Pelastustoimen vasteen simulointi suurpalossa

SIREENI-projektin tulokset

Simo Hostikka, Terhi Kling, Jukka Vaari, Tuomo Rinne, Johannes Ketola

Research output: Book/ReportReportProfessional

Abstract

SIREENI-projektissa kehitettiin uusia menetelmiä pelastustoiminnan ajallisen keston ja tehokkuuden arviointiin suurpalotilanteessa. Pelastustoiminnan ajallista kehitystä simuloitiin stokastisella operaatioaikamallilla, jossa kunkin toimijan tehtäviä mallinnetaan viiveillä sekä virheistä tai poikkeuksellisista olosuhteista johtuvilla lisäviiveillä. Malli ottaa huomioon eri toimijoiden väliset riippuvuudet, ja sen avulla voidaan simuloida koko pelastustoimintaan liittyvän toimijaverkoston yhteistoimintaa. Mallin parametreja, viiveitä, lisäviiveitä sekä lisäviiveiden toteutumisen todennäköisyyksiä käsitellään satunnaismuuttujina, joiden jakaumat määritetään kokeellisesti tai asiantuntija-arvioiden avulla. Simuloinnin tuloksena saadaan pelastustoimen resurssien kertymä ajan funktiona. Numeeristen palosimulointien avulla määritettiin vesitykkien tuottama jäähdytysteho vesitykkien määrän ja käyttötavan funktiona. Ensin määritettiin palavan kohteen läheisyydessä oleviin pintoihin kohdistuva lämpörasitus simuloimalla paloa ilman jäähdytystä. Vesitykin suihkulle luotiin virtauslaskentamalli ja mallin avulla simuloitiin lämpörasituksen muutosta erilaisilla vesitykkien lukumäärän ja suuntauksen yhdistelmillä. Lisäksi simuloitiin kiinteän sammutusjärjestelmän tuottamaa jäähdytysvaikutusta kahdella erilaisella suutintyypillä ja erilaisilla vesivuon arvoilla. Tulokset osoittavat, että monimutkaisen toimijaverkoston suorittaman pelastustoiminnan määrällinen arviointi on erittäin vaikeaa, ellei mahdotonta, ilman nyt kehitetyn menetelmän kaltaista työkalua, jonka avulla on mahdollista ottaa huomioon eri toimenpiteisiin ja vaiheisiin liittyvät epävarmuudet. Mallinnuksen hyödyt syntyvät kahdessa vaiheessa: Alkuvaiheessa määritellään toimijat, heidän roolinsa ja keskinäiset riippuvuudet. Tämä prosessi vähentää toimintaan liittyvää hämmennystä ja väärinkäsityksiä sekä auttaa toimijoita tunnistamaan omaan ja yhteistoimintaan liittyviä kehityskohteita. Simuloinnin tuloksena saatava hyöty taas liittyy pelastustoimen vaikuttavuuden mittaamiseen ja resursointiin sekä sovelluskohteen riskien arviointiin. Yhdistämällä operaatioajan ja jäähdytystehon simulointitulokset pystyttiin tuottamaan jäähdytystehon ajallinen kertymäfunktio sekä todennäköisyysjakaumat tietyn jäähdytystehon saavuttamiseen kuluvalle ajalle. Nämä ovat olennaisen tärkeitä tuloksia, kun halutaan arvioida pelastustoimen vaikuttavuutta suurpaloissa. Sovellusesimerkkinä tarkasteltiin Tampereen rautatieaseman eteläpuolisen rata-alueen päälle rakennettavan kannen alapuolista säiliövaunupaloa. Esimerkkiin liittyvät yksityiskohdat valittiin siten, että ne palvelisivat mahdollisimman hyvin simulointimenetelmien kehitystä ja testausta.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages98
ISBN (Electronic)978-951-38-7895-5
Publication statusPublished - 2012
MoE publication typeNot Eligible

Publication series

NameVTT Technology
PublisherVTT
No.61
ISSN (Print)2242-1211
ISSN (Electronic)2242-122X

Keywords

  • response time
  • emergency service
  • simulation
  • water cannon
  • FDS
  • Monte Carlo

Cite this

Hostikka, S., Kling, T., Vaari, J., Rinne, T., & Ketola, J. (2012). Pelastustoimen vasteen simulointi suurpalossa: SIREENI-projektin tulokset. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. VTT Technology, No. 61
Hostikka, Simo ; Kling, Terhi ; Vaari, Jukka ; Rinne, Tuomo ; Ketola, Johannes. / Pelastustoimen vasteen simulointi suurpalossa : SIREENI-projektin tulokset. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 2012. 98 p. (VTT Technology; No. 61).
@book{242d6aad772d4a82a77e11a940c017f9,
title = "Pelastustoimen vasteen simulointi suurpalossa: SIREENI-projektin tulokset",
abstract = "SIREENI-projektissa kehitettiin uusia menetelmi{\"a} pelastustoiminnan ajallisen keston ja tehokkuuden arviointiin suurpalotilanteessa. Pelastustoiminnan ajallista kehityst{\"a} simuloitiin stokastisella operaatioaikamallilla, jossa kunkin toimijan teht{\"a}vi{\"a} mallinnetaan viiveill{\"a} sek{\"a} virheist{\"a} tai poikkeuksellisista olosuhteista johtuvilla lis{\"a}viiveill{\"a}. Malli ottaa huomioon eri toimijoiden v{\"a}liset riippuvuudet, ja sen avulla voidaan simuloida koko pelastustoimintaan liittyv{\"a}n toimijaverkoston yhteistoimintaa. Mallin parametreja, viiveit{\"a}, lis{\"a}viiveit{\"a} sek{\"a} lis{\"a}viiveiden toteutumisen todenn{\"a}k{\"o}isyyksi{\"a} k{\"a}sitell{\"a}{\"a}n satunnaismuuttujina, joiden jakaumat m{\"a}{\"a}ritet{\"a}{\"a}n kokeellisesti tai asiantuntija-arvioiden avulla. Simuloinnin tuloksena saadaan pelastustoimen resurssien kertym{\"a} ajan funktiona. Numeeristen palosimulointien avulla m{\"a}{\"a}ritettiin vesitykkien tuottama j{\"a}{\"a}hdytysteho vesitykkien m{\"a}{\"a}r{\"a}n ja k{\"a}ytt{\"o}tavan funktiona. Ensin m{\"a}{\"a}ritettiin palavan kohteen l{\"a}heisyydess{\"a} oleviin pintoihin kohdistuva l{\"a}mp{\"o}rasitus simuloimalla paloa ilman j{\"a}{\"a}hdytyst{\"a}. Vesitykin suihkulle luotiin virtauslaskentamalli ja mallin avulla simuloitiin l{\"a}mp{\"o}rasituksen muutosta erilaisilla vesitykkien lukum{\"a}{\"a}r{\"a}n ja suuntauksen yhdistelmill{\"a}. Lis{\"a}ksi simuloitiin kiinte{\"a}n sammutusj{\"a}rjestelm{\"a}n tuottamaa j{\"a}{\"a}hdytysvaikutusta kahdella erilaisella suutintyypill{\"a} ja erilaisilla vesivuon arvoilla. Tulokset osoittavat, ett{\"a} monimutkaisen toimijaverkoston suorittaman pelastustoiminnan m{\"a}{\"a}r{\"a}llinen arviointi on eritt{\"a}in vaikeaa, ellei mahdotonta, ilman nyt kehitetyn menetelm{\"a}n kaltaista ty{\"o}kalua, jonka avulla on mahdollista ottaa huomioon eri toimenpiteisiin ja vaiheisiin liittyv{\"a}t ep{\"a}varmuudet. Mallinnuksen hy{\"o}dyt syntyv{\"a}t kahdessa vaiheessa: Alkuvaiheessa m{\"a}{\"a}ritell{\"a}{\"a}n toimijat, heid{\"a}n roolinsa ja keskin{\"a}iset riippuvuudet. T{\"a}m{\"a} prosessi v{\"a}hent{\"a}{\"a} toimintaan liittyv{\"a}{\"a} h{\"a}mmennyst{\"a} ja v{\"a}{\"a}rink{\"a}sityksi{\"a} sek{\"a} auttaa toimijoita tunnistamaan omaan ja yhteistoimintaan liittyvi{\"a} kehityskohteita. Simuloinnin tuloksena saatava hy{\"o}ty taas liittyy pelastustoimen vaikuttavuuden mittaamiseen ja resursointiin sek{\"a} sovelluskohteen riskien arviointiin. Yhdist{\"a}m{\"a}ll{\"a} operaatioajan ja j{\"a}{\"a}hdytystehon simulointitulokset pystyttiin tuottamaan j{\"a}{\"a}hdytystehon ajallinen kertym{\"a}funktio sek{\"a} todenn{\"a}k{\"o}isyysjakaumat tietyn j{\"a}{\"a}hdytystehon saavuttamiseen kuluvalle ajalle. N{\"a}m{\"a} ovat olennaisen t{\"a}rkeit{\"a} tuloksia, kun halutaan arvioida pelastustoimen vaikuttavuutta suurpaloissa. Sovellusesimerkkin{\"a} tarkasteltiin Tampereen rautatieaseman etel{\"a}puolisen rata-alueen p{\"a}{\"a}lle rakennettavan kannen alapuolista s{\"a}ili{\"o}vaunupaloa. Esimerkkiin liittyv{\"a}t yksityiskohdat valittiin siten, ett{\"a} ne palvelisivat mahdollisimman hyvin simulointimenetelmien kehityst{\"a} ja testausta.",
keywords = "response time, emergency service, simulation, water cannon, FDS, Monte Carlo",
author = "Simo Hostikka and Terhi Kling and Jukka Vaari and Tuomo Rinne and Johannes Ketola",
note = "Project code: 74457",
year = "2012",
language = "Finnish",
series = "VTT Technology",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
number = "61",
address = "Finland",

}

Hostikka, S, Kling, T, Vaari, J, Rinne, T & Ketola, J 2012, Pelastustoimen vasteen simulointi suurpalossa: SIREENI-projektin tulokset. VTT Technology, no. 61, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo.

Pelastustoimen vasteen simulointi suurpalossa : SIREENI-projektin tulokset. / Hostikka, Simo; Kling, Terhi; Vaari, Jukka; Rinne, Tuomo; Ketola, Johannes.

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 2012. 98 p. (VTT Technology; No. 61).

Research output: Book/ReportReportProfessional

TY - BOOK

T1 - Pelastustoimen vasteen simulointi suurpalossa

T2 - SIREENI-projektin tulokset

AU - Hostikka, Simo

AU - Kling, Terhi

AU - Vaari, Jukka

AU - Rinne, Tuomo

AU - Ketola, Johannes

N1 - Project code: 74457

PY - 2012

Y1 - 2012

N2 - SIREENI-projektissa kehitettiin uusia menetelmiä pelastustoiminnan ajallisen keston ja tehokkuuden arviointiin suurpalotilanteessa. Pelastustoiminnan ajallista kehitystä simuloitiin stokastisella operaatioaikamallilla, jossa kunkin toimijan tehtäviä mallinnetaan viiveillä sekä virheistä tai poikkeuksellisista olosuhteista johtuvilla lisäviiveillä. Malli ottaa huomioon eri toimijoiden väliset riippuvuudet, ja sen avulla voidaan simuloida koko pelastustoimintaan liittyvän toimijaverkoston yhteistoimintaa. Mallin parametreja, viiveitä, lisäviiveitä sekä lisäviiveiden toteutumisen todennäköisyyksiä käsitellään satunnaismuuttujina, joiden jakaumat määritetään kokeellisesti tai asiantuntija-arvioiden avulla. Simuloinnin tuloksena saadaan pelastustoimen resurssien kertymä ajan funktiona. Numeeristen palosimulointien avulla määritettiin vesitykkien tuottama jäähdytysteho vesitykkien määrän ja käyttötavan funktiona. Ensin määritettiin palavan kohteen läheisyydessä oleviin pintoihin kohdistuva lämpörasitus simuloimalla paloa ilman jäähdytystä. Vesitykin suihkulle luotiin virtauslaskentamalli ja mallin avulla simuloitiin lämpörasituksen muutosta erilaisilla vesitykkien lukumäärän ja suuntauksen yhdistelmillä. Lisäksi simuloitiin kiinteän sammutusjärjestelmän tuottamaa jäähdytysvaikutusta kahdella erilaisella suutintyypillä ja erilaisilla vesivuon arvoilla. Tulokset osoittavat, että monimutkaisen toimijaverkoston suorittaman pelastustoiminnan määrällinen arviointi on erittäin vaikeaa, ellei mahdotonta, ilman nyt kehitetyn menetelmän kaltaista työkalua, jonka avulla on mahdollista ottaa huomioon eri toimenpiteisiin ja vaiheisiin liittyvät epävarmuudet. Mallinnuksen hyödyt syntyvät kahdessa vaiheessa: Alkuvaiheessa määritellään toimijat, heidän roolinsa ja keskinäiset riippuvuudet. Tämä prosessi vähentää toimintaan liittyvää hämmennystä ja väärinkäsityksiä sekä auttaa toimijoita tunnistamaan omaan ja yhteistoimintaan liittyviä kehityskohteita. Simuloinnin tuloksena saatava hyöty taas liittyy pelastustoimen vaikuttavuuden mittaamiseen ja resursointiin sekä sovelluskohteen riskien arviointiin. Yhdistämällä operaatioajan ja jäähdytystehon simulointitulokset pystyttiin tuottamaan jäähdytystehon ajallinen kertymäfunktio sekä todennäköisyysjakaumat tietyn jäähdytystehon saavuttamiseen kuluvalle ajalle. Nämä ovat olennaisen tärkeitä tuloksia, kun halutaan arvioida pelastustoimen vaikuttavuutta suurpaloissa. Sovellusesimerkkinä tarkasteltiin Tampereen rautatieaseman eteläpuolisen rata-alueen päälle rakennettavan kannen alapuolista säiliövaunupaloa. Esimerkkiin liittyvät yksityiskohdat valittiin siten, että ne palvelisivat mahdollisimman hyvin simulointimenetelmien kehitystä ja testausta.

AB - SIREENI-projektissa kehitettiin uusia menetelmiä pelastustoiminnan ajallisen keston ja tehokkuuden arviointiin suurpalotilanteessa. Pelastustoiminnan ajallista kehitystä simuloitiin stokastisella operaatioaikamallilla, jossa kunkin toimijan tehtäviä mallinnetaan viiveillä sekä virheistä tai poikkeuksellisista olosuhteista johtuvilla lisäviiveillä. Malli ottaa huomioon eri toimijoiden väliset riippuvuudet, ja sen avulla voidaan simuloida koko pelastustoimintaan liittyvän toimijaverkoston yhteistoimintaa. Mallin parametreja, viiveitä, lisäviiveitä sekä lisäviiveiden toteutumisen todennäköisyyksiä käsitellään satunnaismuuttujina, joiden jakaumat määritetään kokeellisesti tai asiantuntija-arvioiden avulla. Simuloinnin tuloksena saadaan pelastustoimen resurssien kertymä ajan funktiona. Numeeristen palosimulointien avulla määritettiin vesitykkien tuottama jäähdytysteho vesitykkien määrän ja käyttötavan funktiona. Ensin määritettiin palavan kohteen läheisyydessä oleviin pintoihin kohdistuva lämpörasitus simuloimalla paloa ilman jäähdytystä. Vesitykin suihkulle luotiin virtauslaskentamalli ja mallin avulla simuloitiin lämpörasituksen muutosta erilaisilla vesitykkien lukumäärän ja suuntauksen yhdistelmillä. Lisäksi simuloitiin kiinteän sammutusjärjestelmän tuottamaa jäähdytysvaikutusta kahdella erilaisella suutintyypillä ja erilaisilla vesivuon arvoilla. Tulokset osoittavat, että monimutkaisen toimijaverkoston suorittaman pelastustoiminnan määrällinen arviointi on erittäin vaikeaa, ellei mahdotonta, ilman nyt kehitetyn menetelmän kaltaista työkalua, jonka avulla on mahdollista ottaa huomioon eri toimenpiteisiin ja vaiheisiin liittyvät epävarmuudet. Mallinnuksen hyödyt syntyvät kahdessa vaiheessa: Alkuvaiheessa määritellään toimijat, heidän roolinsa ja keskinäiset riippuvuudet. Tämä prosessi vähentää toimintaan liittyvää hämmennystä ja väärinkäsityksiä sekä auttaa toimijoita tunnistamaan omaan ja yhteistoimintaan liittyviä kehityskohteita. Simuloinnin tuloksena saatava hyöty taas liittyy pelastustoimen vaikuttavuuden mittaamiseen ja resursointiin sekä sovelluskohteen riskien arviointiin. Yhdistämällä operaatioajan ja jäähdytystehon simulointitulokset pystyttiin tuottamaan jäähdytystehon ajallinen kertymäfunktio sekä todennäköisyysjakaumat tietyn jäähdytystehon saavuttamiseen kuluvalle ajalle. Nämä ovat olennaisen tärkeitä tuloksia, kun halutaan arvioida pelastustoimen vaikuttavuutta suurpaloissa. Sovellusesimerkkinä tarkasteltiin Tampereen rautatieaseman eteläpuolisen rata-alueen päälle rakennettavan kannen alapuolista säiliövaunupaloa. Esimerkkiin liittyvät yksityiskohdat valittiin siten, että ne palvelisivat mahdollisimman hyvin simulointimenetelmien kehitystä ja testausta.

KW - response time

KW - emergency service

KW - simulation

KW - water cannon

KW - FDS

KW - Monte Carlo

M3 - Report

T3 - VTT Technology

BT - Pelastustoimen vasteen simulointi suurpalossa

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Hostikka S, Kling T, Vaari J, Rinne T, Ketola J. Pelastustoimen vasteen simulointi suurpalossa: SIREENI-projektin tulokset. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 2012. 98 p. (VTT Technology; No. 61).