Evacuation Modeling in Flood Scenarios Using Agent-Based Modeling: A Systematic Literature Review

• Pedro Machado Araújo FURG
• Luiz Gustavo de Souza Lopes FURG / UFRGS
• Diana F. Adamatti FURG

DOI: https://doi.org/10.5753/wesaac.2026.30751

Resumo

Este artigo apresenta uma Revisão Sistemática da Literatura (RSL) sobre o uso de modelos baseados em agentes na simulação de evacuação em cenários de enchentes. A revisão foi conduzida nas bases de dados Scopus e IEEE Xplore, contemplando estudos publicados entre 2020 e 2026. O processo de busca resultou em 1.020 registros, dos quais 273 estudos foram selecionados para análise detalhada e classificados quanto ao tipo de crise, escala da simulação, representação do comportamento humano e ferramentas utilizadas. Os resultados indicam uma predominância de cenários de evacuação em ambientes abertos (outdoor) e uma crescente incorporação de aspectos comportamentais, como percepção de risco, tomada de decisão e interação social. A análise aprofundada dos estudos selecionados evidenciou uma tendência de integração entre modelos hidrológicos e modelos baseados em agentes, bem como o uso crescente da simulação como ferramenta de suporte à decisão. Entretanto, permanecem desafios relacionados à integração simultânea de fatores físicos, comportamentais e operacionais em uma única abordagem. Dessa forma, esta RSL contribui ao identificar tendências recentes, lacunas de pesquisa e desafios relacionados à integração entre dinâmica da inundação, comportamento humano e suporte à decisão, fornecendo uma visão abrangente do estado da arte na modelagem de evacuação em cenários de enchentes.

Referências

Axelrod, R. (1997). The Complexity of Cooperation: Agent-Based Models of Competition and Collaboration. Princeton: Princeton University Press. ISBN 978-0-691-01567-5.

Defesa Civil do Rio Grande do Sul (2024). Boletins e relatórios sobre as enchentes de maio de 2024 no rio grande do sul. Acesso em: 21 mar. 2026.

Du, E., Wu, F., Jiang, H., Guo, N., Tian, Y., and Zheng, C. (2023). Development of an integrated socio-hydrological modeling framework for assessing the impacts of shelter location arrangement and human behaviors on flood evacuation processes. Hydrology and Earth System Sciences, 27(7):1607–1626.

Haddaway, N. R., Page, M. J., Pritchard, C. C., and McGuinness, L. A. (2022). Prisma2020: An r package and shiny app for producing prisma 2020-compliant flow diagrams, with interactivity for optimised digital transparency and open synthesis. Campbell Systematic Reviews, 18(2):e1230.

IPCC (2021). Intergovernmental panel on climate change – climate change 2021: The physical science basis. [link] – Acesso em: 20 mar. 2026.

IPCC (2022). Intergovernmental panel on climate change – climate change 2022: Impacts, adaptation and vulnerability. [link] – Acesso em: 20 mar. 2026.

Kesamoon, C. and Boonprasurt, P. (2025). Enhancing local flood resilience: A participatory simulation-game framework for evacuation planning in thailand. International Journal of Disaster Risk Reduction, 130:105848.

Lindell, M. K. and Perry, R. W. (2012). The protective action decision model: Theoretical modifications and additional evidence. Risk Analysis.

Lv, W., Deng, F., Wang, J., Han, Y., and Yang, S. (2025). Large-scale real-time evacuation modeling during urban floods: A coupled agent-based multi-model framework. Simulation Modelling Practice and Theory, 140:103075.

Marengo, J. A. et al. (2020). Climate change and extreme events in brazil. Revista Brasileira de Meteorologia.

Mileti, D. S. (1999). Disasters by Design: A Reassessment of Natural Hazards in the United States. Joseph Henry Press, Washington, DC.

Nakanishi, H., Wise, S., Suenaga, Y., and Manley, E. (2020). Simulating emergencies with transport outcomes sim (setosim): Application of an agent-based decision support tool to community evacuation planning. International Journal of Disaster Risk Reduction, 49:101657.

Page, M. J., McKenzie, J. E., Bossuyt, P. M., Boutron, I., Hoffmann, T. C., Mulrow, C. D., Shamseer, L., Tetzlaff, J. M., Akl, E. A., Brennan, S. E., et al. (2021). The prisma 2020 statement: an updated guideline for reporting systematic reviews. International journal of surgery, 88:105906.

UNDRR (2019). UN office for disaster risk reduction – global assessment report on disaster risk reduction 2019. [link] – Acesso em: 21 mar. 2026.

Wang, Z., Huang, J., Wang, H., Kang, J., and Cao, W. (2020). Analysis of flood evacuation process in vulnerable community with mutual aid mechanism: An agent-based simulation framework. International Journal of Environmental Research and Public Health, 17(2).

Winsemius, H. C. et al. (2016). Global drivers of future river flood risk. Nature Climate Change.

Yang, Q., Sun, X., Liu, X., and Wang, J. (2020). Multi-agent simulation of individuals’ escape in the urban rainstorm context based on dynamic recognition-primed decision model. Water, 12(4).

Yang, Y., Yin, J., Feng, W., Yang, L. E., and Wang, J. (2025). Dynamic flood evacuation modelling for coastal cities: A case study of shanghai. 125:105591.