Korzyści z zastosowania środowiska metawersum i wirtualnej rzeczywistości w symulacji ewakuacji osób z budynków

Abstrakt

Cel: Cel: Celem artykułu jest zbadanie potencjału wykorzystania środowiska metawersum na potrzeby symulowanej ewakuacji osób z budynku. W pracy przyjęto hipotezę badawczą o możliwości zastosowania metawersum w scenariuszu ewakuacji.

Wprowadzenie: Środowisko metawersum pozwala na realistyczne odzwierciedlenie topologii budynku oraz zachowania się ludzi. Dodatkowo dzięki uwzględnieniu interakcji między osobami umożliwia ukazanie podstawowych aspektów czynnika ludzkiego, które wpływają na samą ewakuację. Artykuł przedstawia propozycje realizacji ewakuacji użytkowników z wirtualnego budynku przy wykorzystaniu dwóch scenariuszy ewakuacyjnych oraz zebrania w środowisku metawersum wyników pomiarowych związanych z czasem ewakuacji. Dodatkowo symulowane scenariusze ewakuacyjne mają dać odpowiedź na pytanie, czy przekazywanie informacji o dynamicznie zmieniającej się sytuacji podczas wyjścia osób z budynku może przyspieszyć czas ewakuacji.

Projekt i metody: W opracowaniu przyjęto empiryczną metodę badawczą, która polegała na zrealizowaniu projektu aplikacji symulatora działającej na platformie spatial.io. Przy pomocy narzędzia do projektowania wizualizacji Unity 3D odzwierciedlono model budynku, który był użyty do przeprowadzenia wirtualnej ewakuacji. Zaprogramowano logikę biznesową za pomocą skryptów w języku programowania C#, które pozwoliły na pomiar czasów wyjścia poszczególnych użytkowników z budynku i udania się do punktu zbiórki. Do ustalenia najlepszej w danym momencie trasy wyjścia z budynku użyto analizy grafu zrealizowanej na podstawie grafowej bazy danych Neo4j. Po opublikowaniu aplikacji symulatora możliwe było przeprowadzenie symulowanej ewakuacji osób z budynku w wirtualnym środowisku i zebranie wyników pomiarowych dotyczących czasów ewakuacji.

Wyniki: Zaproponowana metoda badawcza dała możliwość zagregowania wyników czasów ewakuacji użytkowników z zastosowaniem dwóch scenariuszy ewakuacyjnych. W scenariuszach ewakuacji, w których przekazywano użytkownikom informacje o dynamicznie zmieniającej się sytuacji na drodze ewakuacji (np. o zablokowaniu przejścia), czasy opuszczenia budynku przez użytkowników w symulowanej ewakuacji były krótsze. Zaprojektowanie aplikacji wirtualnego symulatora ewakuacji z budynku wykazało przydatność środowiska metawersum w zakresie szkoleń osób z zasad bezpiecznego wyjścia z budynku podczas ewakuacji oraz pokazało możliwość zbierania danych na temat zachowania się osób podczas ewakuacji.

Wnioski: Na podstawie uzyskanych wyników eksperymentalnych oraz analizy tendencji światowych przedstawionych w literaturze, które pokazują zastosowanie symulatorów VR w symulacji ewakuacji z budynków, należy stwierdzić, iż pokazana metoda symulacyjna może być przydatna zarówno w obszarze edukacji, jak i w celu zbierania podstawowych wyników, czy symulacji scenariuszy ewakuacyjnych.

Słowa kluczowe: symulator ewakuacji, metawersum, rzeczywistość wirtualna, unity 3d, spatial.io, analiza grafowa

Typ artykułu: oryginalny artykuł naukowy

Bibliografia:

1. Rodriguez H., Quarantelli E.L., Dynes R., Handbook of Disaster Research, Springer-Verlag, New York 2007.
2. Roguski J., Chmielewski M., Wantoch-Rekowski R., Zastosowanie symulacji wirtualnej do szkolenia w zakresie bezpieczeństwa użytkowania obiektu na przykładzie terminalu lotniczego, BiTP Vol. 43 Issue 3, 2016, pp. 173–184, https://doi.org/10.12845/bitp.43.3.2016.15.
3. Lorusso P., De Iuliis M., Marasco S., Domaneschi M., Cimellaro G.P., Villa V., Fire Emergency Evacuation from a School Building Using an Evolutionary Virtual Reality Platform, “Buildings” 2022, 12, 223, https://doi.org/10.3390/buildings120202.
4. Xi M., Smith S.P., Exploring the Reuse of Fire Evacuation Behaviour in Virtual Environments, in: Proceedings of the 11th Australasian Conference on Interactive Entertainment (IE 2015), Sydney, Australia, 27–30 January 2015.
5. Guo Y., Zhu J., Wang Y., Chai J., Li W., Fu L., Xu B., Gong Y., A Virtual Reality Simulation Method for Crowd Evacuation in a Multiexit Indoor Fire Environment, “ISPRS Int. J. Geo-Inf.” 2020, 9(12), 750, https://doi.org/10.3390/ijgi9120750.
6. Xi M., Smith S.P., Simulating cooperative fire evacuation training in a virtual environment using gaming technology, “IEEE Virtual Reality (VR)” 2014, 139–140, https://doi.org/10.1109/VR.2014.6802090.
7. Martin V.B.S. et al., Virtual Reality Simulations for Hospital Fire Evacuation: A Systematic Literature Review, 22nd Symposium on Virtual and Augmented Reality (SVR), Porto de Galinhas, Brazil 2020, 313–320, https://doi.org/ 10.1109/SVR51698.2020.00054.
8. Hani S. et al., The Metaverse: Survey, Trends, Novel Pipeline Ecosystem & Future Directions, https://doi.org/10.48550/arXiv.2304.09240.
9. Facebook Horisont Worksroom, https://forwork.meta.com/, [dostęp: 1.12.2023].
10. Decentraland, https://decentraland.org, [dostęp: 1.12.2023].
11. spatial.io, http://spatial.io, [dostęp: 1.12.2023].
12. Palka D., Sobota M., Buchwald P., 3D Object Digitization Devices in Manufacturing Engineering Applications and Services, “Multidisciplinary Aspects of Production Engineering” 2020, 3.1, 450–463, https://doi.org/10.2478/mape-2020-0038.