Pelastustoimen vasteen simulointi suurpalossa: SIREENI-projektin tulokset

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

    Research output: Book/ReportReport

    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

    SeriesVTT Technology
    Number61
    ISSN2242-1211

    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/ReportReport

    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).