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汪彤:當危險發生時,地鐵出口并不是越寬大越好

  • 發布時間:2016-04-28
  • 信息來源:果殼網
  • 作者:汪羽汀
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   清晨7:30的北京地鐵站,人潮涌動,川流不息。伴隨上班的人匆忙的腳步,地鐵各個進出口和通道里的人像涌上沙灘的潮汐一般,一浪接著一浪。在步履匆匆之際,我們有時不免會疑惑,如此大量的人群,在一個半密閉的環境中,萬一出現緊急狀況,我們究竟可以通過什么樣的路線安全逃生呢?

實際上,不僅是地鐵,商場、餐廳、醫院、大型集市、公共展覽館、演藝活動現場、車站、碼頭,城市大型的公共聚集場所往往都人多擁擠。而在一個較為擁擠和較為密閉的環境中,一旦發生災難性的事故,比如火災、爆炸或者地震時,人群中發生瞬間擁擠和故的可能性極大,此時人群的安全撤離就是個極大問題。一個設計良好的出入口,可以提高公共場所人員的疏散效率,縮短疏散時間從而減少人員傷亡,因此如何設計公共聚集場所的出入口,就有著極其重要的意義。

潮汐一般的人流
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   說人流像潮汐一般,并不完全是一個比喻的說法,至少對北京市勞動保護科學研究所
的副所長汪彤來說是如此。汪彤的工作之一,正是針對公共聚集場所出口應急疏散能力的研究。

“你看,人群是由一個一個的個體組成的,而液體或者氣體也是由一個個的分子組成的,那么我們的人群和流體就有了某些相似之處。”王彤注意到,在人群密度較高時,人群的流動類似于氣體或者液體的流動。她將緊急疏散時的人群視為由單個“人分子”組成的某種流體。這樣,人群就變成了“人流”。

但在實際情況當中,人流中的各個“人分子”并不會像水分子或者氣體分子那樣沒有差別,而是充滿個性。災難一旦發生,人群撤離時都非常慌亂,每個人的反應和行為都會不一樣,那么怎么得到人流當中“人分子”的個性行為數據呢?王彤和她的研究小組通過對不同的典型公共聚集場所,包括商場、地鐵、比賽場館等地進行實地觀測和測量,還請來一批年齡段各異的人群模擬測定,最終得出不同人群的步速和他們各自的組成比例。

這樣,從人群中的擾動傳播現象出發,研究人員就可以定義人群中的“壓力”、“流動速度”,借助于已有的流體動力學,研究這些參數之間的關系,就可以建立適用于控制疏散高密度人群的方程。如此一來,人群的移動就可以利用液體或者氣體流動的方程。“我們所說的“人流滾滾”就不再只是你們記者筆下的一個比喻,而是我們科學工作者電腦中實實在在的數學模型了。”

設計良好的出口什么樣?
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   在得到一系列調查結果后,研究人員又通過軟件進行模擬,并通過實驗結果修正軟件參數,最終用修正完畢的模型模擬計算各種出口條件下的人員疏散情況,得到結論。

一個空間的出入口越寬,出現緊急狀況是撤離速度就越快,這幾乎是個常識性的問題。“這在我們的模型當中也得到了體現,”關于模型的結論,汪彤這樣介紹到,“但是,和我們的常識相悖的是,這個寬度并不是越大越好。”模擬模型表明,當出口的寬度增大到一個臨界值時,疏散時間就不再隨寬度的變化而增加,而更多的是由疏散人員的步速決定,也就是說撤離的速度取決于人們跑動的速度。

這個發現,對于出口的設計非常具有實際意義,因為很多工程囿于場地,無法設計太寬的出口,那么通過這個模型,就可以結合實際情況,尋找最佳的出口寬度。

撤離空間與出入口的內容結構,也決定了撤離時的速度。很多空間的出口都存在轉角,有的甚至是直角形的轉角,這無疑會給疏散帶來不便。那么,什么樣的轉角最影響撤離呢?研究人員模擬了垂直、鈍角(120度)、較大的鈍角(135°、150)和直線型的出口,發現轉角的角度越大,人們撤離時所需的時間也就越小,也就越有利于疏散。 同樣的原理,汪彤還分析了出入口的岔路,對撤離造成的影響。從而因此在設計出入口時,應盡量使用直線型出入口,盡量避免岔路和轉彎的出現。

安全訓練很重要
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   有了數學模型,但問題并沒有完全解決。當人在危機之中時,每個人的行為、反應相差很大。人群撤離時的行為和反應,會對撤離速度有什么影響呢?研究人員設計了調查問卷,調查了北京某大學的120名學生和公共聚集場所的103位行人。

研究者發現,安全疏散演習和相關培訓,在發生緊急狀況是會對的行為產生很大影響:受過訓練的人 89%,都知道所在空間兩個以上出口,64%的人會留意緊急疏散通道或除進來出口外的其他出口,81%的人會留意疏散樓梯或安全標志,這說明大部分人的人對出入口的熟悉度較高。而在突發事件發生時,82%的人選擇自己或和朋友一起迅速撤離商場,只有很少人選擇原地等待救援。

公共聚集場所出入口的應急疏散效率,一直是個社會各界關心的熱點問題。“城市公共安全問題這幾年越來越受關注。相對于國外相關行業的研究,國內目前最缺乏的是基礎數據。我們能做的一方面是學習國內外科研機構的相關理論成果,另一方面是通過和政府、企業的直接對接,把研究成果直接應用到實踐中去,在實踐中積累數據。”對于城市公共的安全,汪彤心懷慈悲。


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