МЕТОД ПРОГНОЗУВАННЯ КРИТИЧНОЇ ВТОМИ ТА ДИНАМІКИ ШВИДКОСТІ РУХУ ОСІБ З ПРОТЕЗАМИ НИЖНІХ КІНЦІВОК ДЛЯ ОПТИМІЗАЦІЇ ЕВАКУАЦІЙНИХ МАРШРУТІВ

Анотація

Проблема забезпечення безпечної евакуації маломобільних груп населення, зокрема осіб з протезами нижніх кінцівок, набуває особливої актуальності в умовах зростання кількості надзвичайних ситуацій, спричинених війною. У статті представлено метод прогнозування динаміки швидкості руху осіб з протезами на основі математичного моделювання енерговитрат та накопичення втоми. Запропонований підхід дозволяє визначати момент досягнення критичного рівня втоми, після якого відбувається зниження швидкості руху, а також відповідну критичну довжину евакуаційного шляху.
Математична модель базується на поєднанні залежностей енерговитрат і функції накопичення втоми, що враховує інтенсивність фізичного навантаження та тривалість руху. Як вхідні параметри використовуються початкова швидкість руху, коефіцієнти, що характеризують фізіологічні особливості осіб з різним рівнем ампутації (трансфеморальна, транстибіальна), а також тип евакуаційного шляху (горизонтальна ділянка, підйом або спуск сходами). 
Для реалізації методу розроблено алгоритм, що забезпечує чисельне моделювання зміни швидкості, рівня втоми та пройденої відстані в часі. Проведено серію чисельних експериментів, у межах яких побудовано залежності «швидкість-час», «втома-час» і «втома-відстань» для різних категорій осіб та умов руху. Отримані результати показали, що для осіб з протезами характерне прогресуюче зниження швидкості після досягнення певного порогового рівня втоми, на відміну від осіб без ампутацій, для яких швидкість може вважатися умовно сталою. 
Запропонований метод дозволяє визначати критичну довжину евакуаційних шляхів і може бути використаний у комп’ютерних системах моделювання евакуації для підвищення точності оцінювання часу евакуації та обґрунтування проєктних рішень.