Abstract
In this paper, we study the agility of evacuation routes in relation to dynamically changing unpredictable hazardous conditions in smart space networks. Infrastructure safety conditions may unpredictably change through time. Due
to unpredictability, evacuees' safety can get jeopardized at any point of the evacuation route. Thus, it is not sufficient only to find the shortest evacuation routes considering present safety conditions and evacuation flow, but we should
also consider other relevant characteristics that make the evacuation routes sufficiently safe through time. With this aim, we propose two new node importance metrics: evacuation betweenness centrality and evacuation centrality, both inspired by betweenness centrality. The fi rst metric represents the fraction of k efficient evacuation routes between all origin-destination pairs different from the given node that pass through that node, while the second represents the importance of the given node for evacuation considering the availability of alternative efficient evacuation paths (routes) from that node towards safe exits. Moreover, given a set of evacuees' positions and safe exits, we find shortest agile evacuation routes, where by agile route we mean the ability to efficiently and safely reroute from intermediate nodes in case of unpredictable safety drops through maximizing the value of the evacuation centrality of the route's intermediate
nodes. In addition, we propose an algorithm for that problem and discuss its capability to react to the changes in safety circumstances along recommended routes.
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Este trabajo analiza el problema de la planificación de rutas de evacuación en entornos inteligentes sometidos a condiciones peligrosas dinámicas e impredecibles. En situaciones de emergencia, la seguridad de las personas evacuadas puede verse comprometida en cualquier punto de la ruta debido a cambios repentinos en el estado de la infraestructura, por lo que no resulta suficiente considerar únicamente la distancia más corta o las condiciones de seguridad presentes en un momento determinado.
Con el objetivo de mejorar la seguridad a lo largo del proceso de evacuación, el estudio introduce el concepto de agilidad de las rutas de evacuación, entendida como la capacidad de una ruta para adaptarse eficazmente a cambios inesperados en las condiciones de riesgo. Para ello, se proponen dos nuevas métricas de importancia de nodos en redes: la centralidad de intermediación para evacuación (evacuation betweenness centrality) y la centralidad de evacuación (evacuation centrality), ambas inspiradas en la centralidad de intermediación clásica. Estas métricas permiten evaluar la relevancia de los nodos tanto en función de su participación en rutas de evacuación eficientes como de la disponibilidad de rutas alternativas seguras hacia las salidas.
Además, el trabajo presenta un algoritmo para el cálculo de rutas de evacuación ágiles, que maximiza la capacidad de reencaminamiento seguro desde nodos intermedios en caso de que se produzcan deterioros repentinos de la seguridad. El enfoque propuesto demuestra una elevada capacidad de reacción ante cambios en las circunstancias de riesgo, contribuyendo así a mejorar la robustez y la seguridad de los procesos de evacuación en infraestructuras complejas y entornos inteligentes.
Citation
Lujak, M. and Giordani, S.: Centrality Measures for Evacuation: Finding Agile Evacuation Routes. Future Generation Computer Systems, vol. 83, pp. 401-412. Elsevier. (2018)
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