Модель пошуку оптимального евакуаційного маршруту на базі нечіткого алгоритму мурашиної колонії

Анотація

Побудова евакуаційних маршрутів з міських районів стала актуальною задачею в сучасному світі, оскільки постійно зростає кількість надзвичайних ситуацій. Стандартні алгоритми планування маршрутів не відповідають вимогам швидкої та ефективної евакуації, оскільки в повній мірі не враховують параметри середовища та мають високу обчислювальну складність, а помилкові результати можуть мати критичні наслідки, включаючи втрату життя. У роботі запропоновано модель пошуку оптимального маршруту евакуації в надзвичайних ситуаціях на міських ділянках на базі модифікованого алгоритму мурашиної колонії: мурахі (особи або транспортного засобу) дозволяється розпочати рух не з однієї, а з декількох можливих вершин графу, а також закінчити маршрут в декількох доступних вершинах. Це враховує той факт, що зазвичай існує декілька місць початку евакуації та пунктів призначення. Матриця переходів будується з урахуванням додаткових параметрів, невизначеність яких враховується за допомогою методів обчислень зі словами і теорії нечітких множин і систем другого типу. Для моделювання в роботі було враховано такі додаткові параметри, як якість дорожнього покриття, кількість смуг дороги, рівень заторів, відстань до епіцентру надзвичайної події. Запропонована модель була реалізована та застосована на одному з мікрорайонів міста Києва.

Ключові слова: маршрут, евакуація, надзвичайна ситуація, нечітка множина другого типу, обчислення зі словами, мурашиний алгоритм