Ημερολόγιο Παρουσιάσεων

ΑΝΑΚΟΙΝΩΣΗ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗΣ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ

Όνοματεπώνυμο Φοιτητή: Μπάου Ευσταθία
Α.Μ.: 2016050004
Ημερομηνία Παρουσίασης: 06/10/26
Ώρα: 12:00

Αίθουσα: https://tuc-gr.zoom.us/j/94357590166?pwd=IbvEVIy1mj0LMTyFurXHcZXtJHfqrc.1

Θέμα ΔE «Βελτιστοποίηση Πολλαπλών Στόχων για την Ασφάλεια της Πυροσβεστικής Απόκρισης σε Σταθμό Μετρό μέσω HTCPN Προσομοίωσης»
Title «Multi-Objective Optimization for Fire Emergency Response Safety in Metro Stations through HTCPN Simulation»

Επιβλέπων: Διαγγελάκης Νικόλαος
Τριμελής Εξεταστική Επιτροπή:
1. Διαγγελάκης Νικόλαος
2. Βουλγαράκης Απόστολος
3. Κουτρούλης Αριστείδης

Περίληψη:
Η αποτελεσματική διαχείριση περιστατικών πυρκαγιάς σε υπόγειους σταθμούς μετρό αποτελεί σύνθετο πρόβλημα, καθώς απαιτεί τον συντονισμό διαφορετικών ενεργειών έκτακτης ανάγκης υπό χρονικούς και επιχειρησιακούς περιορισμούς. Η παρούσα διπλωματική εργασία διερευνά την απόκριση σε περιστατικά πυρκαγιάς σε υπόγειο σταθμό μετρό με τη χρήση Ιεραρχικών Χρονισμένων Έγχρωμων Δικτύων Petri (Hierarchical Timed Coloured Petri Nets – HTCPN). Ως μεθοδολογική βάση χρησιμοποιείται το μοντέλο των Liu et al. [2022], το οποίο προσαρμόστηκε και υλοποιήθηκε στο περιβάλλον CPN IDE, με σκοπό τη μελέτη της επίδρασης των συνθηκών πυρκαγιάς, του επιβατικού φορτίου και της στελέχωσης των ομάδων κατάσβεσης και διάσωσης στην απόκριση του συστήματος.
Για τη συστηματική διερεύνηση της συμπεριφοράς του μοντέλου εφαρμόστηκε πλήρης παραγοντικός πειραματικός σχεδιασμός τεσσάρων παραγόντων και τριών επιπέδων, από τον οποίο προέκυψαν 81 βασικά σενάρια. Η ανάλυση συμπληρώθηκε με οκτώ πρόσθετα σενάρια και δύο πλέγματα 30 κοινών συνδυασμών παραμέτρων, ώστε να διερευνηθεί αναλυτικότερα η επίδραση της αυξημένης στελέχωσης. Για κάθε σενάριο αξιολογήθηκαν δύο αντικειμενικές συναρτήσεις: η συνολική απαίτηση σε ανθρώπινους πόρους (F₁) και ο συνολικός χρόνος ολοκλήρωσης της απόκρισης (F₂). Παράλληλα, εφαρμόστηκε ανάλυση Pareto για τον εντοπισμό των μη κυριαρχούμενων συνδυασμών μεταξύ των δύο στόχων.
Στα 81 βασικά σενάρια, η συνολική στελέχωση F₁ κυμάνθηκε από 16 έως 32 πυροσβέστες, ενώ ο χρόνος ολοκλήρωσης F₂ από 49 έως 119 χρονικές μονάδες. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η αύξηση της έντασης της πυρκαγιάς συνδέεται με σημαντική αύξηση του χρόνου απόκρισης. Παράλληλα, διαπιστώθηκε ότι δεν είναι καθοριστικός μόνο ο συνολικός αριθμός των διαθέσιμων πυροσβεστών, αλλά και ο τρόπος κατανομής τους μεταξύ των επιμέρους λειτουργιών κατάσβεσης και διάσωσης. Στα επίπεδα παραμέτρων που εξετάστηκαν, οι μεταβολές στη στελέχωση των ομάδων διάσωσης συνδέθηκαν με μεγαλύτερες μεταβολές του F₂ από τις αντίστοιχες μεταβολές στη στελέχωση των ομάδων κατάσβεσης. Επιπλέον, η επίδραση της αύξησης της συνολικής στελέχωσης διαφοροποιήθηκε ανάλογα με την ένταση της πυρκαγιάς: στη σύγκριση διαμορφώσεων F₁=20 και F₁=40 δεν παρατηρήθηκε μείωση του F₂ στη χαμηλή ένταση, ενώ η μείωση ανήλθε σε 12 χρονικές μονάδες στη μεσαία και σε 22 στην υψηλή ένταση. Στα δύο πρόσθετα πλέγματα των 30 κοινών συνδυασμών παραμέτρων, η μέση μείωση του F₂ ήταν 17 χρονικές μονάδες, δηλαδή περίπου 22%. Συνολικά, τα αποτελέσματα αναδεικνύουν τη σημασία τόσο του επιπέδου όσο και της κατανομής των διαθέσιμων ανθρώπινων πόρων κατά την αντιμετώπιση ενός περιστατικού πυρκαγιάς. Η συμπεριφορά του μοντέλου είναι συμβατή με τη λειτουργία παράλληλων και συγχρονισμένων διαδικασιών, στις οποίες η αύξηση των πόρων σε έναν επιμέρους κλάδο δεν συνεπάγεται κατ’ ανάγκη αντίστοιχη μείωση του συνολικού χρόνου απόκρισης. Η εφαρμογή των HTCPN παρέχει, επομένως, ένα κατάλληλο πλαίσιο για την αναπαράσταση και τη συγκριτική αξιολόγηση διαφορετικών στρατηγικών απόκρισης σε σύνθετα συστήματα έκτακτης ανάγκης.

Abstract:
Effective fire emergency management in underground metro stations is a complex task, as it requires the coordination of multiple emergency-response activities under both temporal and operational constraints. This thesis investigates fire emergency response in an underground metro station using Hierarchical Timed Coloured Petri Nets (HTCPN). The model developed by Liu et al. [2022] is used as the methodological basis and is adapted and implemented in the CPN IDE environment to investigate the effects of fire conditions, passenger load, and the staffing of firefighting and rescue teams on system response.
To systematically investigate the behavior of the model, a full factorial experimental design with four factors at three levels was applied, resulting in 81 base scenarios. The analysis was further extended through eight additional scenarios and two grids of 30 common parameter combinations in order to examine the effect of increased staffing in greater detail. Two objective functions were evaluated for each scenario: total human-resource requirements (F₁) and total response completion time (F₂). Pareto analysis was also performed to identify non-dominated combinations of the two objectives.
Across the 81 base scenarios, total staffing F₁ ranged from 16 to 32 firefighters, while completion time F₂ ranged from 49 to 119 time units. The results showed that increasing fire intensity was associated with an increase in response time. Furthermore, system performance was affected not only by the total number of available firefighters but also by their allocation between firefighting and rescue functions. Within the parameter levels examined, changes in rescue-team staffing were associated with larger variations in F₂ than the corresponding changes in firefighting-team staffing. In addition, the effect of increasing total staffing varied according to fire intensity. When configurations with F₁=20 and F₁=40 were compared, no reduction in F₂ was observed under low-intensity conditions, whereas F₂ decreased by 12 time units under medium-intensity conditions and by 22 time units under high-intensity conditions. Across the two additional grids of 30 common parameter combinations, the mean reduction in F₂ was 17 time units, corresponding to approximately 22%. Overall, the results highlight the importance of both the level and the allocation of available human resources in fire emergency response. The behavior of the model is consistent with a system of parallel and synchronized processes, in which increasing resources within an individual process does not necessarily lead to a proportional reduction in total response time. The application of HTCPN therefore provides a suitable framework for representing and comparatively evaluating alternative emergency-response strategies in complex emergency systems.