İnsanların antropometrik özellikleri ile mimari binalarda kaçış senaryosu optimizasyonu
Evacuation scenario optimization in architectural buildings with human anthropometric characteristics
Yazar: ONUR MAHMUT PİŞİRİR
Danışman: PROF. DR. OKAN BİNGÖL ; DOÇ. DR. İLKER ERKAN
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control

Özet:
Acil durumlarda panik halinde hareket etme eğilimi, insanların hayatlarını ve güvenliklerini tehlikeye atan ciddi bir durumdur. Kalabalık etkinlikler, topluluklar ve mekanlarda yaşanan tahliye senaryoları, kontrolsüz bir şekilde gerçekleşebilir ve felakete neden olabilir. Bu nedenle, acil durum tahliyeleri için önceden planlama ve tedbirler almak, yaralanmaları ve kayıpları azaltmada kritik öneme sahiptir. Ancak, gerçek hayatta her acil durum senaryosunun pratik bir şekilde test edilmesi mümkün olmayabilir. Bu nedenle, modellemeler ve simülasyonlar, acil durumların etkilerini anlamak ve uygun önlemleri almak için yaygın olarak kullanılmaktadır. Antropometrik veriler, insan vücut ölçülerini sayısal olarak ifade eden verilerdir. Bu veriler, tasarlanacak sistemlerde, mekanlarda, donanımlarda ve araç-gereçlerde insanların ihtiyaçlarına uygun tasarımların yapılmasına yardımcı olur. Her toplumun antropometrik verileri farklılık gösterebilir, bu nedenle insanların ihtiyaçlarına ve fiziksel özelliklerine uygun tasarımların yapılabilmesi için bu verilerin bilinmesi önemlidir. Mimari tasarımda antropometrik verilerin kullanılması, acil durumlar ve yangın tahliyeleri gibi kritik durumlar için güvenli tahliye rotalarının belirlenmesine ve acil durumlar karşısında insanların hızlı ve etkili şekilde hareket edebilmesine katkı sağlar. Acil durum tahliye sistemleri, alışveriş merkezlerinde, stadyumlarda, havaalanlarında ve diğer kalabalık alanlarda hayati öneme sahiptir. Sosyal Kuvvet Modeli, kalabalıkların davranışlarını ve hareketlerini anlamak için kullanılan bir modeldir. Bu model, insanların sosyal etkileşimleri ve fiziksel çevreleri arasındaki etkileşimleri göz önünde bulundurarak, kalabalıkların hareketini ve davranışını matematiksel olarak modeller. Acil durum tahliyesinde Sosyal Kuvvet Modeli, insanların belirli bir mekândan hızlı ve güvenli bir şekilde çıkış yapma davranışlarını anlamak ve tahliye rotalarını belirlemek için kullanılır. Bu model, kalabalık içindeki her bireyin birbirleriyle etkileşimini ve çevresel faktörleri dikkate alır.

Bu tez çalışmasında mimari yapılarda acil durum tahliye senaryolarını iyileştirmek için bir sistem geliştirilmiştir. Sistem için insanların antropometrik verileri alınmış ve sosyal kuvvet modeline eklenmiştir. Sosyal kuvvet modeli ile acil durumlarda en fazla kullanılabilecek rota belirlenmiş ve mekân tasarımı ile ilgili fikir vermesi amaçlanmıştır. Sistem mekânda bulunan insan sayısı ve fiziksel özellikleri dikkate alınarak, tahliye sürecinin analizine olanak sağlamaktadır. Antropometrik verilere göre tahliye rotası için kümeleme yöntemi kullanılmış, böylece insanların uygun çıkışları seçmesine yardımcı olabilecek sistem tasarlanmıştır. Dört farklı senaryo içinde denemeler yapılarak tahliye süreleri karşılaştırılmış ve tahliye için en uygun durumlar tespit edilmiştir.

Abstract:
The tendency to act in a panic during emergencies is a serious condition that endangers people's lives and safety. Evacuation scenarios in crowded events, communities and venues can happen uncontrollably and lead to disaster. Therefore, planning ahead and taking precautions for emergency evacuations is critical to reduce injuries and casualties. However, it may not be possible to practically test every emergency scenario in real life. Therefore, modeling and simulations are widely used to understand the effects of emergencies and take appropriate measures. Anthropometric data are numerical expressions of human body measurements. These data help to design systems, spaces, equipment and tools to meet the needs of people. The anthropometric data of each society may differ, so it is important to know these data in order to make designs suitable for the needs and physical characteristics of people. The use of anthropometric data in architectural design contributes to the determination of safe evacuation routes for critical situations such as emergencies and fire evacuations, and to the rapid and effective movement of people in the face of emergencies. Emergency evacuation systems are vital in shopping malls, stadiums, airports and other crowded areas. The Social Force Model is a model used to understand the behavior and movement of crowds. This model mathematically models the movement and behavior of crowds, taking into account the interactions between people's social interactions and their physical environment. In emergency evacuation, the Social Force Model is used to understand the behavior of people to exit a given space quickly and safely and to determine evacuation routes. This model takes into account the interaction of each individual in the crowd and environmental factors.

In this thesis, a system is developed to improve emergency evacuation scenarios in architectural buildings. For the system, anthropometric data of people were taken and added to the social force model. With the social force model, the route that can be used most in emergencies is determined and it is aimed to give an idea about space design. The system allows the evacuation process to be analyzed by taking into account the number of people in the space and their physical characteristics. According to anthropometric data, the clustering method was used for the evacuation route, so the system was designed to help people choose the appropriate exits. Evacuation times were compared in four different scenarios and the most suitable situations for evacuation were determined.