнения нескольких расчетных операций в секунду для каждого участка. Например, для 2-х этажного знания с площадью этажа около 1000 потребуется почти 40тыс. операций машинного счета. Тем не менее, применения модели затруднено при анализе индивидуальных особенностей эвакуации человека. Для реализации указанных моделей (упрощенной аналитической и имитационно-стохастической) разработано программное обеспечение - модель Флоутек.

В описанных выше моделях объектом моделирования является людской поток. В индивидуально-поточных моделях объектом моделирования является отдельный человек (индивид), что открывает большие возможности, ограниченные лишь профессионализмом разработчиков и пользователей [9].