Mô hình hóa và mô phỏng hoạt động cứu hỏa trong các tòa nhà công cộng

Hỏa hoạn, đặc biệt là hỏa hoạn trong các tòa nhà công cộng, đã gây nhiều thiệt hại to lớn về người và của,

không những chỉ riêng ở Việt Nam mà còn trên phạm vi thế giới. Các chuyên gia cứu hộ cứu hỏa đã đề xuất nhiều

chiến lược, nhiều kỹ thuật, và nhiều phương án thoát hiểm phù hợp với từng tòa nhà, từng đám đông công cộng, từng

hoàn cảnh thực tế tại hiện trường. Tuy nhiên, việc xây dựng các kịch bản thử nghiệm và đánh giá hiệu quả của các giải

pháp, các chiến lược, các kỹ thuật này trên thực tế là rất khó thực hiện và tốn kém. Do đó, việc mô hình hóa và mô

phỏng hoạt động cứu hộ cứu hỏa là một giải pháp hợp lí, khả thi và không tốn kém để thử nghiệm và đánh giá các đề

xuất của các chuyên gia.

Trong thời gian gần đây, mô hình hóa và mô phỏng hoạt động cứu hộ cứu hỏa đang là một trong những chủ đề

thu hút được nhiều quan tâm nghiên cứu trên thế giới. Nhiều trong số đó là các mô hình mô hình hóa và mô phỏng hệ

thống cứu hộ cứu hỏa dựa trên hệ đa tác tử. Trong đó, mỗi tác tử có tính tự chủ, chủ động xử lí thông tin quan sát được

và đưa ra hành động một cách hợp lí. Đồng thời tác tử có thể di chuyển đến các vị trí khác nhau để gặp gỡ, trao đổi

thông tin với các tác tử khác trong hệ thống để dưa ra quyết định và hành động của mình. Những đặc trưng này của hệ

đa tác tử phù hợp một cách tự nhiên với việc mô phỏng một hệ thống cứu hộ cứu hỏa: Mô hình các nhân viên cứu hỏa,

người thoát hiểm như những tác tử thông minh và tự chủ, và các đối tượng khác như lửa, khói, vật cản, chuông báo

cháy, biển chỉ dẫn hướng thoát hiểm. cũng có thể được mô hình hóa thành các tác tử đơn giản. Trong quá trình thoát

hiểm, các đối tượng – tác tử được mô hình hóa thành người thoát hiểm này có thể tự quan sát và cảm nhận môi trường

xung quanh như nhìn thấy lửa và khói, nghe thấy tiếng chuông báo cháy, quan sát các biển báo chỉ hướng thoát hiểm,

quan sát hướng di chuyển của tác tử khác, chia sẻ thông tin về hướng thoát hiểm hay tình trạng hỏa hoạn tại chỗ mình

đã đi qua cho các tác tử khác. Trong khi đó các tác tử được mô hình hóa thành nhân viên cứu hỏa có thể quan sát tình

trạng đám cháy và khói để hướng dẫn người thoát hiểm, dùng các phương tiện dập lửa, và giúp đỡ những người khó

khăn trong di chuyển để thoát hiểm. Những thông tin và hành động này có thể được mô hình hóa với công nghệ tác

tử. Điều này lí giải tại sao hầu hết các mô hình mô phỏng các hệ thống thoát hiểm hỏa hoạn trên thế giới đều dựa trên

hệ đa tác tử, chẳng hạn như mô hình đề xuất bởi Okaya and Takahashi [1]; Saelao and Patvichaichod [2];

Filippoupolitis [3]; Tang and Ren [4]; Averill and Song [5]; Yi and Shi [6].

Mô hình hóa và mô phỏng hoạt động cứu hỏa trong các tòa nhà công cộng trang 1

Trang 1

Mô hình hóa và mô phỏng hoạt động cứu hỏa trong các tòa nhà công cộng trang 2

Trang 2

Mô hình hóa và mô phỏng hoạt động cứu hỏa trong các tòa nhà công cộng trang 3

Trang 3

Mô hình hóa và mô phỏng hoạt động cứu hỏa trong các tòa nhà công cộng trang 4

Trang 4

Mô hình hóa và mô phỏng hoạt động cứu hỏa trong các tòa nhà công cộng trang 5

Trang 5

Mô hình hóa và mô phỏng hoạt động cứu hỏa trong các tòa nhà công cộng trang 6

Trang 6

Mô hình hóa và mô phỏng hoạt động cứu hỏa trong các tòa nhà công cộng trang 7

Trang 7

Mô hình hóa và mô phỏng hoạt động cứu hỏa trong các tòa nhà công cộng trang 8

Trang 8

pdf 8 trang baonam 10760
Bạn đang xem tài liệu "Mô hình hóa và mô phỏng hoạt động cứu hỏa trong các tòa nhà công cộng", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Mô hình hóa và mô phỏng hoạt động cứu hỏa trong các tòa nhà công cộng

Mô hình hóa và mô phỏng hoạt động cứu hỏa trong các tòa nhà công cộng
Kỷ yếu Hội nghị Khoa học Quốc gia lần thứ IX “Nghiên cứu cơ bản và ứng dụng Công nghệ thông tin (FAIR'9)”; Cần Thơ, ngày 4-5/8/2016 
DOI: 10.15625/vap.2016.00039 
MÔ HÌNH HÓA VÀ MÔ PHỎNG HOẠT ĐỘNG CỨU HỎA 
TRONG CÁC TÕA NHÀ CÔNG CỘNG 
Nguyễn Mạnh Hùng 1,2,3, Hồ Tường Vinh2,3 
1
 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn Thông (PTIT), Hà Nội 
2 
Viện Quốc tế Pháp ngữ (IFI), Đại học Quốc gia Hà Nội 
3 
IRD, UMI 209 UMMISCO; 
nmh.nguyenmanhhung@gmail.com, ho.tuong.vinh@ifi.edu.vn 
TÓM TẮT— Hỏa hoạn, đặc biệt là hỏa hoạn trong các tòa nhà công cộng, đã gây nhiều thiệt hại to lớn về người và của, không 
những chỉ riêng ở Việt Nam mà còn trên phạm vi thế giới. Các chuyên gia phòng cháy chữa cháy đã đề xuất nhiều chiến lược, nhiều 
kỹ thuật, và nhiều phương án thoát hiểm phù hợp với từng tòa nhà, từng đám đông công cộng, từng hoàn cảnh thực tế tại hiện 
trường. Tuy nhiên, việc xây dựng các kịch bản thử nghiệm và đánh giá hiệu quả của các giải pháp, các chiến lược, các kỹ thuật này 
trên thực tế là rất khó thực hiện và tốn kém. Do đó, việc mô hình hóa và mô phỏng hoạt động cứu hộ cứu hỏa là một giải pháp hợp 
lí, khả thi và không tốn kém để thử nghiệm và đánh giá các đề xuất của các chuyên gia. Bài báo này trình bày một mô hình dựa trên 
hệ đa tác tử để mô hình hóa và mô phỏng các hoạt động cứu hộ khi xảy ra sự cố cháy trong các tòa nhà công cộng. Hệ thống được 
cài đặt và thử nghiệm trên nền tảng hỗ trợ mô hình hóa và mô phỏng dựa trên hệ đa tác tử GAMA. 
Từ khóa— Mô hình hóa hệ thống, mô phỏng hệ thống, cứu hộ cứu hỏa, hệ đa tác tử, GAMA. 
I. GIỚI THIỆU 
Hỏa hoạn, đặc biệt là hỏa hoạn trong các tòa nhà công cộng, đã gây nhiều thiệt hại to lớn về người và của, 
không những chỉ riêng ở Việt Nam mà còn trên phạm vi thế giới. Các chuyên gia cứu hộ cứu hỏa đã đề xuất nhiều 
chiến lược, nhiều kỹ thuật, và nhiều phương án thoát hiểm phù hợp với từng tòa nhà, từng đám đông công cộng, từng 
hoàn cảnh thực tế tại hiện trường. Tuy nhiên, việc xây dựng các kịch bản thử nghiệm và đánh giá hiệu quả của các giải 
pháp, các chiến lược, các kỹ thuật này trên thực tế là rất khó thực hiện và tốn kém. Do đó, việc mô hình hóa và mô 
phỏng hoạt động cứu hộ cứu hỏa là một giải pháp hợp lí, khả thi và không tốn kém để thử nghiệm và đánh giá các đề 
xuất của các chuyên gia. 
Trong thời gian gần đây, mô hình hóa và mô phỏng hoạt động cứu hộ cứu hỏa đang là một trong những chủ đề 
thu hút được nhiều quan tâm nghiên cứu trên thế giới. Nhiều trong số đó là các mô hình mô hình hóa và mô phỏng hệ 
thống cứu hộ cứu hỏa dựa trên hệ đa tác tử. Trong đó, mỗi tác tử có tính tự chủ, chủ động xử lí thông tin quan sát được 
và đưa ra hành động một cách hợp lí. Đồng thời tác tử có thể di chuyển đến các vị trí khác nhau để gặp gỡ, trao đổi 
thông tin với các tác tử khác trong hệ thống để dưa ra quyết định và hành động của mình. Những đặc trưng này của hệ 
đa tác tử phù hợp một cách tự nhiên với việc mô phỏng một hệ thống cứu hộ cứu hỏa: Mô hình các nhân viên cứu hỏa, 
người thoát hiểm như những tác tử thông minh và tự chủ, và các đối tượng khác như lửa, khói, vật cản, chuông báo 
cháy, biển chỉ dẫn hướng thoát hiểm... cũng có thể được mô hình hóa thành các tác tử đơn giản. Trong quá trình thoát 
hiểm, các đối tượng – tác tử được mô hình hóa thành người thoát hiểm này có thể tự quan sát và cảm nhận môi trường 
xung quanh như nhìn thấy lửa và khói, nghe thấy tiếng chuông báo cháy, quan sát các biển báo chỉ hướng thoát hiểm, 
quan sát hướng di chuyển của tác tử khác, chia sẻ thông tin về hướng thoát hiểm hay tình trạng hỏa hoạn tại chỗ mình 
đã đi qua cho các tác tử khác... Trong khi đó các tác tử được mô hình hóa thành nhân viên cứu hỏa có thể quan sát tình 
trạng đám cháy và khói để hướng dẫn người thoát hiểm, dùng các phương tiện dập lửa, và giúp đỡ những người khó 
khăn trong di chuyển để thoát hiểm... Những thông tin và hành động này có thể được mô hình hóa với công nghệ tác 
tử. Điều này lí giải tại sao hầu hết các mô hình mô phỏng các hệ thống thoát hiểm hỏa hoạn trên thế giới đều dựa trên 
hệ đa tác tử, chẳng hạn như mô hình đề xuất bởi Okaya and Takahashi [1]; Saelao and Patvichaichod [2]; 
Filippoupolitis [3]; Tang and Ren [4]; Averill and Song [5]; Yi and Shi [6]. 
Trong cùng hướng với các nghiên cứu gần đây về mô hình hóa và mô phỏng hoạt động cứu hộ cứu hỏa trong 
các tòa nhà công cộng (Nguyen et al. [7],[8],[9]), bài báo này đề xuất một mô hình mô phỏng cứu hỏa và thoát hiểm 
trong các tòa nhà công cộng dựa trên công nghệ hệ đa tác tử. Việc cài đặt hệ thống cũng được thực hiện trên nền tảng 
GAMA (Amouraux et al. [10]). Tuy nhiên, điểm khác biệt và đóng góp chính của bài báo này so với các công trình đã 
công bố trước đây là chúng tôi đã bổ sung mô hình của ba đối tượng chữa cháy: lính cứu hỏa, nước và bình cứu hỏa. 
Về chiến lược cứu hỏa, có bổ sung các kịch bản cứu hỏa khác nhau cho lính cứu hỏa. Và mô hình này có thể mở rộng 
áp dụng linh động cho các tòa nhà có cấu trúc và thiết kế bên trong khá ... bị tiêu diệt. 
 direction: hướng di chuyển của nước (hơi nước) trong không gian sau khi được phun ra. 
 propagationSpeed: tốc độ lan truyền của nước (hơi nước). 
b) Hành vi 
Tác tử nước có các hoạt động, hành vi như sau: 
 propagate: lan truyền theo hướng direction trong không gian tòa nhà. 
 died: chết sau khi khử agent lửa và khói. Tỉ lệ khử là 2:1. Cứ hai tác tử nước thì diệt được một tác tử lửa hoặc 
khói. 
Tác tử bình cứu hỏa 
a) Thuộc tính 
Tác tử bình cứu hỏa được mô hình hóa với các thuộc tính như sau: 
 waterQuantity: dung lượng chứa nước/bọt khí của bình chữa cháy. Khi bị sử dụng hết dung lượng này thì có 
thể nạp lại hoặc hết tác dụng. 
b) Hành vi 
Tác tử bình cứu hỏa có các hoạt động, hành vi như sau: 
 propagate: phun ra nước hoặc bọt khí để khử tác tử lửa và khói. 
 died: chết sau khi dùng hết dung lượng nước/bọt khí. 
Tác tử lính cứu hỏa 
a) Thuộc tính 
Vì được kế thừa từ tác tử Người thoát hiểm (evacuee) của mô hình SEBES nên tác tử này có các thuộc tính: 
 observableRange: tầm quan sát cá nhân. Là vùng không gian xung quanh vị trí hiện tại của tác tử mà nó có thể 
nhìn thấy, quan sát được các vật cản, lửa, khói, biển báo, hay người khác. 
 toxicLevel: mức độ nhiễm độc khói/lửa. Là mức độ tác tử đó bị nhiễm độc vì khói hoặc bị thương vì lửa, nhiệt 
độ cao. Mức này sẽ tăng dần nếu tác tử ở trong vùng khói lửa hay tiếp xúc với khói lửa lâu. Khi mức này lên 
đến cực đại (100%) thì tác tử tương ứng sẽ bị chết. 
 sensitiveLevel: mức độ nhạy cảm với tác động của khói/lửa. Là tham số chỉ khả năng phòng vệ của cơ thể 
trước tác hại của khói/lửa. Tham số này càng cao chứng tỏ cơ thể của tác tử tương ứng có sức khỏe tốt và chịu 
đựng tốt như những người trưởng thành và khỏe mạnh. Ngược lại, tham số này càng thấp chứng tỏ cơ thể 
không có sức chống chọi với khói lửa tốt, ví dụ như tác tử là người già, ốm đau, trẻ em, người tàn tật, phụ nữ 
mang thai. 
 speed: tốc độ di chuyển. Là tốc độ trung bình của tác tử tương ứng trong các hoạt động di chuyển. Bao gồm cả 
di chuyển để thoát hiểm và di chuyển để cứu hỏa, cứu hộ. 
Nguyễn Mạnh Hùng, Hồ Tường Vinh 319 
 goal: đích đến của việc chạy thoát hiểm. Là cửa thoát hiểm mà tác tử muốn chạy tới để thoát. 
 passedList: là danh sách các vị trí mà tác tử đã chạy qua, được ghi nhớ lại để tránh chạy lòng vòng. Tham số 
này được dùng trong chiến thuật thoát hiểm mù (của mô hình SEBES) khi khói dày đặc làm giảm tầm quan 
sát, nên người thoát hiểm phải lần theo các bờ tường để tìm cửa thoát hiểm. 
Ngoài các thuộc tính được kế thừa của người thoát hiểm (evacuee), tác tử lính cứu hỏa này còn có thêm các thuộc tính 
như sau: 
 objective: mục đích cho hành động hiện tại của lính cứu hỏa. Thuộc tính này có thể có các giá trị: thoát hiểm, 
cứu hỏa, dập lửa, định hướng thoát hiểm. 
b) Hành vi 
Các hành vi được kế thừa từ tác tử Người thoát hiểm (evacuee) của mô hình SEBES: 
 normalMoving: di chuyển bình thường. Là hoạt động di chuyển của tác tử tương ứng trong trạng thái bình 
thường, không có báo cháy. 
 evacuate: di chuyển thoát hiểm. Là hoạt động di chuyển của tác tử về hướng các của thoát hiểm khi có báo 
cháy xảy ra hoặc khi nhìn thấy khói/lửa trong tầm quan sát. 
 updateToxicLevel: cập nhật tình trạng nhiễm độc hay bị thương vì khói/lửa. Nếu tác tử tiếp tục hít thở khói, bị 
lửa cháy, hay ở gần vị trí lửa cháy nên có nhiệt độ cao thì mức độ này sẽ tăng lên tỉ lệ với nồng độ khói, cường 
độ lửa và độ cao của nhiệt. Tham số này sẽ bị giảm đi nếu tác tử đã thoát khỏi vùng nguy hiểm và di chuyển 
vào vùng an toàn. 
 updateSpeed: cập nhật lại tốc độ di chuyển của tác tử. Nếu bị nhiễm độc càng cao thì sức khỏe sẽ yếu đi nên 
tốc độ di chuyển sẽ chậm lại. 
 updateRange: cập nhật lại tầm quan sát. Nếu tác tử đang ở trong vùng khói lửa thì tầm quan sát sẽ bị giảm đi. 
Mức độ giảm tỉ lệ với nồng độ khói và cường độ lửa. 
Ngoài các hành vi được kế thừa của người thoát hiểm (evacuee), tác tử lính cứu hỏa này còn có thêm các hành vi như 
sau: 
 fireFighting: hoạt động cứu hỏa. Bao gồm các hoạt động: di chuyển đến khu vực có bình cứu hỏa để lấy dùng. 
Cầm bình cứu hỏa/vòi nước đến dập lửa. 
 evacuate guider: hoạt động cứu hộ. Hướng dẫn mọi người thoát hiểm theo hướng cửa thoát hiểm. Giúp đỡ nạn 
nhân di chuyển thoát hiểm. 
III. ÁP DỤNG 
Mục này sẽ trình bày việc áp dụng mô hình đã đề xuất vào mô hình hóa và mô phỏng hoạt động cứu hỏa và 
thoát hiểm hỏa hoạn của một tòa nhà trong thực tế. 
Nằm trong khuôn khổ đề tài nghiên cứu QG.15.31 của Đại học Quốc gia Hà Nội, chúng tôi chọn áp dụng với tòa 
nhà được tổ chức Préventex sử dụng trong trường hợp nghiên cứu của họ. 
Préventex là một tổ chức phi chính phủ chuyên nghiên cứu các vấn đề về sức khỏe và an toàn của con người 
trong môi trường. Tổ chức này đã được cơ quan bảo vệ sức khỏe và an toàn vùng Quebec công nhận và cấp phép hoạt 
động chính thức từ ngày 22 tháng 10 năm 1981. 
Tòa nhà được tổ chức này lựa chọn làm ví dụ nghiên cứu có so đồ thoat hiểm như Hình 2. Theo đó, sơ đồ bao 
gồm 3 khu vực: (Nguồn :  documents/info/en/evacuation.pdf): 
320 MÔ HÌNH HÓA VÀ MÔ PHỎNG HOẠT ĐỘNG CỨU HỎA TRONG CÁC TÕA NHÀ CÔNG CỘNG 
Lựa chọn tòa nhà để mô phỏng 
 Khu vực A: Khu vực này bao gồm phòng cà phê, phòng chờ, và cửa thoát hiểm. Khu vực này có đặt dự phòng 
tổng cộng năm bình chữa cháy. 
 Khu vực B: Khu vực này bao gồm phòng tiếp tân, phòng cà phê, cửa vào và cửa ra cầu thang bộ. Trong khu 
vực này có tổng cộng năm bình chữa cháy và ba cửa thoát hiểm. 
 Khu vực C: Khu vực này bao gồm các văn phòng, khu vệ sinh, và các phòng thí nghiệm. Khu vực này có tổng 
cộng sáu bình chữa cháy và ba cửa thoát hiểm. 
Lựa chọn công cụ mô phỏng 
Về nền tảng công cụ hỗ trợ mô phỏng, chúng tôi chọn nền tảng GAMA [7]. GAMA cung cấp môi trường phát 
triển các hệ thống mô phỏng dựa trên hệ đa agent. Nền tảng này hỗ trợ: (i) sử dụng các dữ liệu phức tạp như dữ liệu 
GIS để xây dựng môi trường hoạt động của các agent như thực tế; (ii) chạy các hệ thống mô phỏng với số lượng lớn 
các agent; (iii) xây dựng các thử nghiệm tự động và điều khiển được với các kịch bản khác nhau và các bộ tham số 
vào/ra của hệ thống khác nhau; và (iv) các giao diện người dùng thân thiện và sinh động để tương tác với người dùng 
trong quá trình mô phỏng. 
Cho đến nay, nền tảng GAMA đã và đang được sử dụng rộng rãi trong cộng đồng các chuyên gia mô phỏng các 
hệ thống phức tạp dựa trên nền hệ đa tác tử. 
Kết quả 
a) Sự lan rộng dần của lửa và khói dưới sự khống chế của nước và bọt chữa cháy 
Hình 2. Sơ đồ thoát hiểm cho tòa nhà được Préventex’s lấy làm mô hình áp dụng 
Nguyễn Mạnh Hùng, Hồ Tường Vinh 321 
Sự lan rộng dần của lửa và khói trong sự kiềm tỏa của nước và bọt chữa cháy được biểu diễn trong Hình 2. Theo 
đó, các tác tử lửa/khói được biểu diễn bằng các hình tròn màu xám. Các tác tử nước và bọt chữa cháy được biểu diễn 
bằng các hình tam giác màu xanh nước biển. Tỉ lệ tiêu diệt của nước và lửa/khói là 2:1. Nghĩa là cứ 2 tác tử nước thì 
tiêu diệt được một tác tử lửa hoặc khói trong phạm vi chữa cháy của nó. 
Kết quả phần quan sát của mô phỏng cho thấy đám cháy lan rộng dần bắt đầu từ vị trí phát cháy, thể hiện bằng 
việc tập trung số lượng lớn các tác tử lửa/khói và lan rộng dần ra xung quanh. Những vị trí chưa bị nước khống chế thì 
lửa/khói lan khá nhanh. Những vị trí mà bị nước khống chế thì số lượng tác tử lửa/khói bị giảm đi nhanh chóng. 
b) Thay đổi trong tốc độ lan rộng của lửa/khói theo thời gian 
Sự biến thiên theo thời gian về tốc độ lan rộng của khói/lửa và nước được mô tả trong Hình 3: Số lượng các tác 
tử lửa/khói được biểu diễn bằng đường màu xám. Số lượng các tác tử nước/bọt chữa cháy/hơi nước được biểu diễn 
bằng đường màu xanh nước biển. 
Kết quả mô phỏng này chỉ ra rằng đám cháy bắt đầu xuất hiện ở thời điểm (bước mô phỏng) 100 và sau đó đám 
cháy lan rộng dần: số lượng lửa và khói tăng dần lên. Khi đám cháy phát sinh lửa/khói đủ lớn thì hệ thống chuông báo 
cháy phát hiện ra đám cháy và kêu báo động. Khi đó, các nhân viên cứu hỏa di chuyển đến nơi để chữa cháy (bước mô 
phỏng 150) và bắt đầu phun nước/bọt chữa cháy vào đám cháy để khống chế. Từ thời điểm này có thể thấy lượng nước 
bơm ra tăng dần đều và số lượng lửa/khói bị khống chế nên không tăng lên đáng kể. Khi lượng nước bơm ra chữa cháy 
đủ lớn thì số lượng lửa giảm dần và bắt đầu thu hẹp vùng cháy đến tắt hẳn (bước mô phỏng 200). Xu hướng này tiếp 
tục được duy trì cho đến khi lửa được dập tắt hoàn toàn và khói tản hết ra khỏi tòa nhà. 
Hình 3. Hiển thị giao diện quá trình lan rộng của lửa và khói, và việc dập lửa/khói của nước/bọt chữa cháy 
322 MÔ HÌNH HÓA VÀ MÔ PHỎNG HOẠT ĐỘNG CỨU HỎA TRONG CÁC TÕA NHÀ CÔNG CỘNG 
c) Sự biến thiên theo thời gian về mục đích của người trong quá trình thoát hiểm 
Trong mô hình này, chúng tôi phân loại bốn mục đích của người trong quá trình thoát hiểm như sau: 
 Working: Trạng thái của những người đang làm việc của mình. Trong hình 5, số lượng người trong trạng thái 
này được biểu diễn bằng đường màu đen. 
 Circulation lane: Trạng thái của những người đang trên đường thoát hiểm, chưa ra đến cửa thoát hiểm. Trong 
hình 5, số lượng người trong trạng thái này được biểu diễn bằng đường màu vàng. 
 Emergency exit: Trạng thái của những người đã chạy đến khu vực cửa thoát hiểm. Trong hình 5, số lượng 
người trong trạng thái này được biểu diễn bằng đường màu nâu. 
 Meeting station: Trạng thái của những người đã thoát ra được ra khỏi tòa nhà và đến tập kết tại khu vực an 
toàn. Trong hình 5, số lượng người trong trạng thái này được biểu diễn bằng đường màu đỏ. 
Hình 4. Quá trình thay đổi số lượng lửa và khói trong quá trình lan rộng và bị dập tắt 
Hình 5. Quá trình thay đổi mục tiêu của người thoát hiểm trong quá trình thoát hiểm 
Nguyễn Mạnh Hùng, Hồ Tường Vinh 323 
Sự biến thiên, theo thời gian, về số lượng của những người trong bốn trạng thái này được biểu diễn trong Hình 
5. Trong khoảng thời gian đầu (bước mô phỏng 0-200), hầu hết mọi người đang ở trạng thái làm công việc của mình do 
chưa có tín hiệu báo hỏa hoạn xảy ra. Khi hỏa hoạn xảy ra và chuông báo cháy kêu lên, mọi người bắt đầu thoát hiểm 
và tìm ra các đường thoát hiểm theo chỉ dẫn. Khi đó, số lượng người ở trạng thái đang ở trên các đường thoát hiểm 
tăng dần. Đồng thời, số lượng người thoát đến khu vực cửa thoát hiểm và vùng tập trung an toàn bên ngoài tòa nhà 
cũng bắt đầu tăng lên. càng về sau, số người trong khu vực cần thoát hiểm đã thoát hết ra ngoài thì số lượng người trên 
các đường thoát hiểm, các khu vực cửa thoát hiểm giảm xuống gần bằng 0 và số lượng người tập kết ở khu vực an toàn 
ngoài tòa nhà tăng cực đại. 
IV. KẾT LUẬN 
Bài báo này đã trình bày một mô hình dựa trên hệ đa tác tử để mô hình hóa và mô phỏng hệ thống cứu hỏa và thoát 
hiểm khi có hỏa hoạn xảy ra trong các toàn nhà công cộng. Mô hình SEBES+ được đề xuất trong bài báo này là một mức mở 
rộng từ mô hình SEBES của nhóm tác giả. Trong đó có bổ sung việc mô hình hóa và mô phỏng các đối tượng: nước dập khói 
lửa, bình cứu hỏa, lính cứu hỏa để dập khói lửa và hướng dẫn người dân thoát hiểm theo hướng tối ưu. 
Mô hình này đã được cài đặt và mô phỏng dựa trên công cụ mô phỏng dựa vào hệ đa tác tử là GAMA. 
Việc kiểm nghiệm kết quả thu được và đối sánh với thực tế các kỹ thuật thoát hiểm do các chuyên gia thoát 
hiểm hỏa hoạn tư vấn sẽ là một số hướng nghiên cứu tiếp theo trong tương lai gần của nhóm tác giả. 
V. LỜI CẢM ƠN 
Bài báo này được hoàn thành với sự tài trợ của dự án nghiên cứu về mô hình hóa và mô phỏng hoạt động cứu 
hỏa trong các tòa nhà công cộng, mã số QG.15.31, Đại học Quốc gia Hà Nội. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1] 0J. Y. jen Hsu, G. Governatori, A. K. Ghose (Eds.), Proceedings of Agents in Principle, Agents in Practice – 14th International 
Conference, PRIMA 2011, Wollongong, Australia, November 16–18, 2011, Lecture Notes in Computer Science, vol. 7047, 
Springer, 2011, pp. 496–507. 
[2] T. Saelao, S. Patvichaichod, The computational fluid dynamic simulation of fire evacuation from the student dormitory, 
American Journal of Applied Sciences 9 (3) (2012) 429–435. 
[3] A. Filippoupolitis, An adaptive system for movement decision support in building evacuation, in: Proceedings of the 25th Int. 
Symposium on Computer and Information Sciences, London, UK, 2010, pp. 389–392. 
[4] F. Tang, A. Ren, Agent-based evacuation model incorporating fire scene and building geometry, Tsinghua Science Technology 
13 (5) (2008) 708–714. 
[5] J. D. Averill, W. Song, Accounting for Emergency Response in Building Evacuation: Modeling Differential Egress Capacity 
Solutions, 2007. 
[6] S. Yi, J. Shi, An agent-based simulation model for occupant evacuation under fire conditions, in: Proceedings of the 2009 WRI 
Global Congress on Intelligent Systems, GCIS ’09, vol. 01, IEEE Computer Society, Washington, DC, USA, 2009, pp. 27–31. 
[7] Manh Hung Nguyen, Tuong Vinh Ho and Jean Daniel Zucker. Integration of Smoke Effect and Blind Evacuation Strategy 
(SEBES) within Fire Evacuation Simulation. Simulation Modelling Practice and Theory. Volume 36, August 2013, p.44-59, 
ISSN 1569-190X. 
[8] Manh Hung Nguyen, Tuong Vinh Ho and Jean Daniel Zucker. A Simulation Model for Optimise the Fire Evacuation 
Configuration in the Metro supermarket of Hanoi. Proceedings of the Ninth International Conference on Simulated Evolution 
And Learning (SEAL2012), Hanoi, Vietnam, 16-19 December 2012. L.T. Bui et al. (Eds.): SEAL 2012, LNCS 7673, pp. 470–
479, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2012. 
[9] Manh Hung Nguyen, Tuong Vinh Ho, Thi Ngoc Anh Nguyen and Jean Daniel Zucker. Which Behavior is best in a Fire 
Evacuation: Simulation with the Metro supermarket of Hanoi. Proceedings of The 9th IEEE - RIVF International Conference 
on Computing and Communication Technology. Ho Chi Minh city, Viet Nam, p.183 -- 188, February 27 - March 1, 2012. 
[10] E. Amouroux, C. Quang, A. Boucher, A. Drogoul, GAMA: an environment for implementing and running spatially explicit 
multi-agent simulations, in: 10th Pacific Rim International Workshop on Multi-Agents (PRIMA), Thailand, 2007. 
MODELING AND SIMULATION OF FIRE EVACUATION 
IN PUBLIC BUILDINGS 
Nguyen Manh Hung, Ho Tuong Vinh 
ABSTRACT— The negative consequence of fire, especially fire in public buildings, brings too much of lost in both human and money. The f ire 
evacuation specialists proposed many evacuate techniques, methods and policies adapting to the given building, groups of people, or situations. 
However, conducting experiments to test these proposed solutions, in the reality, is nearly impossible. Therefore, simulation of fire and fire 
evacuation to evaluate these proposals is a reasonable solution. This paper proposes an agent-based model for modeling and simulation of fire 
evacuation in public buildings. The model is implemented and tested using the GAMA agent-based simulation platform. 
Keywords— Modeling, simulation, fire evacuation, multiagent system, GAMA. 

File đính kèm:

  • pdfmo_hinh_hoa_va_mo_phong_hoat_dong_cuu_hoa_trong_cac_toa_nha.pdf