Giới thiệu phần mềm Pathfinder để mô phỏng thoát nạn trong các công trình xây dựng

Trong công tác đảm bảo an toàn về PCCC&CNCH cho các công trình, tòa nhà thì phòng ngừa luôn được đặt lên hàng đầu. Theo đó, một nội dung quan trọng là công trình phải có khả năng giúp cho người bên trong thoát nạn một cách an toàn trong thời gian sớm nhất khi có sự cố xảy ra.

Để đảm bảo yêu cầu trên thì các công trình xây dựng cần áp dụng các quy chuẩn, tiêu chuẩn về lối thoát nạn với nhà và các công trình. Tuy nhiên trong một số công trình có công năng đa dạng, cấu trúc phức tạp thì các quy định trong quy chuẩn, tiêu chuẩn chưa đủ để đảm bảo chắc chắn công năng thoát nạn của công trình. Một trong những giải pháp để đánh giá công năng thoát nạn của các công trình là sử dụng các phần mềm mô phỏng thoát nạn. Một trong số đó là phần mềm Pathfinder.

Đây là phần mềm mô phỏng các tình huống thoát nạn trong công trình của hãng Thunderhead Engineering phát hành. Phần mềm cho phép mô phỏng các hành vi di chuyển của người bị nạn trong tòa nhà, công trình với giao diện trực quan sinh động và cho phép tùy chỉnh nhiều tham số của mô hình mô phỏng.

Pathfinder có thể mô phỏng quá trình thoát nạn của người bị nạn theo 2 chế độ: Chế độ khi có xảy ra sự cố cháy nổ ( kết hợp với phần mềm mô phỏng cháy FSD) và chế độ hành vi thông thường (coi người bị nạn như một tắc tử di chuyển độc lập và tính toán tìm đường đi ngắn nhất cho từng người bị nạn)

Một số tính năng cụ thể của Pathfinder như sau:

a) Thiết lập mô hình 2D, 3D của công trình

Phần mềm cho phép sử dụng các tệp tin thiết kế 2D, 3D của phần mềm Autocad để dựng thành các mô hình 2D, 3D của công trình. Từ đó trích xuất thành các đối tượng liên qua đến công năng thoát nạn của công trình như: Phòng, đường thoát nạn, lối ra thoát nạn, cửa thoát nạn, thang bộ, thang máy, dốc di chuyển.... Đồng thời thông số của các đối tượng này cũng được phần mềm tự đọc, tính toán và sử dụng làm thông số cho việc mô phỏng.

Hình 1. Hình ảnh thiết lập mô hình 3D trong phần mềm

b) Thiết lập mục tiêu và thông số chuyển động của người bị nạn.

Mục tiêu của bị người bị nạn chính là việc người bị nạn quyết định tìm kiếm, định làm gì khi xảy ra sự cố. Căn cứ trên mục tiêu của người, nhóm người bị nạn phần mềm sẽ tính toán, xây dựng nên kế hoạch, hành vi của người bị nạn. Phần mềm cho phép thiết lập một số loại mục tiêu của người bị nạn khi xảy ra sự cố, như sau:

- Hỗ trợ người bị bạn: Khi xảy ra sự cố người bị nạn trở thành thành viên hỗ trợ những người bị nạn khác thoát ra khỏi phòng

- Di chuyển tới phòng khác: Khi xảy ra sự cố người bị nạn tìm cách di chuyển sang phòng khác

- Di chuyển tới thang máy: Khi xảy ra sự cố người bị nạn tìm cách di chuyển đến thang máy, với điều kiện thang máy đó có chỉ định được sử dụng trong trường hợp sự cố xảy ra.

- Di chuyển tới lối ra: Khi xảy ra sự cố người bị nạn tìm cách di chuyển tới lối ra thoát nạn.

- Chờ hỗ trợ: Khi xảy ra sự cố người bị nạn ở lại trong phòng và chờ hỗ trợ.

- Và một số chế độ khác như độ trễ thoát nạn, di chuyển đến điểm xác định trước...

c) Xác định hành vi di chuyển

Căn cứ trên mục tiêu di chuyển của người bị nạn, phần mềm sẽ tính toán và đưa ra hành vi di chuyển của người bị nạn. Tuy theo chế độ xảy ra sự cố hay hành vi thông thường mà hành vi di chuyển của người bị nạn được thiết lập. Kết hợp với các thông số về hình thể, tốc độ di chuyển, vị trí của người bị nạn, phần mềm sẽ tính toán và đưa ra đường thoát nạn phù hợp cho từng nạn nhân được mô phỏng. Cũng trong đây các xung đột trong quá trình di chuyển cũng được phần mềm tính toán và đưa ra phương án giải quyết các xung đột trên dựa vào thứ tự ưu tiên và lựa chọn ngẫu nhiên người bị nạn khi có cùng thứ tự ưu tiên tại khu vực có xung đột.

Hình 2. Giao diện thiết lập các thông số hình thể, tốc độ, mục tiêu di chuyển của người bị nạn.

d) Hiển thị hình ảnh mô phỏng

Sau khi tính toán xong các thông sô thoát nạn của người bị nạn, phần mềm sẽ cho phép hiển thị các hình ảnh mô phỏng dưới dạng đồ hoạt 3D. Cũng trên đó phần mềm cho phép người dùng tạo ra các cảm biến đo lưu lượng người tại các vị trí khác nhau. Đồng thời phần mềm cũng cho phép xuất kết quả mô phỏng thành các video để tiện theo dõi.

Các bước xây dựng mô hình mô phỏng trong Pathfinder bao gồm:

Bước 1: Xây dựng mô hình 3D của công trình

Bước 2: Xác định cac gian phòng, đường, lối, cửa thoát nạn

Bước 3: Ước tính các nạn nhân trong tòa nhà, công trình và vị trí của các nạn nhân đó.

Bước 4: Thiết lập các thông số về người bị nạn như: chiều cao, tốc độ di chuyển, mục tiêu di chuyển.....

Bước 5: Chạy mô phỏng.

Sau khi thực hiện chạy mô phỏng, phần mềm sẽ tính toán và đưa ra kết quả là tình huống thoát nạn, lưu lượng người thoát ta tại các lối thoát nạn và cả hình ảnh mô phỏng như ví dụ trong Hình 3.

Qua mô hình thử nghiệm và các nghiên cứu khác nhận thấy phần mềm đáp ứng đủ nhu cầu đánh giá khả năng thoát nạn của các công trình thông qua mô phỏng. Phần mềm cũng cung cấp đầy đủ công cụ để thiết lập các thông số khác nhau của mô hình công trình, giả lập người bị nạn... Từ đó đưa ra các tính toán, mô phỏng phù hợp với yêu cầu đặt ra. Tuy nhiên để áp dụng được phần mềm một cách rộng rãi, nhất là đối với điều kiện ở Việt Nam thì cần có các nghiên cứu cụ thể để đưa ra được các thông số về thể hình, về tốc độ di chuyển, về phản ứng của người Việt Nam khi xảy ra sự cố. Để từ đó đưa các thông số, hành vi đó vào phần mềm sẽ cho kết quả chính xác hơn./

Nguồn: Cục Cảnh sát PCCC