使用代理模型模擬進行災害應變規劃

Battelle是全球最大的非營利性獨立研發機構，是技術開發，商業化和技術轉讓的全球領導者。他們管理或共同管理美國能源部，美國國土安全部和英國國際核實驗室的實驗室。

問題挑戰

為了找到快速有效應對意外危機或自然災害的實用操作解決方案，Battelle需要測試即興核設備情景（IND）48小時現場住所訂單的有效性。預期的目標是通過比較即時撤離和就地避難順序來減少在不協調的大規模撤離期間接收的輻射劑量。

對自然災害或人為災難進行建模，代表了許多獨特的挑戰。存在獨特的環境和物理後果，以及眾多場景可能性和威脅向量。此外，災害應對策略很少按計劃實施，並且存在未知的人為反應。

解決方案

為災害響應計劃選擇了模擬，因為它具有評估潛在方案空間的能力。確定性模型具有包含因素的局限性，例如根本上不可預測的人類反應以及比較替代方案與尋找確切答案的需要。

AnyLogic軟件是Battelle的自然選擇，因為該軟件已經在組織內的廣泛項目中使用，包括：

• 醫療保健 - 提供者資源管理，臨床工作流建模，感染控制
• 經濟發展與產業集群預測
• 車隊物流與維護
• 國家安全和災害響應

此外，AnyLogic基於代理的功能使Battelle能夠捕獲災難事件的最重要動態。出現或緊急行為是人類行為建模的關鍵原則。此外，模型有時會出現意外結果。只能使用基於代理的建模捕獲這兩個問題。

車輛的物理限制由美國人口普查局（Bureau of Transportation）提供的參數數據決定。過去災害響應研究的數據用於代表駕駛員行為，同時考慮到正常情況下與大規模撤離期間非理性駕駛員的變化。該模型還包含動態路徑查找（動態跟踪和更新的幾個相互關聯的代理狀態集）。此外，所有行為狀態都與物理車輛運動參數相關聯，以在駕駛員失去能力時啟動車輛停止。

校準了來自初始值的代理行為變量，並且從過去的災難中使用疏散數據來設置準確度目標，因為校準和驗證是證明模擬模型有效性的關鍵步驟。如果沒有可用的歷史數據，Battelle使用來自其他主要交通事件的數據，基於其他災害事件的敏感性分析以及調查數據。

動態輪廓用於跟踪災害後果的區域，通常來自其他模擬模型，以劃分處理要求。基於預測的天氣模式，土地覆蓋等實時更新輪廓，並且可以調整多個相互關聯的輪廓集以代表幾乎任何災難情景（例如，洪水水平，火災蔓延，損壞路徑，污染/輻射擴散）。在IND場景中，使用了兩個主要輪廓集; 爆炸半徑水平（火球和超壓力輪廓）和輻射分佈（空氣中的輻射水平和各種放射性粒子類型在地面上的沉積）。

改善後

使用AnyLogic軟體構建的災難響應計劃模擬模型比較了即時疏散與現場住所順序，並顯示現場住所順序顯著減少了接收的輻射劑量，以及大型IND嚴重輻射中毒的情況。

該模型還生成了下游輸出，以測試不同的災害響應策略，並在幾個可能的選項中找到最佳響應策略。Battelle能夠整合緊急響應代理，多個乾預方案和可互換的模型組件（同一災難情景的不同位置，或同一位置的不同方案），以實現找到實際操作解決方案的目標，以快速有效地響應各種意外危機或自然災害。