Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Simulator berechnet Evakuierung bei Großveranstaltungen

28.02.2012
Programm zeigt Verhalten Tausender Besucher / Planung verschiedener Szenarien möglich

Wie sich die Besucherströme bei Massenveranstaltungen verhalten, ist trotz aller Erfahrungswerte nur schwer vorhersehbar. Um mögliche Katastrophen zu verhindern, müssen Polizei, Rettungsdienste und Veranstalter jedoch gefährliche Engpässe, versteckte Hindernisse und überraschende Laufwege im Voraus erkennen.

Eine Forschergruppe mit Ingenieuren und Informatikern der Technischen Universität München (TUM) hat nun einen Simulator entwickelt, mit dem verschiedene Szenarien an konkreten Veranstaltungsorten berechnet werden können. Das Programm zeigt das Verhalten von Zehntausenden Personen und kann so die Notfallplanung wesentlich erleichtern.

Samstag, 17.20 Uhr, auf dem Betzenberg in Kaiserslautern: 40.000 Fußballfans rivalisierender Vereine strömen nach dem Abpfiff des Fußballbundesligaspiels aus dem Fritz-Walter-Stadion zu Parkplätzen und Bahnhöfen – schon ohne besondere Zwischenfälle eine schwierige Situation für Polizei und Ordnungsdienste. In Not- und Katastrophenfällen aber kann die Steuerung der Besucher über Menschenleben entscheiden. Die Planer von Großveranstaltungen müssen deshalb möglichst genau vorausberechnen: Wohin bewegen sich die Menschen? Was geschieht, wenn einzelne Wege blockiert sind? Wie kann das Gelände möglichst schnell evakuiert werden?

Antworten auf diese Fragen sind auch bei regelmäßig stattfindenden Veranstaltungen schwierig zu geben. „Schon vermeintlich kleine Hindernisse können die Besucherströme entscheidend beeinflussen“, sagt Angelika Kneidl vom Fachgebiet Computergestützte Modellierung und Simulation der TUM. Der von den Wissenschaftlern entwickelte Simulator soll deshalb künftig helfen, solche Unwägbarkeiten im Voraus zu erkennen. „Mit dem Programm können wir beliebig viele ,Was wäre wenn?’-Szenarien durchspielen“, sagt Kneidl.

Entwickelt haben die Forscher mehrerer Hochschulen und Unternehmen den Simulator in Zusammenarbeit mit den Behörden und Sicherheitskräften in Kaiserslautern. Neben der Topographie des Areals rund um das Fritz-Walter-Stadion und Daten über die Fans konnten die Wissenschaftler auf bekannte Forschungsergebnisse über das Bewegungsverhalten in größeren Gruppen zurückgreifen. „Man weiß zum Beispiel, dass sich Fußgänger an Engpässen in unterschiedlichen Formationen stauen, je nachdem wie breit der Durchgang und der Weg sind“, erklärt Kneidl. „Oder dass Menschen dazu neigen, in Bahnen anderen Menschen hinterherzulaufen.“ Um besser zu verstehen, wie Fußgänger Ziele in einer Stadt erreichen, die sie nur ungefähr kennen, schickten die Wissenschaftler 150 Erstsemester vom TUM-Hauptgebäude zum Hofbräuhaus. „Die Bandbreite der protokollierten Routen war groß“, sagt Kneidl. „Aber es gibt Muster, die wir nutzen konnten: Zum Beispiel bevorzugten die meisten lange Geraden und orientierten sich an prominenten Plätzen.“

Die Programmierung der Simulation beruht auf einem Kräftemodell, bei dem die jeweiligen Ziele sowie Hindernisse und andere Personen Kräfte auf jeden einzelnen Fußgänger ausüben. „Eine der Herausforderungen war es, diese Kräfte so zu modellieren, dass das Programm auf alle möglichen Szenarien und die unterschiedlichen Verhaltensweisen anwendbar ist“, sagt Fachgebietsleiter Prof. André Borrmann. Schließlich bewegen sich nicht alle Besucher gleich: Manche kennen die Wege bereits, andere müssen sich erst vor Ort orientieren. Die Forscher lösten das Problem, indem sie aus der Geometrie des Areals einen zusätzlichen Graphen für die Navigation der Fußgänger erzeugten. In dem Graphen wird mit verschiedenen Routing-Algorithmen, welche die unterschiedlichen Bewegungsmuster darstellen, nach Pfaden entlang möglicher Zwischenziele gesucht.

Das Programm ist so gestaltet, dass es Anwender als Trainingssimulator selbst bedienen können. Die sogenannte mikroskopische Simulation bildet jeden einzelnen der Zehntausenden Besucher ab, sodass Sicherheits- und Rettungskräfte detailliert nachvollziehen können, welche Auswirkungen einzelne Entscheidungen im Ernstfall hätten. Die unterschiedliche Dichte der Menge wird zudem farbig dargestellt. Das Programm ist auch deshalb besonders anwenderfreundlich, weil es die Simulation in Echtzeit zeigt, während üblicherweise für mikroskopische Simulationen eine lange Rechenzeit benötigt wird.

Künftig könnte ein solcher Simulator für jede Großveranstaltung programmiert werden, bei der wie in Kaiserslautern zum einen die Topographie des Areals sowie die ungefähre Größe und Zusammensetzung der Personenmenge bekannt sind und zum anderen die Besucher feste Ziele haben. Für Orte, an denen Besucher wie etwa in Freizeitparks ohne Ziel flanieren, ist das Modell dagegen nicht anwendbar. Auch Paniksituationen, in denen Menschen nicht mehr rational handeln, können nicht simuliert werden. „Aber unser Ziel ist ja“, sagt Kneidl, „durch vorausschauende Planung Panik gar nicht erst aufkommen zu lassen.“

Die Partner des Projekts „REPKA (Regionale Evakuierung: Planung, Kontrolle und Anpassung)“ wollen den Simulator nun zur Marktreife entwickeln. Beteiligt sind neben der TUM die Technische Universität Kaiserslautern, Siemens, das Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen, IT2media und die Hochschule München. Gefördert wird REPKA vom Bundesministerium für Bildung und Forschung.

Bilder zum Download:
http://mediatum.ub.tum.de/?id=1097675
Ansprechpartnerin:
Angelika Kneidl
Technische Universität München
Fachgebiet Computergestützte Modellierung und Simulation
Telefon: 089 289 23062
E-Mail: kneidl@bv.tum.de
Mehr Informationen:
http://www.repka-evakuierung.de/

Angelika Kneidl | Technische Universität München
Weitere Informationen:
http://www.tum.de
http://www.repka-evakuierung.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Interdisziplinäre Forschung:

nachricht Speiseröhrenkrebs einfacher erkennen
06.03.2017 | Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt

nachricht Neues Labor für die Aufbautechnik von ultradünnen Mikrosystemen
21.02.2017 | Hahn-Schickard

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Interdisziplinäre Forschung >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Quantenkommunikation: Wie man das Rauschen überlistet

Wie kann man Quanteninformation zuverlässig übertragen, wenn man in der Verbindungsleitung mit störendem Rauschen zu kämpfen hat? Uni Innsbruck und TU Wien präsentieren neue Lösungen.

Wir kommunizieren heute mit Hilfe von Funksignalen, wir schicken elektrische Impulse durch lange Leitungen – doch das könnte sich bald ändern. Derzeit wird...

Im Focus: Entwicklung miniaturisierter Lichtmikroskope - „ChipScope“ will ins Innere lebender Zellen blicken

Das Institut für Halbleitertechnik und das Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, beide Mitglieder des Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), der Technischen Universität Braunschweig, sind Partner des kürzlich gestarteten EU-Forschungsprojektes ChipScope. Ziel ist es, ein neues, extrem kleines Lichtmikroskop zu entwickeln. Damit soll das Innere lebender Zellen in Echtzeit beobachtet werden können. Sieben Institute in fünf europäischen Ländern beteiligen sich über die nächsten vier Jahre an diesem technologisch anspruchsvollen Projekt.

Die zukünftigen Einsatzmöglichkeiten des neu zu entwickelnden und nur wenige Millimeter großen Mikroskops sind äußerst vielfältig. Die Projektpartner haben...

Im Focus: A Challenging European Research Project to Develop New Tiny Microscopes

The Institute of Semiconductor Technology and the Institute of Physical and Theoretical Chemistry, both members of the Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), at Technische Universität Braunschweig are partners in a new European research project entitled ChipScope, which aims to develop a completely new and extremely small optical microscope capable of observing the interior of living cells in real time. A consortium of 7 partners from 5 countries will tackle this issue with very ambitious objectives during a four-year research program.

To demonstrate the usefulness of this new scientific tool, at the end of the project the developed chip-sized microscope will be used to observe in real-time...

Im Focus: Das anwachsende Ende der Ordnung

Physiker aus Konstanz weisen sogenannte Mermin-Wagner-Fluktuationen experimentell nach

Ein Kristall besteht aus perfekt angeordneten Teilchen, aus einer lückenlos symmetrischen Atomstruktur – dies besagt die klassische Definition aus der Physik....

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Industriearbeitskreis »Prozesskontrolle in der Lasermaterialbearbeitung ICPC« lädt nach Aachen ein

28.03.2017 | Veranstaltungen

Neue Methoden für zuverlässige Mikroelektronik: Internationale Experten treffen sich in Halle

28.03.2017 | Veranstaltungen

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Organisch-anorganische Heterostrukturen mit programmierbaren elektronischen Eigenschaften

29.03.2017 | Energie und Elektrotechnik

Klein bestimmt über groß?

29.03.2017 | Physik Astronomie

OLED-Produktionsanlage aus einer Hand

29.03.2017 | Messenachrichten