Spatial Information Research

Korea Spatial Information Society (대한공간정보학회)
권호 표지

Time-Dependent Optimal Routing in Indoor Space

실내공간에서의 시간 가변적 최적경로 탐색

  • 박인혜 (서울시립대학교 공간정보공학과) ;
  • 이지영 (서울시립대학교 공간정보공학과)
  • Published : 2009.11.30
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Abstract

As the increasing interests of spatial information for different application area such as disaster management, there are many researches and development of indoor spatial data models and real-time evacuation management systems. The application requires to determine and optical paths in emergency situation, to support evacuees and rescuers. The optimal path in this study is defined to guide rescuers, So, the path is from entrance to the disaster site (room), not from rooms to entrances in the building. In this study, we propose a time-dependent optimal routing algorithm to develop real-time evacuation systems. The network data that represents navigable spaces in building is used for routing the optimal path. Associated information about environment (for example, number of evacuees or rescuers, capacity of hallways and rooms, type of rooms and so on) is assigned to nodes and edges in the network. The time-dependent optimal path is defined after concerning environmental information on the positions of evacuees (for avoiding places jammed with evacuees) and rescuer at each time slot. To detect the positions of human beings in a building per time period, we use the results of evacuation simulation system to identify the movement patterns of human beings in the emergency situation. We use the simulation data of five or ten seconds time interval, to determine the optimal route for rescuers.

최근 몇 년 사이 공간정보에 대한 관심이 증대됨에 따라 실내공간데이터 모델링 및 활용에 대한 많은 연구가 진행 되고 있다. 특히 대규모 실내공간에서 방재 알고리즘 및 실시간방재시스템에 대한 연구가 활발하게 진행 되고 있다. 재난 발생 시 요구될 수 있는 최적경로는 대피자를 위한 것과 구조자를 위한 것, 두 가지로 나뉠 수 있다. 본 연구에서는 구조자를 위한 최적경로를 산출하였는데 이는 실내의 어떠한 공간에서 출구까지의 경로가 아닌 출구에서 구조대상지역까지의 경로를 의미한다. 실시간 방재시스템에 적합한 최적경로는 시간에 대해 가변적이어야 한다. 이러한 최적경로를 산출하기 위해서는 최적경로 산출에 필요한 시간에 따라 변화하는 변수가 고려되어야 한다. 즉, 복도 또는 방과 같은 공간의 수용능력 및 흐름정도 등을 포함하는 동적인 공간적 엔티티를 관리 할 수 있는 시공간 데이터베이스와 연동되어 있어야 한다. 공간상에서 동적객체의 흐름을 측정하고 분석을 통해 추정한 시공간 데이터베이스는 최적경로 산출과 대피상황에서의 병목현상 예측에 사용될 수 있다. 본 연구에서는 실시간 방재시스템 개발을 위한 시공간 데이터를 적용한 최적경로 산출 알고리즘을 제시하였다. 제안된 알고리즘을 테스트하기 위하여 건물 내부의 이동이 가능한 공간을 표현하는 네트워크데이터를 사용하였다.

Keywords

References

  1. Cahan, B., and M. Ball. 2002. GIS at ground zero: Spatial technologies bolsters World Trade Center response and recovery. GEOWorld 15:26-29.
  2. Church, R. L., and J. R. Marston. 2003. Measuring accessibility for people with a disability. Geographycal Analysis 35 (1): 83-96. https://doi.org/10.1353/geo.2002.0029
  3. Cova, T. J. 1999. GIS in emergency management. In Geographical information systems, Vol. 2: Applications and management issues, 2nd ed., ed. P. A. Longley, M. F. Goodchild, G. J. Maguire, and D. W. Rhind, 845-58. New York: Wiley.
  4. Cova, T. J., and R. L. Church. 1997. Modeling community evacuation vulnerability using GIS. International Journal of Geographic Information Science 11:763-84. https://doi.org/10.1080/136588197242077
  5. Cutter, S. L., D. B. Richardson, and T. J. Wilbanks, eds. 2003. The geographical dimensions of terrorism. New York: Routledge.
  6. Dijkstra, E. W. 1959. A note on two problems in connectionwith graphs. Numerische Mathematik 1:269-71. https://doi.org/10.1007/BF01386390
  7. Ding, Z., R.H. Guting, 2004. Modeling temporally variable transportation networks.Proc. 16th Intl. Conf. on Database Systems for Advanced Applications. 154-168.
  8. George, B., S. Kim, and S. Shekhar 2007. Spatio-temporal Network Databases and Routing Algorithms: A Summary of Results. SSTD 2007. LNCS 4605. pp.460-477.
  9. Kwan, M.-P., and J. Lee. 2005. Emergency response after 9/11: The potential of real-time 3D GIS for quick emergency response in micro-spatial environments. Computers, Environment and Urban Systems 29:93-113. https://doi.org/10.1016/j.compenvurbsys.2003.08.002
  10. Kwan, M.-P., and J. Weber. 2003. Individual accessibility revisited: Implications for geographical analysis in the twentyfirst century. Geographical Analysis 35 (4): 341-53.
  11. Kolbe, T. H., T. Becker and C. Nagel. 2008. 1st Technical Report Discussion of Euclidean Space and Cellular Space and Proposal of an Integrated Indoor Spatial Data Model.
  12. Lee, J. 2007. A Three-Dimensional Navigable Data Model to Support Emergency Response in Microspatial Built-Environments. Annals of the Association of American Geographers. 97(3): 512-529. https://doi.org/10.1111/j.1467-8306.2007.00561.x
  13. Lee, J., and M.-P. Kwan. 2005. A combinatorial data model for representing topological relations among 3D geographical features in micro-spatial environments. International Journal of Geographical Information Science 19(10): 1039-1056. https://doi.org/10.1080/13658810500399043
  14. Pu, S., and S. Zlatanova. 2005. Evacuation route calculation of inner buildings. In Geo-information for disaster management, ed. P. J. M. van Oosterom, S. Zlatanova, and E. M. Fendel, 1143-61. Heidelberg: Springer Verlag.
  15. Shen, T.-S. 2005. ESM: A building evacuation simulation model. Building and Environment 40:671-80. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2004.08.029
  16. Winter, S., G. Iglesias, S. Zlatanova, and W. Kuhn. 2005. GI for the public: The terrorist attack in London. Geoinformatics Magazine Oct./Nov.:18-21. http://www.gdmc.nl/zlatanova/ publications.htm.