Co m pu t er   Science  a n d In f o r m a t io T ec hn o lo g ies   Vo l.  2 ,   No .   1 Ma r ch   2 0 2 1 ,   p p .   1 ~ 10   I SS N:  2722 - 3221 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / csit . v 2 i1 .p 1 - 10          1       J o ur na l ho m ep a g e :   h ttp : //ia e s p r ime. co m/in d ex . p h p /csi t   M o del of  e m erge nce eva cua tion ro ute  pla nning  w ith  co ntra flow   a nd  z o ne sched uli ng  in  disa ster  ev a cua tion       Dedy   H a rt a m a 1 ,   H er m a n M a w eng k a ng 2 ,   M uh a mm a Z a rlis 3 ,   Ra h m a d Wid ia   Se m bi ring 4   1 De p a rtme n o f   Co m p u ter S c ien c e ,   S T IKO M   T u n a s Ba n g sa P e m a tan g   S ian tar,  I n d o n e sia   2 De p a rtme n o f   M a th e m a ti c s,  Un iv e rsitas   S u m a tera   Uta ra M e d a n ,   In d o n e sia   3 De p a rtme n o f   Co m p u ter S c ien c e ,   Un iv e rsitas   S u m a tera   Uta r a M e d a n ,   In d o n e sia   4 De p a rtme n o f   Co m p u te S c ien c e ,   P o li tek n ik   Ne g e ri  M e d a n M e d a n ,   In d o n e sia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J an   2 8 ,   2 0 2 0   R ev i s ed   J u n   15 ,   2 0 2 0   A cc ep ted   J u l   6 ,   2 0 2 0       Ev a c u a ti o n   is  c h a ra c teriz e d   b y   ra p id   m o v e m e n o f   p e o p le  in   u n sa fe   lo c a ti o n s   o d isa ste sites   to   sa f e lo c a ti o n s.   T h e   traff ic  m a n a g e m e n stra teg y   f o r   c o m m o n l y   u se d   e v a c u a ti o n s   is  t h e   u se   o f   S h o u l d e r - L a n e ,   c o n traf lo win g   traf f i c   a n d   g ra d u a l   e v a c u a ti o n .   Co n tr a - f lo w   h a b e e n   c o m m o n l y   u se d   in   traff ic  m a n a g e m e n b y   c h a n g in g   tra ff i c   lan e d u rin g   p e a k   h o u rs.  T o   im p le m e n   th e   c o n tra - f lo w   o p e ra ti o n ,   th e re   a re   tw o   m a in   p ro b lem th a m u st  b e   d e c id e d ,   n a m e l y   o p ti m a c o n traf lo w   lan e   c o n f ig u ra ti o n   p r o b lem   (OCL CP a n d   o p ti m a l   c o n traf lo w   sc h e d u li n g .   W it h in   th e   OCSP   th e re   a re   tw o   a p p ro a c h e t h a c a n   b e   u se d z o n e   sc h e d u li n g   a n d   f lo w   s c h e d u li n g .   P r o b lem   o f   c o n tra   f lo w   a n d   z o n e   sc h e d u li n g   p ro b lem   is  b a sic a ll y   a n   e m e rg e n c e   e v a c u a ti o n   ro u t e   p lan n i n g   (EE R P issu e .   T h is  re se a rc h   w il d isc u ss   EE R P   w it h   c o n traf lo a n d   z o n e   sc h e d u li n g   w h ich   c a n   g u a ra n tee   th e   m o v e m e n o f   p e o p le  in   d isa s ter  a re a   to   sa fe   a re a   in   e m e r g e n c y   situ a ti o n .   K ey w o r d s :   C o n tr f lo w   E m er g e n ce   ev ac u atio n   R o u te  p lan n i n g   Z o n s ch ed u lin g   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Ded y   Har ta m a   Dep ar t m en t o f   C o m p u ter   Scie n ce   ST I KOM   T u n as B an g s a   Ko ta  P em ata n g   Sian tar ,   Su m at er Utar a,   I n d o n esia   E m ail:  d ed y h ar ta m a @ a m i k t u n asb an g s a. ac . id       1.   I NT RO D UCT I O N   A cc o r d in g   to   [ 1 ] ,   city   s aid   to   b s m ar cit y   is   w h e n   h u m a n   a n d   s o cial  ca p ital  in v es t m e n an d   in f o r m atio n   an d   co m m u n icat i o n   tech n o lo g y   ( I C T )   p r o m o te  s u s tai n ab le  ec o n o m ic  g r o w t h   an d   h ig h   q u alit y   o f   lif e,   w i th   p r u d en t,  p ar ticip ato r y   n atu r al   r eso u r ce   m a n ag e m e n t.  [ 2 ]   S m ar cit y   s ee k s   to   i m p r o v p er f o r m a n ce   th r o u g h   th i m p le m e n tat io n   o f   f le x ib le  an d   ef f ic ien t,  s u s tai n ab le  n et w o r k i n g   an d   tr ad it io n al  s er v ice s   w it h   th e   u s o f   i n f o r m atio n   tec h n o lo g y ,   d ig ital  a n d   telec o m m u n icatio n s   a n d   i s   e x p ec ted   to   cr ea te  s m ar ter   citie s   t h at  ar e   g r ee n er ,   s a f er ,   f a s ter   an d   m o r e   f r ien d l y .   S m ar cit y   is   s ee n   a s   co n cr ete  i m p r o v e m en ef f o r t   an d   ca n   b ap p lied   in   v ar i o u s   p ar ts   o f   t h w o r ld .   F o r   ex a m p le,   p r io r ities   in   No r th er n   E u r o p w it h   m i n i m al  cr i m w o u ld   b d if f er en t   f r o m   th o s n ea r   th eq u ato r .   I n   g e n er al,   th p r o b lem   s o l v ed   is   d escr ib ed   in   s ev er al  k e y   ar e as  [ 3 ] .   T h f o cu s   o f   th is   r esear c h   is   t h h a n d li n g   o f   s a f e   cit y .   Asp ec o f   s m ar cit y   b y   [ 3 ]   an d   ce n ter   o f   r eg i o n al  s cie n ce   in   [ 4 ]   A cc o r d in g   to   [ 2 ]   an d   ce n ter   o f   r eg io n al  s cie n ce   in   Vien [ 4 ] ,   i co n s is t s   o f s m ar tr an s p o r t,  s m ar en er g y ,   s m ar t   tech n o lo g y ,   s m ar li v i n g ,   s m ar en v ir o n m e n t,  s m ar ci tizen s   a n d   ed u c atio n ,   s m ar ec o n o m y ,   s m ar t g o v er n m en an d   s af cit y .   Sa f cit y   as  p ar o f   s m ar cit y ,   co v er s   all  asp ec ts   o f   s a f et y   w i th i n   t h cit y .   On   th o t h er   h an d ,   s m ar tech n o lo g y   h as  m a n y   u s es  i n   t h s a f et y   f ield   to   b u ild   s a f cit y   s y s te m .   Sa f ci t y   is   a n   i n teg r at io n   o f   tech n o lo g y   a n d   th n a tu r al  e n v ir o n m en en h an ce s   th e f f ec tiv e n ess   o f   th p r o ce s s   o f   h an d lin g   t h th r ea o f   cr i m an d   ter r o r ,   to   en ab le  th av ailab ilit y   o f   h ea lth y   e n v ir o n m e n f o r   citizen s ,   an d   ac ce s s   to   h ea lth ,   r ap id   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 3221   C o m p u t.  Sci.  I n f .   T ec h n o l. Vo l.  2 ,   No .   1 ,   Ma r ch   2 0 2 1 1     10   2   r esp o n s to   em er g en c ies  [ 5 ] .   A n o th er   asp ec is   ev ac u atio n   s u p p o r t.  I n   [ 6 ]   is   d is cu s s e d   th ap p licatio n   o f   d is aster   tr af f ic  m a n a g e m en t   to   s u p p o r t   ev ac u a tio n   s u p p o r t .   W h er th ev ac u a tio n   p r o ce s s   s h o u ld   m i n i m ize  d ela y   a n d   m ax i m ize  s ec u r it y .   E v ac u atio n   is   ch ar ac ter ized   b y   r ap id   an d   r ap id   m o v e m e n o f   p eo p le  in   u n s af lo ca tio n s   o r   d is aster   s ite s   to   s a f er   lo ca tio n s .   T h im p o r tan t   th i n g   to   n o te  i s   th ab s e n ce   o f   co n g e s tio n   an d   ch ao s   d u r in g   t h e   ev ac u at io n   p r o ce s s   [ 7 ] .   B asicall y   t h tr a f f ic  n et w o r k   is   n o t   d esig n ed   to   h a n d le  e m er g en cies  li k d i s as ter   b ec au s it  is   co n s id er ed   n o f i n an cia ll y   p r ac tical.   Ge n er all y ,   p eo p le  af f ec ted   b y   d is aster s   w il tr y   to   g et  o u o f   th d is a s ter - a f f ec ted   ar ea   i m m ed iatel y   a n d   th i s   m a y   ca u s c h ao s   t h at  a f f ec ts   t h d is r u p tio n   o f   t h e v ac u a tio n   p r o ce s s   [ 8 ] .   T h p r ev io u s l y   s tated   co n d itio n s   m a k it  clea r   th at  d is aster   tr af f ic  m an a g e m en in   t h f o r m   o f   tr af f ic  m a n ag e m e n d u r i n g   d is aster   is   n ec e s s i t y   a n d   th er ar s ev er al  tr af f ic  m a n a g e m e n s tr ateg ie s   th at  ca n   b u s ed   [ 9 ] .   T h m o s co m m o n l y   u s ed   ev ac u atio n   s tr ate g y   f o r   tr af f ic  m an ag e m e n is   th u s o f   Sh o u ld er - L a n e,   co n tr af lo w i n g   tr a f f ic  an d   g r ad u al  ev ac u atio n   [ 6 ] .   I n   [ 1 0 ]   Sh o u ld er - L an li n is   u s ed   to   ac co m m o d ate  tr af f ic  s p ik es  i n   e m er g en c y   ev ac u ati o n   p lan s .   T h e y   d ev elo p   u r b an   an d   r u r al  p lan s ,   ea ch   o p er atin g   w i th   S h o u ld er - L a n ev ac u atio n   p ath .   w i th   s o m d r a w b ac k s   in   i ts   ap p licatio n .   C o n tr a - f lo w   h as  b ee n   co m m o n l y   u s ed   i n   tr a f f ic   m an a g e m e n b y   c h an g i n g   tr af f ic  lan es  d u r in g   p ea k   [ 1 1 ] .   C u r r en co n tr a - f lo w   tech n iq u e s   ar lik o n e - la n e,   t w o - lan e,   an d   all - lan co n tr a - f lo w .   I n   g en er al,   th i m p le m en tatio n   o f   co n tr a - f lo w   d u r i n g   th e v ac u atio n   p r o ce s s   is   to   r ev er s all   in - b o u n d   la n es  i n to   o u t   b o u n d   lan e s .   T h o u tb o u n d   l in e   is   a   g e n er all y   b u s y   li n e,   an d   t h in - b o u n d   lin is   r elat iv el y   e m p t y   li n o f   [ 1 2 ] .   I n   th ev en o f   d is a s ter ,   th p o p u latio n   is   at  r i s k   o f   b ein g   e v ac u ated   to   s af et y   as  s o o n   as  p o s s ib le,   t h e   h ig h w a y   is   th m ai n   m o d e.   E f f ec tiv tr af f ic  m an a g e m en s t r ateg ies  ar n ee d ed   to   m a n ag t h in cr ea s i n g   d e m an d   f o r   r o a d s   s ig n i f ica n tl y   d u r in g   e v ac u at io n   an d   co n tr a - f lo w   s tr ate g ies.  Un d er   th ese  co n d itio n s   th i n telli g e n t   tr an s p o r tatio n   s y s te m s   ( I T S)  t o o l c an   b e   ap p lied ,   s u ch   as  m e s s a g d eliv er y   an d   s tr ee s i g n in g   t y p icall y   u s ed   to   s u p p o r th co n tr a - f lo w   s tr ateg y   [ 1 3 ] T h r esear ch   co n d u ct ed   b y   Step h e n   [ 1 2 ] p r o d u ce d   s ev er al  s ce n ar io s   t h a co u ld   b u s ed   to   s u p p o r th co n tr a - f lo w   s tr ate g y ,   p ar tic u la r l y   in   r elat io n   to   t h e   u tili za t io n   o f   t h in - b o u n d   an d   o u t - b o u n d   p ath s .   E x i s ti n g   p r o b le m s   w il b ec o m m o r d if f i cu lt  w h en   t h er ar s ev er al  o u t - b o u n d   p ath s   lead in g   to   th s a m p ath ,   w h ic h   w ill ce r tain l y   lead   to   co n g esti o n   w h en   t h ev ac u at io n   p r o ce s s .   E x is tin g   is s u e s   w ill  b m o r d if f icu lt  w h e n   th er ar s ev er al  o u t - b o u n d   p ath s   lead i n g   to   th s a m p ath ,   w h ic h   w ill  ce r tai n l y   lead   to   co n g e s tio n   w h e n   th e v ac u a tio n   p r o ce s s   s h o u ld   b d o n e   as  s o o n   as  p o s s ib le  [ 1 4 ] .   T h d ev elo p m en o f   r ea l - ti m ev ac u atio n   m o d el  is   v er y   i m p o r ta n b ec au s in d i v id u a b eh av io r   ca n   n o b ass u m ed   to   r ep licate  f r o m   p r e v io u s   tr av el  p atter n s   [ 1 5 ] .   R esear ch   co n d u c ted   b y   [ 1 6 ]   tr ies  to   o v er co m th is   co n g es tio n   p r o b le m   b y   ca lcu la tin g   th le v el  o f   co n g e s tio n   a n d   m ap p in g   ca p ac it y   o f   t h ev a cu atio n   p at h .   A cc o r d in g   to   [ 1 7 ] ,   to   im p le m en co n tr a - f lo w   o p er atio n s ,   th er ar tw o   m ai n   p r o b lem s   th at  m u s b d ec id ed ,   n a m el y   o p ti m a l c o n tr af lo w   la n co n f i g u r atio n   p r o b le m   ( O C L C P )   an d   o p ti m al  co n tr af lo w   s c h ed u lin g   p r o b lem   ( OC SP ) .   OC L C P   ai m s   to   d eter m i n t h ca n d id ate  o f   r ed ir ec ted   p ath   to   m i n i m ize  tr af f ic  t h r es h o ld   an d   OC SP   ai m s   to   d eter m i n t h s tar ti m an d   d u r atio n   o f   t h o p er atio n T h f ir s r esear ch   o n   OC SP   m ap p in g   h as  b ee n   d o n b y   [ 1 8 ] ,   w h ic h   s u g g est s   th at  th er ar t w o   ap p r o ac h es  th at  ca n   b u s ed z o n s ch ed u li n g   an d   f lo w   s c h ed u li n g .   I n   zo n s c h e d u lin g ,   zo n s et tin g s   ar b ased   o n   i m p o r tan ce .   Z o n es c a n   b s et  s o   th at  zo n i s   o n l y   n o al lo w ed   to   b ev ac u at ed   u n t il  f o cu s ed   zo n e   h as   b ee n   e v ac u ated   o r   e v ac u a tio n   t i m o f   ea ch   zo n ca n   b s et  b y   ti m e.   O n   th o th er   h an d ,   f lo w   s c h ed u lin g   is   s ch ed u lin g   p r o ce s s   b ased   o n   th av ailab ili t y   o f   ev ac u at io n   f ac ilit ies  ( v eh ica le - b ased )   [ 1 9 ] .   T h p r o b lem s   o f   co n tr a - f lo w   a n d   zo n s c h ed u lin g   ar e   es s en tia ll y   e m er g e n ce   ev ac u atio n   r o u te  p lan n i n g   [ 2 0 ]       2.   RE S E ARCH   M E T H O D   R o u te  p la n n i n g   is   co m m o n   p r o ce s s   o f   co m m u n it y   m o v e m en i n   d is aster   ar ea s   to   s af ar ea s   i n   e m er g e n c y   s it u atio n s .   T h is   is s u ca n   b f o r m u lated   as  f o llo w s .   Su p p o s Gra p h   ( N ,   A )   p r esen ts   n et w o r k   r ep r esen tin g   t h i n te n d ed   ar ea ,   w h ic h   co n s is t s   o f   r o ad s ,   r u r a r o ad s ,   an d   to g eth er   w i th   in te r s ec tio n s .   A   is   s et  o f   ar cs th at  r ep r esen t r o ad s   an d   ar ter ial  r o a d s .   T h s et  o f   n o d es is   d iv id ed   in to   th r ee   s u b s ets,  n a m el y :     So u r ce   n o d ( in itial e v ac u a tio n )   d en o ted   b y   NS     T h tr an s f er   n o d o r   th in ter m ed iate  n o d d en o ted   b y   NT ,   an d     T h f in al  n o d ( o r   s ec u r d esti n atio n )   d en o ted   b y   t h ND     S o ,   N   NS     NT     ND   ( 1 )     T h in ter m ed iate  n o d p r esen ts   w h er th ev ac u a tio n   f lo w   is   co llected   ( m er g ed )   o r   cr o s s ed   ( cr o s s in g ) .   E ac h   ar i n   A   is   e x p r ess ed   a s   an   a r c   ( i,  j ) ,   w h ich   is   an   ar co n n ec t in g   n o d es  i   a n d   j .   T h is   is   ca lled   s tatic   n et w o r k   b ec au s ev er y   ar in   t h n et w o r k   p r esen t s   o n l y   s tat io n ar y   r elatio n s h ip   f r o m   o n n o d to   an o th er   n o d in   th n et w o r k .     N   i s   th s e t o f   n o d es th at  r ep r ese n t th lo ca tio n s   o cc u p ied   b y   t h ev ac u ated .   W ith   r esp ec to   ea ch   ar an d   n o d th er ar p ar am eter s .   E ac h   n o d k   p r esen t s   th lo ca t io n   in   t h e   n et w o r k   w it h   th in i tial  p o p u latio n   p k   an d   v k   ca p ac ity .   Fo r   ea ch   a r ( i,  j) ,   g iv e n   th ca p ac i t y   o f   c ij ,   w h er ( i,  j )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
C o m p u t.  Sci.  I n f .   T ec h n o l.         Mo d el  o f e merg en ce   ev a c u a ti o n   r o u te  p l a n n in g   w ith   co n tr a   flo w   a n d   z o n e … ( Ded Ha r ta ma )   3     A .   T h ca p ac it y   o f   an   ar is   th n u m b er   o f   cu r r en ts   p er   u n i o f   ti m e,   a s s u m in g   n o   co n g es tio n   o cc u r s .   I n   t h e   ca s o f   lan e - b ased   r o ad   n etw o r k ,   ca p ac it y   i s   th n u m b er   o f   v e h icles  p er   h o u r   p er   lin e.   Fo r   ea ch   ar c,   tr av el  ti m τ ij ,   w h er a r ( i,  j)     A .   Her it  is   ass u m ed   th at  τ ij   is   c o n s ta n an d   is   th a v er ag v el o cit y   f o r   th a r ( i,  j)   w h e n   th f r ee   ar ( e m p t y )   o f   e v ac u at io n .   T h is   p ar a m eter   i s   al w a y s   r e f er r ed   to   as  f r ee   f lo w   v elo cit y   o r   lead   ti m f o r   a r cs  ( i,  j ) .   T h x ijt   v ar iab le   is   th n u m b er   o f   e v ac u a tio n s   ( p eo p le)   m o v i n g   f r o m   n o d i   at  th b eg i n n in g   o f   th p er io d   to   n o d j   at  th en d   o f   th p er io d .   T h o b j ec tiv is   to   m a x i m ize  th n u m b er   o f   p eo p le  co m in g   o u t o f   th d is aster   s o u r ce   n o d to   th e   d esti n atio n   as q u ic k l y   a s   p o s s ib le.   T h lo w er   li m it a t t h ti m o f   co m p let io n   o f   e v ac u at io n   i n   th n et w o r k   is   t h n u m b er   o f   ar cs o f   g r ac e   p er io d   s tar tin g   f r o m   th n ea r e s n o d at  th s o u r ce   o f   th d is aster   to   th d esti n atio n   n o d w it h   th f u r t h est  f r o m   th s o u r ce   o f   t h d is aster .   I f   n o d 1   is   th s o u r ce   n o d th at  co n n ec ts   all  n ea r b y   n o d es  to   th s o u r ce   o f   t h d is a s ter   an d   No d is   th f u r t h est d es tin atio n   n o d e,   th lo w er   li m it  ca n   b ca lcu lated   b y     1 , = ,             , ,   ,   ( 2 )     I n   p ar ticu lar ,   th ar c   ca p ac ity ,   w h ic h   r ep r esen ts   th n u m b er   o f   ev ac u a te  p er s o n s   w h o   ca n   p a s s   th r o u g h   an   ar p e r   u n it  o f   ti m e,   is   al w a y s   ass u m ed   to   b e   co n s tan t.  Ho w e v er ,   in   r ea lis tic  ter m s ,   th e   ar c   ca p ac ity   is   n o t   co n s ta n t.  I n   f ac t,  t h ca p ac it y   o f   g iv e n   ar is   f u n ctio n   o f   t h n u m b er   o f   e n titi e s   p r esen t i n   th ar at  g i v e n   ti m e.   I n cl u d in g   f lo w - d ep en d e n t   ca p ac it y   to   ch a n g t h n et w o r k   f lo w   p r o b le m   b ec o m es  n et w o r k   f lo w   i s s u e   w it h   ad d itio n al  co n s tr ai n ts .   Fo r   s in g le  f lo w   p r o b le m s   w it h   co u n ter c u r r en co u n ter - c u r r en t s ,   th m o d el  f o r   t h e   b asic  p r o b lem   is   m o d if ied   to   f i n d   th r ec o n f i g u r atio n   n et wo r k   an d   id en ti f y   th b est  d ir ec tio n   f o r   ea ch   ar i n   o r d er   to   m a x i m ize  t h e v ac u atio n   f lo w   o u o f   th e   n e t w o r k .   T h p r o p o s ed   m o d el  r e v er s es  t h tr ip   ar a n d   r elo ca tes av ailab le  ar ca p ac ity .   P ar am eter   T   T o tal  n u m b er   o f   p er io d s   to   clea n   th tr a n s p o r t n et w o r k     N   T h to tal  n u m b er   o f   n o d es   in   th tr a n s p o r t n et w o r k ,   N   = |   N   |     0   P o p u latio n   ev ac u ated   at  n o d ( = 1 ,   . . . ,   N )   in   th n et w o r k   b ef o r ev ac u a tio n   b eg i n s       : Cap ac it y   n o d ( = 1 ,   . . . ,   N - 1)   in   t h n et w o r k n            : T h ar ca p ac ity   ( i,  j )   ( i =   1 ,   . . . ,   N ;   j =  1 ,   . . . ,   N   w ith   i ≠   j)   in   th n et w o r k    : T h f r ee - f lo w   t i m i n   t h a r c   ( i,  j)   ( i =  1 ,   . . . ,   N ;   j =  1 ,   . . . ,   N   w ith   i ≠   j)   i n   th d ec is io n   v ar ia b le  n et w o r k     :   E v ac u atio n   c u r r en f r o m   n o d i   at  t h b eg in n i n g   o f   p er io d   t   ( en d   o f   p er i o d   t - 1 )   to   n o d j   at  t h e n d   o f   p er io d   t   ( p er io d   s tar t   1 ) ;     :   T h o p p o s ite  cu r r en e v ac u a ted   f r o m   n o d i   at  th b eg i n n i n g   o f   p er io d   t   to   n o d j   at  th en d   o f   p er io d ,   T h is   v ar iab le  is   1 ,   if   t h ev ac u atio n   f lo w s   n o r m a ll y   d u r in g   th in ter v al w o r t h   o f   0   if   n o t      :   P o p u latio n   ev ac u ated   at  n o d ( = 1 ,   . . . ,   N )   in   th n et w o r k   at  th e n d   o f   th p er io d       :   T h am o u n t e v ac u ated   clea r in g   t h n et w o r k   at  t h en d   o f   t h p er io d   t     C o n s id er in g   t h s m o o th n es s   o f   th C o n tr Flo w   p r o ce s s ,   it c an   b d o n b y   u s i n g   ( 3 )   an d   ( 4 ) .     1                               , = 1 , . , ; < ;   = 1 , ,   ( 3 )     0                               , = 1 , . , ; < ;   = 1 , ,      ( 4 )     ( 3 )   S h o w s   t h at  t h C o n tr Flo w   p r o ce s s   r u n s   n o r m al l y   a n d   ( 4 )   in d icate s   th at  t h C o n tr Fl o w   p r o ce s s   is   n o r u n n i n g   n o r m all y .   I n   r ela tio n   to   ( 3 )   an d   ( 4 )   th en   th p r o b le m   o f   s in g le  f lo w   w it h   co u n ter cu r r en co u n ter - cu r r en ts   ca n   b s ee n   i n .        =   ( + 1 ) = 1       ( 5 )     =  1 = 1 +    1 = 1               = 1 , ,   (6 )     1 = 0  1 = 1 +  1 = 1         = 1 , . , 1   ( 7 )      = ( 1 ) +  (  ) + = 1 = 1  (  ) = 1 = 1 = 1 , . , ; >   1         ( 8 )                                              = 1 , , ;   = 1 , ,        ( 9 )     = 1 = 1                                , = 1 , . , ;   ( 1 0 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 3221   C o m p u t.  Sci.  I n f .   T ec h n o l. Vo l.  2 ,   No .   1 ,   Ma r ch   2 0 2 1 1     10   4     = 1 = 1  ( 1 )                             , = 1 , . , ;   ( 1 1 )       0 ,   ;   , = 1 , . , ; ;   = 1 , ,       ( 1 2 )     0       = 1 , ,     ( 1 3 )     = { 0 , 1 }       , = 1 , . , ; ;   = 1 , ,   ( 1 4 )         3.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   I n   th ev ac u atio n   p r o ce s s   s h o u ld   b ab le  to   m i n i m ize  th d e la y   an d   m a x i m ize  th p eo p le  w h o   ca n   b ev ac u ated .   C o n tr a - f lo w   p er f o r m an ce   m ea s u r e m e n ts   w er p e r f o r m ed   in   t h f o r m   o f   m a x i m izin g   th n u m b er   o f   ev ac u ated   p o p u latio n s   f r o m   d is aster   s ite  f o r   t h s a m ti m e   p er io d   co m p ar ed   to   th ab s en ce   o f   co n tr a - f lo w T h d ata  s o u r ce   f o r   th ev ac u atio n   p r o b le m   to   b u s ed   i n   th is   s tu d y   is   t h N u clea r   P o w er   P lan A r ea   i n   Mo n ticello ,   Mi n n e s o ta.   Data   in   Mo n ticello ,   Min n e s o ta  t h e   d ataset  its el f   w a s   co llected   b y   [ 2 1 ] .   Min n eso ta   Data s et  h as  4 9   n o d es.   T h Min n e s o ta  d ataset  h a s   4 9   n o d es  as  ca n   b s ee n   in   Fi g u r 1   [ 2 1 ] .   T h d ata  f o r   ea ch   n o d in   th Mi n n eso ta  d ataset  ca n   b s ee n   i n   T ab le  1 .           Fig u r 1 .   No d d e p lo y m en t o n   Min n e s o ta  d ataset       T ab le  1 .   No d in   Min n e s o ta  d ataset   A r c   N u mb e r   F r o m N o d e   T o   N o d e   A r c   C a p a c i t y   T r a v e l   T i me   1   1   2   1 5 0   0   2   2   1   1 5 0   0   3   2   3   1 5 0   18   4   3   2   1 5 0   18   5   2   4   1 5 0   9   6   4   2   1 5 0   9   7   3   5   2 5 0   6   8   5   3   2 5 0   6   9   3   6   1 5 0   5   10   6   3   1 5 0   5   11   4   5   1 0 0   17   12   5   4   1 0 0   17   13   4   7   1 5 0   10   14   7   4   1 5 0   10   15   4   10   1 0 0   15   16   10   4   1 0 0   15   17   5   16   2 5 0   11   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
C o m p u t.  Sci.  I n f .   T ec h n o l.         Mo d el  o f e merg en ce   ev a c u a ti o n   r o u te  p l a n n in g   w ith   co n tr a   flo w   a n d   z o n e … ( Ded Ha r ta ma )   5   A r c   N u mb e r   F r o m N o d e   T o   N o d e   A r c   C a p a c i t y   T r a v e l   T i me   18   16   5   2 5 0   11   19   6   9   2 0 0   9   20   9   6   2 0 0   9   21   7   10   1 5 0   8   22   10   7   1 5 0   8   23   7   18   1 0 0   7   24   18   7   1 0 0   7   25   8   9   1 5 0   17   26   9   8   1 5 0   17   27   8   12   1 5 0   6   28   12   8   1 5 0   6   29   9   11   2 0 0   2   30   11   9   2 0 0   2   31   10   16   1 5 0   5   32   16   10   1 5 0   5   33   10   17   1 0 0   3   34   17   10   1 0 0   3   35   11   13   1 0 0   3   36   13   11   1 0 0   3   37   11   14   2 0 0   4   38   14   11   2 0 0   4   39   12   24   1 5 0   15   40   24   12   1 5 0   15   41   12   41   1 0 0   9   42   41   12   1 0 0   9   43   13   14   1 0 0   8   44   14   13   1 0 0   8   45   13   19   1 0 0   6   46   19   13   1 0 0   6   47   13   41   1 0 0   8   48   41   13   1 0 0   8   49   14   20   2 0 0   5   50   20   14   2 0 0   5   51   15   16   1 5 0   1   52   16   15   1 5 0   1   53   15   20   1 5 0   4   54   20   15   1 5 0   4   55   15   21   1 0 0   9   56   21   15   1 0 0   9   57   16   17   1 0 0   5   58   17   16   1 0 0   5   59   16   22   2 5 0   9   60   22   16   2 5 0   9   61   17   18   1 0 0   8   62   18   17   1 0 0   8   63   17   22   1 0 0   12   64   22   17   1 0 0   12   65   18   23   1 0 0   11   66   23   18   1 0 0   11   67   19   20   1 0 0   11   68   20   19   1 0 0   11   69   19   25   1 0 0   12   70   25   19   1 0 0   12   71   20   26   2 0 0   12   72   26   20   2 0 0   12   73   21   22   1 0 0   5   74   22   21   1 0 0   5   75   21   27   1 0 0   8   76   27   21   1 0 0   8   77   22   23   1 0 0   3   78   23   22   1 0 0   3   79   22   47   2 5 0   9   80   47   22   2 5 0   9   81   23   47   1 5 0   5   82   47   23   1 5 0   5   83   24   25   2 0 0   11   84   25   24   2 0 0   11   85   25   26   2 0 0   13   86   26   25   2 0 0   13   87   26   27   1 5 0   1   88   27   26   1 5 0   1   89   26   39   2 0 0   13   90   39   26   2 0 0   13   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 3221   C o m p u t.  Sci.  I n f .   T ec h n o l. Vo l.  2 ,   No .   1 ,   Ma r ch   2 0 2 1 1     10   6   A r c   N u mb e r   F r o m N o d e   T o   N o d e   A r c   C a p a c i t y   T r a v e l   T i me   91   27   28   1 5 0   2   92   28   27   1 5 0   2   93   28   29   1 5 0   5   94   29   28   1 5 0   5   95   28   32   1 0 0   4   96   32   28   1 0 0   4   97   29   30   1 5 0   1   98   30   29   1 5 0   1   99   29   46   1 0 0   2   1 0 0   46   29   1 0 0   2   1 0 1   29   47   1 0 0   4   1 0 2   47   29   1 0 0   4   1 0 3   30   31   2 0 0   3   1 0 4   31   30   2 0 0   3   1 0 5   30   34   2 5 0   7   1 0 6   34   30   2 5 0   7   1 0 7   30   47   2 5 0   3   1 0 8   47   30   2 5 0   3   1 0 9   31   33   1 0 0   3   1 1 0   33   31   1 0 0   3   1 1 1   32   40   1 0 0   11   1 1 2   40   32   1 0 0   11   1 1 3   32   46   1 0 0   3   1 1 4   46   32   1 0 0   3   1 1 5   33   35   1 0 0   5   1 1 6   35   33   1 0 0   5   1 1 7   33   46   1 0 0   4   1 1 8   46   33   1 0 0   4   1 1 9   34   36   1 0 0   2   1 2 0   36   34   1 0 0   2   1 2 1   34   37   2 5 0   2   1 2 2   37   34   2 5 0   2   1 2 3   35   37   1 0 0   2   1 2 4   37   35   1 0 0   2   1 2 5   35   40   1 0 0   10   1 2 6   40   35   1 0 0   10   1 2 7   35   48   1 0 0   3   1 2 8   48   35   1 0 0   3   1 2 9   36   48   1 0 0   3   1 3 0   48   36   1 0 0   3   1 3 1   37   38   2 5 0   1   1 3 2   38   37   2 5 0   1   1 3 3   37   44   1 0 0   5   1 3 4   44   37   1 0 0   5   1 3 5   38   45   2 5 0   3   1 3 6   45   38   2 5 0   3   1 3 7   39   40   2 0 0   1   1 3 8   40   39   2 0 0   1   1 3 9   40   42   2 0 0   6   1 4 0   42   40   2 0 0   6   1 4 1   48   42   1 0 0   2   1 4 2   42   48   1 0 0   2   1 4 3   48   43   1 0 0   3   1 4 4   43   48   1 0 0   3   1 4 5   42   43   2 0 0   2   1 4 6   43   42   2 0 0   1   1 4 7   43   44   2 0 0   1   1 4 8   44   43   2 0 0   1   1 4 9   44   45   2 0 0   1   1 5 0   45   44   2 0 0   1   1 5 1   48   49   5 2 4 3 9   0   1 5 2   49   48   5 2 4 3 9   0     3 . 1 .   T esting   f o no n - co ntr a   f lo w   Fo r   s itu a tio n s   w it h o u t Co n tr a - Flo w   test i n g   i s   d o n u s i n g   L I NDO  s o f t w ar as  ca n   b s ee n   in   F ig u r 2.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
C o m p u t.  Sci.  I n f .   T ec h n o l.         Mo d el  o f e merg en ce   ev a c u a ti o n   r o u te  p l a n n in g   w ith   co n tr a   flo w   a n d   z o n e … ( Ded Ha r ta ma )   7       Fig u r 2 .   T esti n g   w it h   L I N DO   s o f t w ar f o r   w it h o u t c o n tr a - f l o w       T h r esu lts   o f   te s ti n g   w i th   So f t w ar L I NDO  g iv e s   t h f o llo win g   r e s u lt s .                 C an   b s ee n   th at   b ased   o n   t h r esu lt s   o f   te s ti n g   w it h   So f t w ar L I NDO  th e n   t h m a x i m u m   n u m b er   o f   ev ac u ated   p o p u latio n s   o f   1 3 1 5 0 .       3 . 2 .   T esting   f o co ntr a   f lo w   Fo r   c o n d itio n   w ith   C o n tr a - Flo w   te s ti n g   i s   d o n u s in g   L I ND s o f t w ar e.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 3221   C o m p u t.  Sci.  I n f .   T ec h n o l. Vo l.  2 ,   No .   1 ,   Ma r ch   2 0 2 1 1     10   8         T h r esu lts   o f   test i n g   w it h   So f t w ar L I ND g i v es  th f o llo w i n g   r es u lts .   C a n   b s ee n   th at  b ased   o n   th e   test   r esu lts   w it h   So f t w ar L I N DO  th e n   th m a x i m u m   n u m b e r   o f   ev ac u ated   p o p u latio n   o f   2 6 3 0 0 .           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
C o m p u t.  Sci.  I n f .   T ec h n o l.         Mo d el  o f e merg en ce   ev a c u a ti o n   r o u te  p l a n n in g   w ith   co n tr a   flo w   a n d   z o n e … ( Ded Ha r ta ma )   9         4.   CO NCLU SI O N   B ased   o n   th test   r e s u l t,  it  w a s   f o u n d   t h at  f o r   t h e m er g en c y   ev ac u atio n   r o u te  p lan n i n g   p r o b lem ,   t h e   p r o ce s s   w i th   co n tr a - f lo w   a n d   z o n s c h ed u li n g   ca n   i n cr ea s th ca p ac it y   o f   e v ac u ated   p o p u latio n .   T h is   i n cr ea s e   is   d u to   th d iv er s io n   f r o m   t h in b o u n d   li n in to   th o u tb o u n d   lan e .       RE F E R E NC E S   [1 ]     Ca ra g li u ,   A . ,   C.   D.  Bo ,   a n d   P .   Ni jk a m p .   S m a rt  Cit y   in   Eu ro p e .   J o u rn a o Ur b a n   T e c h n o l o g y .   v o l.   18 ,   p p .   65 - 82 2 0 1 1   [2 ]   M o h a n ty ,   S .   P . ,   U.  Ch o p p a li ,   a n d   E.   Ko u g ian o s.  Ev e r y th in g   Yo u   W a n ted   to   Kn o w   A b o u S m a rt  Cit ies T h e   In tern e o f   T h in g s is  T h e   Ba c k b o n e .   IEE Co n s u me r E lec tro n ics   M a g a zin e .   v o l.   5 ,   n o .   3 ,   p p .   60 - 7 ,   2 0 1 6 .   [3 ]   L a c in a k ,   M . ,   a n d   J.  Ristv e j.   S m a rt  Cit y ,   S a fe t y ,   a n d   S e c u rit y .   Pro c e d ia   E n g i n e e rin g .   v o l 1 9 2 ,   p p .   5 2 2 - 5 2 7 2 0 1 7 .   [4 ]   Ce n tre  o f   Re g io n a S c ien c e .   S m a rt  c it ies     Ra n k in g   o f   Eu ro p e a n   m e d iu m - si z e d   c it ies ,   [o n li n e ] .   A v a il a b le  a t:   h tt p : // ww w . s m a rt - c it ies . e u d o w n lo a d /sm a rt_ c it ies _ f in a l_   re p o rt . p d f .   2 0 0 7 .   [5 ]   V it a li j ,   F . ,   A .   Ro b n ik   a n d   T .   A lex e y .   S a f e   Cit y - A n d   Op e n   a n d   Re li a b le  S o l u ti o n   f o r   a   S a f e   a n d   S m a rt  Cit y .   El e k tro teh n isk Ves t n ik .   v o l 7 9 ,   n o .   5 ,   p p .   2 6 2 - 2 6 7 2 0 1 2 .   [6 ]   G o o d w in ,   Ly n e tt e   a n d   P isa n o ,   P a u l.   Cu rre n P ra c ti c e in   T ra n sp o r tatio n   M a n a g e m e n Du rin g   I n c lem e n W e a th e r .   In stit u te  o f   T ra n sp o rtatio n   E n g in e e rs A n n u a M e e ti n g ,   M it re tek   S y s tem s IT S   Div isio n .   2 0 0 2 .   [7 ]   M c Kin n e y ,   V .   S e a   L e v e Rise   a n d   T h e   F u t u re   o f   th e   Ne th e rlan d s.  2 0 0 7 .   [8 ]   M a d ired d y ,   M . ,   D.J.   M e d e iro s ,   a n d   S .   K u m a ra .   A n   A g e n Ba se d   M o d e l   f o Ev a c u a ti o n   T ra ff ic   M a n a g e m e n t.     Pro c e e d in g o t h e   2 0 1 1   W in ter   S imu la ti o n   Co n fer e n c e .   p p .   2 2 2 - 2 3 3 2 0 1 1 .   [9 ]   L iu ,   Y.  A n   In telli g e n Op t im a Co n tr o S y ste m   f o Em e r g e n c y   E v a c u a ti o n .   P h T h e sis.  M a ry lan d P o st  G ra d u a te   o f   Un iv e rsit y   o f   M a r y lan d ,   2 0 0 7 .   [1 0 ]   T e x a D e p a rt m e n o f   T ra n sp o rtatio n .   Hu rrica n e   S h o u ld e Ev a c u a ti o n   L a n e .   [ o n li n e ].   A v a il a b le  a t:   h tt p s:/ /www - c d n . c c tex a s.c o m /sit e s/d e fa u lt /f il e s/F IRDE P - i3 7 - h u rrica n e - e v a c u a ti o n - lan e . p d f ,   2 0 0 7 .   [1 1 ]   W o lsh o n ,   B.   S a f e   Cit y - A n d   Op e n   a n d   Re li a b le  S o l u ti o n   f o r   a   S a f e   a n d   S m a rt  Cit y .   El e k tro teh n is k Ves tn ik .   v o l.   79 ,   n o .   5 ,   p p .   2 6 2 - 2 6 7 2 0 1 2 .   [1 2 ]   S tep h e n ,   L .   Ev a lu a ti o n   o f   Dif f e r e n C o n tra - F lo w   S trate g ies   f o Hu r rica n e   Ev a c u a ti o n   in   Ch a rles to n ,   S o u t h   Ca ro li n a Cle m so n   Un iv e rsity .   2 0 0 7 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 3221   C o m p u t.  Sci.  I n f .   T ec h n o l. Vo l.  2 ,   No .   1 ,   Ma r ch   2 0 2 1 1     10   10   [1 3 ]   Ch ien ,   S .   I.   a n d   K .   O p ie.  A n a ly si a n d   M o d e li n g   o f   Ca p e   M a y   Co u n ty   Ro a d w a y   El e v a ti o n a n d   Ev a c u a ti o n   R o u tes .   Fi n a l   Rep o rt New Je rs e y   DO T   Bu re a u   o f   Res e a rc h ,   USDOT ,   F HW A .   2 0 0 6 .   [1 4 ]   Kn a p p e r,   A . S . ,   a n d   K.  A .   Bro o k h u is.   F ield   Re se a rc h   Co n c e rn in g   Co n tra - F l o w   a a   M e a su re   f o M a ss iv e   Ev a c u a ti o n .   Pro c e d i a   E n g i n e e rin g .   v o l.   3 ,   p p .   77 - 86 2 0 1 0 .   [1 5 ]   Co ll in s ,   J.  Eva lu a ti o n   o f   C o n tr a fl o L a n e s fo r H u rr ica n e   Ev a c u a ti o n .   U n iv e rsity   o f   S o u th   F l o ri d a .   2 0 0 8   [1 6 ]   S a tt a y h a te wa   P .   a n d   Ra n   B.   De v e lo p in g   a   Dy n a m ic  T ra ff ic   M a n a g e m e n M o d e f o r   Nu c le a P o w e P la n t   Ev a c u a ti o n .   T ra n sp o rta t io n   Res e a rc h   Bo a rd ,   7 9 th   A n n u a M e e ti n g .   2 0 0 0 .   [1 7 ]   M e n g ,   Q,  H.  L .   Kh o o ,   a n d   R.   L .   Ch e u .   M icro sc o p ic  T ra ff ic  S i m u latio n   M o d e l - Ba se d   Op ti m iza ti o n   A p p ro a c h   f o Co n traf lo w   L a n e   Co n f ig u ra ti o n   P ro b lem .   J o u rn a l   o f   T ra n sp o rt a ti o n   E n g in e e rin g . v o l.   1 3 4 ,   n o .   1 ,   p p .   41 - 49 2 0 0 6 .   [1 8 ]   Ch e n ,   X . ,   a n d   B.   Zh a n .   A g e n t - Ba se d   M o d e li n g   a n d   S im u latio n   o f   Urb a n   Ev a c u a ti o n   Re lativ e   Eff e c ti v e n e ss   o f   S im u lt a n e o u s a n d   S tag e d   Ev a c u a ti o n   S trate g ies .   Pro c e e d in g o 8 3 rd   T r a n sp o rta ti o n   Res e a rc h   B o a rd .   2 0 0 4   [1 9 ]   El - S b a y ti ,   H.  H.  Op ti m a S c h e d u li n g   o f   Ev a c u a ti o n   O p e ra ti o n w it h   Co n traFl o w .   Un iv e rsit y   o f   M a ry l a n d .   2 0 0 8   [2 0 ]   Kitt irattan a p a ib o o n ,   S .   Em e rg e n c y   Ev a c u a ti o n   Ro u te  P lan n in g   C o n sid e ri n g   Hu m a n   Be h a v io d u ri n g   S h o rt   a n d   no  No ti c e   Em e r g e n c y   S it u a ti o n s.   P h T h e sis.  F lo rid a P o st  G ra d u a te  o f   Un iv e rsit y   o f   Un iv e rsit y   o f   Ce n tral  F lo ri d a ;   2 0 0 9 .   [2 1 ]   S .   Kim ,   S .   S h e k h a a n d   M .   M i n .   Co n traf lo w   T r a n sp o rtatio n   Ne tw o rk   Re c o n f i g u ra ti o n   f o Ev a c u a ti o n   Ro u te   P la n n i n g .”   in   I EE T ra n s a c ti o n o n   K n o wle d g e   a n d   Da t a   E n g i n e e rin g ,   v o l.   2 0 ,   n o .   8 ,   p p .   1 1 1 5 - 1 1 2 9 ,   A u g .   2 0 0 8 .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.