光海鵬 （太原市消防支隊(duì)杏花嶺大隊(duì)，山西 太原 030024）

隨著城鎮(zhèn)化步伐的不斷加快，我國城市規(guī)模急劇增長的同時(shí)帶來了人口的密度不斷增大，由此不僅帶來了交通等公共設(shè)施的壓力，同時(shí)也對(duì)消防安全提出了新挑戰(zhàn)。特別是城市交通運(yùn)輸樞紐、綜合性大型購物廣場(chǎng)以及電影院和體育館等人口聚集的地方，步行設(shè)施建設(shè)成本高，集散人口流量大，空間布局相對(duì)比較復(fù)雜，行人的應(yīng)急疏散難度大，一旦發(fā)生火災(zāi)地震等突發(fā)事件，極易發(fā)生擁擠踩踏等問題。因此，安全出口的合理設(shè)置對(duì)于疏散時(shí)間、移動(dòng)距離、擁擠程度和行人的路徑選擇具有十分重要的影響。

1 疏散狀態(tài)下的行人描述

當(dāng)行人密度比較低而沒有出現(xiàn)突發(fā)事件的時(shí)候，行人往往選擇自己最為舒適的方式進(jìn)行自由移動(dòng)，并且，因?yàn)閭€(gè)子高低、胖瘦、性別和年齡等個(gè)體差異性使得每個(gè)人的行進(jìn)速度和步伐差異較大。如果行人較為密集而沒有發(fā)生突發(fā)事件不需要對(duì)行人流進(jìn)行疏散的時(shí)候，行人主要以跟隨前者的步伐行進(jìn)，往往會(huì)在步行的區(qū)域內(nèi)自動(dòng)形成了相向而行的相對(duì)方向的行人流自動(dòng)分流而避免相互之間碰撞，此時(shí)，他們步伐和速度趨向一致而向著目標(biāo)方向前行。

但是，如果發(fā)生突發(fā)事件而需要進(jìn)行人群疏散的時(shí)候，行人的行進(jìn)目標(biāo)就是距離自己最近的安全出口。通常情況之下，如果沒有人正確的引導(dǎo)，就會(huì)導(dǎo)致大量人群聚集在安全出口，在出口處形成了瓶頸。如果在理性狀態(tài)之下，人群在疏散過程中往往相對(duì)有序的，行人會(huì)根據(jù)人群的密集程度選擇時(shí)間最短的安全出口，但是，如果在突發(fā)事件時(shí)沒有人進(jìn)行正確的疏導(dǎo)，就會(huì)發(fā)生人群的集體恐慌，人們往往根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)和視覺效果來選擇距離最近的安全出口。大多數(shù)會(huì)選擇自己第一個(gè)發(fā)現(xiàn)的安全出口，但由于安全出口設(shè)置的高度和寬度限制使得其通過能力有限，就會(huì)發(fā)生大量的人群聚集而降低了安全出口的通過效率。

2 安全出口通行能力的試驗(yàn)?zāi)M

2.1 不同寬度安全出口的通過能力試驗(yàn)?zāi)M

在通過安全出口的時(shí)候，行人的身高和肩寬是應(yīng)當(dāng)考慮的因素，所以在露天步行街行人疏散的試驗(yàn)?zāi)M的過程中，為了更接近真實(shí)的現(xiàn)場(chǎng)狀況，首先將安全出口的高度設(shè)置為2 m，而寬度從0.5 m～1 m進(jìn)行變化，每次增加0.1 m，進(jìn)行不同寬度的安全出口通過能力進(jìn)行分析研究。通過改變特定區(qū)域的面積，按照不高于消防安全規(guī)定的人口密度0.6人/m2進(jìn)行模擬試驗(yàn)的設(shè)置，區(qū)域內(nèi)的人數(shù)分別設(shè)置為500、800、1000人。在僅有一個(gè)安全出口的前提下，統(tǒng)計(jì)3min通過安全出口的人數(shù)，計(jì)算每秒鐘通過的人數(shù)平均數(shù)，試驗(yàn)?zāi)M結(jié)果如表1～表3所示。

區(qū)域人數(shù)500人的不同寬度安全出口通行能力表 表1

區(qū)域人數(shù)800人的不同寬度安全出口通行能力表 表2

區(qū)域人數(shù)1000人的不同寬度安全出口通行能力表 表3

從上述的3次模擬試驗(yàn)可以看出，不論在哪種情況之下，隨著安全出口的寬度不斷增加，安全出口的通過能力也不斷增強(qiáng)，通過速度不斷變快。但是，同時(shí)從3個(gè)表的數(shù)據(jù)對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，在0.5 m～0.8 m階段，區(qū)域人數(shù)是800人的模擬試驗(yàn)中，安全出口的通過速度最快，區(qū)域人數(shù)是1000人的模擬試驗(yàn)中安全出口的通過速度最慢。當(dāng)安全出口寬度增加到0.9 m及以上時(shí)，區(qū)域人數(shù)是1000人的模擬試驗(yàn)中，通過能力發(fā)生了質(zhì)的變化，成為通過最快的模擬試驗(yàn)，由此可見，在安全出口達(dá)到一定寬度時(shí)，由于人群的追趕效應(yīng)，通過能力明顯發(fā)生了提升。

2.2 寬度確定值下的不同數(shù)量安全出口的通過能力試驗(yàn)?zāi)M

進(jìn)一步地，我們?cè)诩榷▽挾葹榇_定值時(shí)進(jìn)行出口數(shù)量增設(shè)進(jìn)行模擬試驗(yàn)，區(qū)域人數(shù)為1000人的狀況下，同樣采取3min通過安全出口人數(shù)計(jì)算每秒鐘通過的人數(shù)平均數(shù)，如表4所示。

從表4我們可以看出，安全出口在確定值的寬度之下，安全出口的個(gè)數(shù)越多，其相應(yīng)的通過能力也越低，安全出口的增加影響到了安全出口的通過能力，明顯影響到了人群疏散的效率。因此，在露天步行街的安全出口設(shè)置中，既要考慮行人的進(jìn)出方便性，也要兼顧突發(fā)事件時(shí)的疏散效率。因此，設(shè)置數(shù)量和寬度適宜的安全出口尤為重要。

2.3 不同視覺效果下的安全出口通過能力模擬試驗(yàn)

對(duì)于我們每一個(gè)人而言，如果能夠清楚地看到前方的物體，在視覺效果較好的狀況之下肯定能夠走地更快?；诖?，我們進(jìn)行露天步行街安全出口不同高度之下的通過能力模擬試驗(yàn)，如下圖所示。

區(qū)域人數(shù)1000人的確定寬度的不同數(shù)量安全出口通行能力表 表4

高度不同的安全出口通過能力對(duì)比表 表5

安全出口高度為1m和2m的上方攝像視覺效果對(duì)比圖

在上圖中，左圖是高度為2 m的安全出口，右圖是高度為1 m的安全出口。從上圖中可以清晰地看出，如果安全出口設(shè)置得較低一些，前方的行人能夠清楚看到出口內(nèi)外的情況，人群密集度較高，但相對(duì)來說分布更加均勻，秩序較好，而左圖中安全出口設(shè)置較高時(shí)，行人開始朝安全出口集中。并且當(dāng)安全出口高度為1 m時(shí)，行人的胳膊可以自由地抬起以增加身體的靈活度，可以更加迅速地通過安全出口。兩者的通過能力對(duì)比表如表5所示。

從表5可以看出，設(shè)置高度低的時(shí)候比設(shè)置高度的時(shí)候，安全出口的通過能力更強(qiáng)，特別是安全出口為1.3 m～1.5 m的時(shí)候，這種差異性更明顯。

3 結(jié)論

綜上所述，我們通過進(jìn)行不同情形之下的行人疏散中安全出口通過能力模擬試驗(yàn)可知，安全出口的寬度與通過能力呈正相關(guān)關(guān)系，但是，在安全出口總寬度為確定值的情況下，安全出口設(shè)置越多則通過能力呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，為負(fù)相關(guān)關(guān)系。如果安全出口設(shè)置高度較高時(shí)，因?yàn)樾腥说囊曈X受到了影響，容易出現(xiàn)盲目跟隨前面的行人而不斷向出口處擁擠的現(xiàn)象，不利于人群的疏散，并且，因?yàn)樯眢w的靈活度受到了影響，安全出口高度較低時(shí)通過會(huì)更加迅速。