人员疏散规律（精选4篇）
人员疏散规律 篇1
近几年来随着社会经济的不断发展, 随着我国经济建设和城市化的日新月异, 大型、复杂的现代高大建筑物越来越多地涌现。由于这些建筑与传统建筑在使用功能、建筑材料、结构形式、空间大小、配套设施等方面存在很大的不同, 给防火安全带来很大的挑战, 给人员在火灾条件下的逃生带来了很大的威胁。对高大建筑物进行性能化防火设计时, 需主要以人员安全疏散为目标, 即对人员造成伤害的危险来临之前, 所有人员都疏散到相对于火场安全的区域。
一、人员安全疏散的评价标准
安全疏散是指当建筑物内发生火灾时, 在危险来临之前, 建筑物内的所有人员都安全地转移到安全区域的行为。而危险来临指的是火灾产生的烟气、毒气、高温等环境的变化已经威胁到了人员的生命安全, 将危险来临的时间定义为可用安全疏散时间 (ASET, Availiable Safety Egress Time火灾发展到危险状态的时间) 。通常还可用以下数学表达式表达ASET:ASET=min{t1, t2, t3, t4, t5}。其中t1表示毒性气体 (通常指CO) 达到危险浓度的来临时间;t2表示烟气层达到危险高度的来临时间;t3表示热辐射通量或烟气的温度达到危险程度的来临时间;t4表示能见度影响到人员步行速度的来临时间;t5表示对流热达到危险程度的时间。通常可用安全疏散时间ASET通过FDS、CFAST等软件模拟计算得出。
相对地, 将人员实际疏散所需的时间定义为必需疏散时间 (RSET, Required Safety Egress Time起火时刻人员到达安全区域的时间) , 通常情况下, RSET取为以下5个时间的和:火灾探测时间、报警时间、人的火灾确认时间、响应时间以及疏散行动时间。很明显, 要达到人员的安全疏散, 就是所有人员疏散完毕所需的时间小于火灾发展到危险状态的时间, 即保证人员安全疏散的基本准则是:ASET>RSET。通常研究建筑内人员必需疏散时间RSET的计算方法大致有三类:第一类是根据出口容量和人员在通过出口的速度计算, 我们把它称为出口容量计算方法。这类方法主要考虑的是建筑物的出口容量, 或根据建筑物的人口负荷确定出口数量和宽度, 我国目前的建筑设计也主要采用此方法。笫二类是网络优化计算方法, 它是将建筑物各功能单元当作网络中的一个个节点, 利用节点之间存在一定的流量限制原理来计算建筑物总体疏散时间。笫三类是网格计算方法。该方法将建筑物划分成一个个比较细小的网格, 人员可当作一个个移动的质点, 质点在移动到相应的网格时会根据环境的变化调整各自的移动速度和方向, 并因此可以跟踪人员移动的轨迹, 从而得到建筑物的人员疏散时间, 所取得的结果可以在计算机上进行动态显示。但由于人员疏散涉及的心理、生理因素复杂, 特别是烟气笼罩下人员拥挤时行为的描述十分复杂、不确定性也十分强。因此, 目前我们还很难说哪一种模型比较成功, 加上人们生活习惯、文化背景、建筑物的本身地域特性, 所以各国仍在大力开发自己的疏散模型。
二、疏散模型研究综述
(一) 格子气模型。
格子气模型是元胞自动机在统计物理学和流体动力学中具体应用的一种形式, 是以流体的分子运动为背景发展起来的离散的非线性动力体系, 与传统基于流体连续介质描述的计算流体力学数值离散化的方法截然不同。
(二) Agent模型。
Agent模型是计算型模型, 通过虚拟的agent仿真疏散个体, 以支配agent之间相互作用的规则来仿真人员疏散, 从而从个别到整体构建社会结构, 进行群体疏散仿真。Bonabeau认为:agent模型可以应用于人员疏散, 因为集体恐慌行为是紧急现象, 起源于极其复杂的个体层次行为以及个体间的相互作用, 该模型适合对因不合作而引起的拥挤和恐慌、疏散个体差异效应等现象进行机制研究。
(三) 社会力模型。
社会力的概念最早是由美国心理学家K.Lewin提出的, 20世纪90年代开始, D.Helbing等人研究了行人在运动过程中受各种不同环境因素的影响, 在分子动力论和K.Lewin的“心理场论”基础上提出了支配行人运动的“社会力”概念, 把促使行人在运动过程中改变运动状态的各种因素统称为“社会力”, 提出了社会力模型。
Dirk Helbing等人系统地对恐慌状态下的人员疏散行为进行了研究, 建立了恐慌状态下的人员疏散仿真模型, 该模型仅针对于恐慌情况下的人员疏散运动, 基于粒子系统, 研究和分析每个疏散个体的受力情况, 从而计算疏散人员的移动速度, 模拟恐慌状态下人员疏散的行为特征, 计算人员通过狭隘通道时的疏散速度, 并计算疏散过程中可能的受伤人数。
疏散模拟中人员行为是最关键的因素, 也是最主要的研究对象。模型按照其考虑人员运动的方式又可以分为2类:一是只考虑人的运动的模型:仅考虑建筑及其各部分的疏散能力, 通常称为环境决定因素模型或“滚珠”模型, 它将每个人都当作只对外部信号产生自动响应的无意识的客体, 疏散方向和疏散速度仅仅由物理因素决定, 如人群密度, 出口疏散能力等, 将人群的疏散作为一种整体运动。如EVACNET+, TAKAHASHI’S MODEL等模型。二是综合考虑人的运动与行为相互关系的模型:模型不仅考虑了建筑物的物理特性, 而且将每个人当作一个主动因素, 考虑人对各种火灾信号的响应及其个体行为:个体响应时间, 如何选择出口等, 如EGRESS ESCAPE, EXIT89, EXODUS等模型。
总之, 疏散中对人员的行为模拟是最复杂最困难的, 到目前为止还没有一个模型能够完全解决疏散行为的各个方面。但是可以预见的是, 未来的疏散模型将包含更多行为细节, 朝着能预测个体行为, 能模拟大规模人群和复杂行为特性, 能处理建筑结构、环境和人的行为之间复杂相互关系的方向发展。
三、结语
对疏散模型进行研究的目的主要是优化建筑设计、减少人员伤亡, 使人员能迅速安全地撤离事故发生地。总之, 逐步将人员疏散的研究成果应用于工程实践, 优化建筑疏散设计;并进一步对人群管理、安全疏散应急管理对策提供理论和方法指导从而确保人群疏散的安全性, 以达到控制和减少人员伤亡事件发生的目的。
参考文献
[1] .陈涛.火灾情况下人员疏散的模型及其应用[D].中国科学技术大学, 2004
[2] .PREDTECHENSKII V M, MILINSKI A I.Planning for foot traffic flow in building[M].Moscow:Stroiizdat Publishers, 1969
[3] .K.Togawa.Study on fire escape based on the observations of multitude current s, Report No.4, Building Research Institute, Ministry of Construction, Japan, 1955
[4] .Lo S M, Fang Z, Lin P, etal.An Evacuation Model:the SGEM Package[J].Fire Safety Journal, 2004 (39) :169~190
[5] .Frish U, Hasslacher B, Pomeau Y.Lattice-gas automata for Novier-Stokes equation[J].Phys, Rev.Lett, 1986, 56:1694~1696
[6] .Helbing D, Illes J Farkas, P Molnar, et al.Simulation of Pedestrian Crowds in Normal and Evacuation Simulations.in Pedestrian and Evacuation Dynamics[M].Schreckenberg and S.D.Sharma (eds) , 2001
人员疏散规律 篇2
--获校数学建模二等
数学建模 人员疏散
本题是由我和我的好哥们张勇还有我们区队的学委谢菲菲经过数个日夜的精心准备而完成的,指导老师沈聪.摘要
文章分析了大型建筑物内人员疏散的特点，结合我校1号教学楼的设定火灾场景人员的安全疏散，对该建筑物火灾中人员疏散的设计方案做出了初步评价，得出了一种在人流密度较大的建筑物内，火灾中人员疏散时间的计算方法和疏散过程中瓶颈现象的处理方法，并提出了采用距离控制疏散过程和瓶颈控制疏散过程来分析和计算建筑物的人员疏散。
关键字
人员疏散
流体模型
距离控制疏散过程
问题的提出
教学楼人员疏散时间预测
学校的教学楼是一种人员非常集中的场所，而且具有较大的火灾荷载和较多的起火因素，一旦发生火灾，火灾及其烟气蔓延很快，容易造成严重的人员伤亡。对于不同类型的建筑物，人员疏散问题的处理办法有较大的区别，结合1号教学楼的结构形式，对教学楼的典型的火灾场景作了分析，分析该建筑物中人员疏散设计的现状，提出一种人员疏散的基础，并对学校领导提出有益的见解建议。
前言
建筑物发生火灾后，人员安全疏散与人员的生命安全直接相关，疏散保证其中的人员及时疏散到安全地带具有重要意义。火灾中人员能否安全疏散主要取决于疏散到安全区域所用时间的长短，火灾中的人员安全疏散指的是在火灾烟气尚未达到对人员构成危险的状态之前,将建筑物内的所有人员安全地疏散到安全区域的行动。人员疏散时间在考虑建筑物结构和人员距离安全区域的远近等环境因素的同时，还必须综合考虑处于火灾的紧急情况下，人员自然状况和人员心理这是一个涉及建筑物结构、火灾发展过程和人员行为三种基本因素的复杂问题。随着性能化安全疏散设计技术的发展，世界各国都相继开展了疏散安全评估技术的开发及研究工作，并取得了一定的成果(模型和程序)，如英国的CRISP、EXODUS、STEPS、Simulex，美国的ELVAC、EVACNET4、EXIT89，HAZARDI，澳大利亚的EGRESSPRO、FIREWIND，加拿大的FIERA system和日本的EVACS等，我国建筑、消防科研及教学单位也已开展了此项研究工作，并且相关的研究列入了国家“九五”及“十五”科技攻关课题。一般地，疏散评估方法由火灾中烟气的性状预测和疏散预测两部分组成，烟气性状预测就是预测烟气对疏散人员会造成影响的时间。众多火灾案例表明，火灾烟气毒性、缺氧使人窒息以及辐射热是致人伤亡的主要因素。
其中烟气毒性是火灾中影响人员安全疏散和造成人员死亡的最主要因素，也就是造成火灾危险的主要因素。研究表明：人员在CO浓度为4X10-3浓度下暴露30分钟会致死。
此外，缺氧窒息和辐射热也是致人死亡的主要因素，研究表明：空气中氧气的正常值为21％，当氧气含量降低到12％～15％时，便会造成呼吸急促、头痛、眩晕和困乏，当氧气含量低到6％～8％时，便会使人虚脱甚至死亡；人体在短时间可承受的最大辐射热为2.5kW／m2(烟气层温度约为200℃)。
图1 疏散影响因素
预测烟气对安全疏散的影响成为安全疏散评估的一部分，该部分应考虑烟气控制设备的性能以及墙和开口部对烟的影响等；通过危险来临时间和疏散所需时间的对比来评估疏散设计方案的合理性和疏散的安全性。疏散所需时间小于危险来临时间，则疏散是安全的，疏散设计方案可行；反之，疏散是不安全的，疏散设计应加以修改，并再评估。
图2 人员疏散与烟层下降关系(两层区域模型)示意图
疏散所需时间包括了疏散开始时间和疏散行动时间。疏散开始时间即从起火到开始疏散的时间，它大体可分为感知时间(从起火至人感知火的时间)和疏散准备时间(从感知火至开始疏散时间)两阶段。一般地，疏散开始时间与火灾探测系统、报警系统，起火场所、人员相对位置，疏散人员状态及状况、建筑物形状及管理状况，疏散诱导手段等因素有关。
疏散行动时间即从疏散开始至疏散结束的时间，它由步行时间(从最远疏散点至安全出口步行所需的时间)和出口通过排队时间(计算区域人员全部从出口通过所需的时间)构成。与疏散行动时间预测相关的参数及其关系见图3。
图3 与疏散行动时间预测相关的参数及其关系
模型的分析与建立
我们将人群在1号教学楼内的走动模拟成水在管道内的流动，对人员的个体特性没有考虑，而是将人群的疏散作为一个整体运动处理，并对人员疏散过程作了如下保守假设：
u
疏散人员具有相同的特征，且均具有足够的身体条件疏散到安全地点； u
疏散人员是清醒状态，在疏散开始的时刻同时井然有序地进行疏散，且在疏散过程中不会出现中途返回选择其它疏散路径；
u
在疏散过程中，人流的流量与疏散通道的宽度成正比分配，即从某一个出口疏散的人数按其宽度占出口的总宽度的比例进行分配
u
人员从每个可用出口疏散且所有人的疏散速度一致并保持不变。
以上假设是人员疏散的一种理想状态，与人员疏散的实际过程可能存在一定的差别，为了弥补疏散过程中的一些不确定性因素的影响，在采用该模型进行人员疏散的计算时，通常保守地考虑一个安全系数，一般取1．5～2，即实际疏散时间为计算疏散时间乘以安全系数后的数值。
1号教学楼平面图
教学楼模型的简化与计算假设
我校1号教学楼为一幢分为A、B两座，中间连接着C座的建筑（如上图），A、B两座为五层，C座为两层。A、B座每层有若干教室，除A座四楼和B座五楼，其它每层都有两个大教室。C座一层即为大厅，C座二层为几个办公室，人员极少故忽略不考虑，只作为一条人员通道。为了重点分析人员疏散情况，现将A、B座每层楼的10个小教室（40人）、一个中教室（100）和一个大教室（240人）简化为6个教室。
图4 原教室平面简图
在走廊通道的1/2处，将1、2、3、4、5号教室简化为13、14号教室，将6、7、8、9、10号教室简化为15、16号教室。此时，13、14、15、16号教室所容纳的人数均为100人，教室的出口为距走廊通道两边的1/4处，且11、13、15号教室的出口距左楼梯的距离相等，12、14、16号教室的出口距右楼梯的距离相等。我们设大教室靠近大教室出口的100人走左楼梯，其余的140人从大教室楼外的楼梯疏散，这样让每一个通道的出口都得到了利用。由于1号教学楼的A、B两座楼的对称性，所以此简图的建立同时适用于1号教学楼A、B两座楼的任意楼层。
图5 简化后教室平面简图
经测量，走廊的总长度为44米，走廊宽为1.8米,单级楼梯的宽度为0.3米,每级楼梯共有26级,楼梯口宽2.0米,每间教室的面积为125平方米.则简化后走廊的1/4处即为教室的出口，距楼梯的距离应为44/4=11米。对火灾场景做出如下假设: u
火灾发生在第二层的15号教室;u
发生火灾是每个教室都为满人,这样这层楼共有600人;u
教学楼内安装有集中火灾报警系统,但没有应急广播系统;u
从起火时刻起,在10分钟内还没有撤离起火楼层为逃生失败;
对于这种场景下的火灾发展与烟气蔓延过程可用一些模拟程序进行计算,并据此确定楼内危险状况到来的时间.但是为了突出重点,这里不详细讨论计算细节.人员的整个疏散时间可分为疏散前的滞后时间,疏散中通过某距离的时间及在某些重要出口的等待时间三部分,根据建筑物的结构特点,可将人们的疏散通道分成若干个小段。在某些小段的出口处,人群通过时可能需要一定的排队时间。于是第i 个人的疏散时间ti 可表示为:
式中, ti,delay为疏散前的滞后时间,包括觉察火灾和确认火灾所用的时间;di,n为第n 段的长度;vi,n 为该人在第n 段的平均行走速度;Δtm,queue 为第n 段出口处的排队等候时间。最后一个离开教学楼的人员所有用的时间就是教学楼人员疏散所需的疏散时间。
假设二层的15号教室是起火房间,其中的人员直接获得火灾迹象进而马上疏散,设其反应的滞后时间为60s;教学内的人员大部分是学生,火灾信息将传播的很快,因而同楼层的其他教室的人员会得到15号教室人员的警告,开始决定疏散行动.设这种信息传播的时间为120s,即这批人的总的滞后时间为120+60=180秒;因为左右两侧为对称状态,所以在这里我们就计算一面的.一、三、四、五层的人员将通过火灾报警系统的警告而开始进行疏散,他们得到火灾信息的时间又比二层内的其他教室的人员晚了60秒.因此其总反应延迟为240秒.由于火灾发生在二楼,其对一层人员构成的危险相对较小,故下面重点讨论二,三,四,五楼的人员疏散.为了实际了解教学楼内人员行走的状况,本组专门进行了几次现场观察,具体记录了学生通过一些典型路段的时间。参考一些其它资料[1、2、3] ,提出人员疏散的主要参数可用图6 表示。在开始疏散时算起,某人在教室内的逗留时间视为其排队时间。人的行走速度应根据不同的人流密度选取。当人流密度大于1 人/ m2时,采用0.6m/ s 的疏散速度,通过走廊所需时间为60s ,通过大厅所需时间为12s;当人流密度小于1 人/m2 时,疏散速度取为1.2m/ s ,通过走廊所需时间为30s ,通过大厅所需时间为6s。
图6 人员疏散的若干主要参数
Pauls[4]提出,下楼梯的人员流量f 与楼梯的有效宽度w 和使用楼梯的人数p 有关,其计算公式为:
式中,流量f 的单位为人/ s , w 的单位为mm。此公式的应用范围为0.1 < p/ w < 0.55。
这样便可以通过流量和室内人数来计算出疏散所用时间。出口的有效宽度是从通道的实际宽度里减去其两侧边界层而得到的净宽度,通常通道一侧的边界层被设定为150mm。结果与讨论
在整个疏散过程中会出现如下几种情况:
(1)起火教室的人员刚开始进行疏散时,人流密度比较小,疏散空间相对于正在进行疏散的人群来说是比较宽敞的,此时决定疏散的关键因素是疏散路径的长度。现将这种类型的疏散过程定义为是距离控制疏散过程;
(2)起火楼层中其它教室的人员可较快获得火灾信息,并决定进行疏散,他们的整个疏散过程可能会分成两个阶段来进行计算: 当f进入2层楼梯口流出2层楼梯口时, 这时的疏散就属于距离控制疏散过程;当f进入2层楼梯口> f流出2层楼梯口时, 二楼楼梯间的宽度便成为疏散过程中控制因素。现将这种过程定义为瓶颈控制疏散过程;
(3)三、四层人员开始疏散以后,可能会使三楼楼梯间和二楼楼梯间成为瓶颈控制疏散过程;
(4)一楼教室人员开始疏散时,可能引起一楼大厅出口的瓶颈控制疏散过程;
(5)在疏散后期,等待疏散的人员相对于疏散通道来说,将会满足距离控制疏散过程的条件,即又会出现距离控制疏散过程。
起火教室内的人员密度为100/ 125 = 0.8 人/m2。然而教室里还有很多的桌椅,因此人员行动不是十分方便,参考表1 给出的数据,将室内人员的行走速度为1.1m/ s。设教室的门宽为1.80m。而在疏散过程中,这个宽度不可能完全利用,它的等效宽度,等于此宽度上减去0.30m。则从教室中出来的人员流量f0为:
f0=v0×s0×w0=1.1×0.8×4.7=4.1(人/ s)
(3)
式中, v0 和s0 分别为人员在教室中行走速度和人员密度, w0 为教室出口的有效宽度。按此速度计算,起火教室里的人员要在24.3s 内才能完全疏散完毕。
设人员按照4.1 人/ s 的流量进入走廊。由于走廊里的人流密度不到1 人/ m2 ,因此采用1.2m/s的速度进行计算。可得人员到达二楼楼梯口的时间为9.2s。在此阶段, 将要使用二楼楼梯的人数为100人。此时p/ w=100/1700=0.059 < 0.1 , 因而不能使用公式2 来计算楼梯的流量。采用Fruin[5]提出的人均占用楼梯面积来计算通过楼梯的流量。根据进入楼梯间的人数,取楼梯中单位宽度的人流量为0.5人 /(m.s),人的平均速度为0.6m/ s ,则下一层楼的楼梯的时间为13s。这样从着火时刻算起,在第106.5s(60+24.3+9.2+13)时,着火的15号教室人员疏散成功。以上这些数据都是在距离控制疏散过程范围之内得出的。
起火后120s ,起火楼层其它两个教室（即11和13号教室）里的人员开始疏散。在进入该层楼梯间之前,疏散的主要参数和起火教室中的人员的情况基本一致。在129.2s他们中有人到达二层楼梯口,起火教室里的人员已经全部撤离二楼大厅。因此,即将使用二楼楼梯间的人数p1 为:
p1 = 100 ×2 = 200(人)(4)
此时f进入2层楼梯口>f流出2层楼梯口,从该时刻起,疏散过程由距离控制疏散过渡到由二楼楼梯间瓶颈控制疏散阶段。由于p/ w =200/1700= 0.12 ,可以使用公式2 计算二楼楼梯口的疏散流量f1 , 即: ?/P>
0.27 0.73
f1 =(3400/ 8040)
× 200
= 2.2人/ s)(5)
式中的3400 为两个楼梯口的总有效宽度,单位是mm。而三、四层的人员在起火后180s 时才开始疏散。三层人员在286.5s(180+106.5)时到达二层楼梯口,与此同时四层人员到达三层楼梯口,第五层到达第四层楼梯口。此时刻二层楼梯前尚等待疏散人员数p′1:
p′1 = 200-(286.5 – 129.2)×2.2 =-146.1(人)<0(6)
所以，二层楼的人员已经全部到达一层 此后,需要使用二层楼梯间的人数p2 :
p2 = 100×3=300(人)(7)
相应此阶段通过二楼楼梯间的流量f 2 : 0.27 0.73
f2 =(3400/8040)× 200
= 2.5(人/ s)(8)
这┤送ü楼楼梯的疏散时间t1 :
t1 = 300÷2.5 = 120(s)
(9)
因为教学楼三、四、五层的结构相同，所以五层到四层，四层到三层和三层到二层所用的时间相等，因此人员的疏散在楼梯口不会出现瓶颈现象 所以,通过二楼楼梯的总体疏散时间T :
T = 286.5+ 120×3 = 646.5(s)
(10)
最终根据安全系数得出实际疏散时间为T实际:
T实际 =646.5×(1.5～2)=969.75～1293(s)（11）
图7 二楼楼梯口流量随时间的变化曲线图
关于几点补充说明： 以上是我们只对B座二楼的15号教室起火进行的假设分析和计算，此时当人员到达一楼即视为疏散成功。同理，当三楼起火的时候，人员到达二楼即视为疏散成功，四楼、五楼以此类推。因为1号教学楼A、B座结构的对称性所以楼层的其他教室起火与此是同一个道理。所以本文上述的分析与计算同时适用于A、B两座楼。另外当三层以上（包括三楼）起火的时候，便体现出C座二楼的作用。当B座的三楼起火的时候，B座二楼的人员肯定是在B座三楼人员后对起火做出应对反应，所以会出现当三楼人员疏散到二楼的时候，二楼的人员也开始疏散的情况，势必造成二楼楼梯口出现瓶颈现象。因为A、B座的三、四、五楼并没有连接，都是独立的结构，出现火灾不会直接从B座的三楼威胁到A座三楼及其他楼层人员的安全，所以为了避免上述二楼楼梯口出现瓶颈现象的发生，我们让二楼的所有人员向A座的二楼转移，这样就会让起火楼层的人员能够更快的疏散到安全区域。当B座的四、五楼起火的时候也同样让二楼的人员向A座的二楼转移，为二楼以上的人员疏散创造条件。同理，A座也是如此。
在对火灾假设分析和计算的时候，我们并没有对大教室的后门楼梯的疏散做出计算，由于1号教学楼的特殊性，A座的四楼和B座的五楼没有大教室，所以大教室的后门楼梯疏散人员的速度是很快的，不会在大教室后门的楼梯出现瓶颈现象。
关于1号教学楼的几个出口： u
大厅有一个大门
u
A座一楼靠近正厅有一个门 u
A座大教室旁边有一个门
u
B座中教室靠近大厅正门侧面的窗户可以作为一个应急出口
u
A、B座的底层都有一个地下室（当烟气蔓延太快来不及疏散，受烟气威胁的时候可以作为一个逃生去向）u
A、B座大教室各有一个后门
合计： 8个出口 致校领导的一封信
尊敬的校领导，你们好。
针对我校1号教学楼，我们数学建模小组通过实际测量、建立模型、模型分析，得出如下结论：一旦1号教学楼发生火灾，人员有可能不能全部安全疏散。以上的分析是按一种很理想的条件进行的,并没有进行任何修正。实际上人在火灾中的行为是很复杂的,尤其是没有经过火灾安全训练的人,可能会出现盲目乱跑、逆向行走等现象,而这也会延长总的疏散时间。
人员疏散响应情况调查 篇3
由英国电子设备供应商实施的对英国2 000名成年人进行的紧急疏散响应调查显示, 8%的被访者表示他们会跟随其他人逃离紧急情况, 17%的人选择等待救援帮助。
在大型公共建筑发生紧急情况的时候, 通过扬声器播放的有针对性的出口逃生指示可以帮助人们避免无序疏散或者危险疏散。实际上, 35%的人认为音频疏散指示会帮助他们感到镇定。然而令人担忧的是, 11%的人不知道他们所在的工作或学习场合如何进行危险情况警示。
地铁火灾人员安全疏散分析 篇4
地铁是目前世界上能够解决大中型城市人民出行问题较为便捷、经济、高效的交通工具之一和城市交通系统的骨干，地铁是城市的生命线，现代化程度的重要指标，对促进城市繁荣、实现城市经济和社会可持续发展起着举足轻重的作用。但由于地铁深埋地下，建筑结构复杂、出入口少、疏散路线长、通风照明条件差、电气设备种类多、人员高度集中，因此一旦发生火灾，扑救任务将非常艰巨，往往会造成重大的人员伤亡和财产损失。
一、地铁火灾的特点
地铁是通过挖掘的方法获得的建筑空间, 隧道外围是土壤和岩石,只有内部空间, 没有外部空间, 不像地面建筑有门、窗与大气连通, 仅有与地面连接的通道作为出人口。由于地铁隧道存在上述构造上的特殊性, 与地面建筑相比, 发生火灾时的特点主要体现在以下几个方面：
（一）氧含量下降快
地铁火灾发生时，由于隧道的相对封闭性，大量的新鲜空气难以迅速补充，致使空气中氧气含量急剧下降。有研究表明, 空气中氧含量降至15%时,，人体肌肉活动能力下降，降至10%—14%时，人体四肢无力，判断能力低，易迷失方向，降至6%—10%时，人即会晕倒，失去逃生能力，当空气中含氧量降到5%以下时，人会立即晕倒或死亡。
（二）发烟量大
火灾时产生的发烟量与可燃物的物理化学特性、燃烧状态、供气充足程度有关。地铁列车的车座、顶棚及其他装饰材料大多是可燃性材料，地下隧道发生火灾时，由于新鲜空气供给不住，气体交换不充分，产生不完全燃烧反应，导致等有毒有烟气体的大量产生，不仅降低了隧道内的可见度, 同时加大了疏散人群窒息的可能性。在韩国大邱地铁事故里, 人们发现很奇怪的一点是, 在站台一张桌子的周围死了很多人。经过专家分析，原来在火灾发生时，浓烈的烟雾使地铁里漆黑一团，在人正常的视野高度根本看不见地面。慌乱的人群失去辨别自身周边情况的能力，于是一张桌子就成了大家逃生路线上的障碍物，以至于很多人始终在围着桌子跑，最终被烟气熏死。
（三）火势蔓延快，洞室温度高
地铁通道内空气对流强，发生火灾时火势蔓延速度快，地铁内又是一个相对封闭的空间，不能像地面建筑那样有80%的烟可以通过破碎的窗户扩散到大气中，这就导致了大量的热量积聚无法散去，空间温度提高很快，较早地出现“爆燃”；同时烟气形成的高温气流会对人体产生巨大的影响。这些流动性很强的烟和有毒气体，若不加以控制或及时排除，则会在地下通道内四处流窜，短时间内充满整个地下空间，给现场遇险人员和救灾人员带来极大的生命威胁。
（四）疏散困难，易造成人员伤亡
首先，地下隧道完全靠人工照明，致使正常电源照明就比地面建筑自然采光差，加之火灾时正常电源通常都会被切断，人的视觉就要完全靠事故照明和疏散标志指示灯来保证。如果再没有事故照明，隧道、站台内将是一片漆黑，再加上浓烟和有毒气体，人员疏散极为困难。其次，人员从地铁内部到地面开阔空间的疏散和避难都要有一个垂直上行的过程，自下而上的疏散路线与内部的烟和热气流自然流动的方向一致，因而人员的疏散必须在烟和热气流的扩散速度超过步行速度的之前完成。据资料分析，人在不熟悉的环境中步行速度不超过0.3m/s，若以平均站距1.2km计算，区间隧道步行疏散时间需40分钟左右，再加上内部障碍物多，又难以控制，故给人员的疏散带来很大的困难。再加上，地铁区间隧道出人口少，通道狭窄，疏散距离长，火灾时人员恐慌和行动混乱程度要比在地面建筑物中严重得多，易发生挤踩事故。
（五）情况复杂，火灾扑救困难
在扑救地铁火灾时，由于受到地铁空间布局、作战环境和技术条件等因素的制约，火场指挥决策慢，灭火战斗对抗性强。①指挥决策实施慢。地铁面长线广，发生火灾烟雾弥漫，指挥员意识很难确定着火点的具体位置、遇险人员的状况以及火势发展的主要方向，又由于浓烟、高温、缺氧、有毒、视线不清、通信中断等原因，救援人员很难了解现场情况。②灭火战斗对抗性强。地铁发生火灾后，据测定，猛烈燃烧阶段的洞室温度可达900℃，内攻消防人员要面临高温的考验。又由于大型的灭火设备无法进入现场、进入人员需要特殊防护等特点，从而导致救人、灭火困难大，战斗行动十分艰难。
二、地铁火灾人员疏散对策
地铁多为人员密集场所，人员流动性大，其一旦发生火灾，稍有疏忽就会造成群死群伤。发生火灾时，浓烟，毒气的危害，使受害者视线不清，易出现中毒，神志不清，高温、热气流使人难以忍受，无所适从。惊慌失措，在惊恐中争相逃命，互相拥挤，又会造成疏散中践踏伤亡，特别对年老体弱的伤害更大。由于拥挤、恐慌会大大延长疏散时间，增加了人员中毒和官兵伤亡的可能性，因此必须坚持救人第一的原则，重点搞好火灾时人员的疏散与营救工作。
（一）制定周密的疏散预案
1、加强安全宣传工作。工作人员在平时用广播或者录像的形式向观众宣传安全疏散和逃生的方法，详细介绍地铁站台层、站厅层的结构尤其是安全通道的位置，以最近的路线到达安全出口，顺利逃生。必要时在入场前发放安全逃生的路线图，防烟和防火的房间示意图。
2、人员的疏散组织与指挥。由地铁站点领导，安全保卫人员及公安消防部门共同研究制定组织疏散方案并确定分工，疏散指挥通常由体育馆领导和安全保卫部门负责人担任，消防到场应参与指挥。救援人员充足时，可边组织疏散边进行初期火灾的处理。疏散组织应设：事故广播组、事故照明组、内部疏散引导组、外部疏散引导组和警戒救护组。
3、正确选择疏散路线。地铁场所一般出入路线复杂，人员密集，人员流动性大，必须根据其建筑特点和人员流动情况进行选择。选择疏散路线时应注意以下几点：（1）尽量避免对面人流和交叉人流；（2）选择烟尚未充斥有新鲜空气的通道出口；（3）选择直接通往疏散通道的地面或层面疏散出口。
（二）制定切实可行的疏散方案
根据地铁的火灾蔓延特点及人流密度情况，确定疏散方法、疏散顺序、疏散保障、以确保安全疏散，同时应定期演练，提高疏散效率。
1、根据现场情况优先选择最佳疏散路线；
2、地铁内的工作和安全保卫人员要配合消防人员进行疏散，并不断用广播，口头稳定人员情绪，维持疏散秩序，防止拥挤踏伤；
3、注意在疏散过程中利用排烟机进行排烟，使疏散路线畅通；
4、在人员疏散过程中，要头脑清醒，对能够自己行走的儿童，应引导护送到安全地点，对无行走能力，处于惊慌、昏迷状态儿童、老人，应用背、抱、扛、抬等方法疏散至安全地点，并防止混乱；
5、当疏散路线受阻时，应迅速组织力量排烟、降温、用喷雾水流掩护被困人员疏散；
6、当人员被困在离火源较近时，高温、热烟影响疏散与营救时，应迅速向被困人员周围空间射水降温，用喷雾水掩护，必要时向被困人员身上撒水，以保障人员安全撤出；
（三）疏散人员应注意的几个问题
1、疏散人员时要做到次序井然，不要出现拥挤等不利于疏散的现象，老人、妇女、儿童优先疏散。
2、应首先疏散人员多，疏散条件差，火灾危险性较大区域内的被困的人员；
3、公共场所人员集中聚集场所火灾，要求人员在3-6min内疏散出去。因此疏散消防人员应设法在规定时间内撤出或者先期撤离烟火充斥区；
4、消防人员应在出口处设立警戒，防止已被疏散出的人员及寻找亲人的亲属又进入火区；
5、对救出人员要清点人数，看是否全部救出，受伤者救出后应迅速送往医院；
6、消防人员在进入内部营救时，除自身佩戴各种安全防护装具外，在有条件允许时，还应
考虑携带部分用于营救被困人员的安全防护装具，对中毒者进行必要的保护，以保证最大限度地减少人员伤亡；
三、疏散救援中消防部队应把握的几个主要方面
（一）扎实做好对地铁的日常熟悉工作
只有在平时扎实开展针对性的调查研究，熟悉地铁内部情况，才能真正实现知己知彼，取得灭火主动。作为地铁责任区的中队，要将对地铁的调查研究作为中队日常训练工作的一项重要内容，广泛、深入地组织训练。广泛就是要做到人人皆知、人人熟悉，不能局限于干部、通信，要做到不间断、定期组织熟悉。深入就是要对地铁内部情况做到了如指掌，分清大类，掌握小类。大类主要是地铁站几大结构，如通道、站厅、站台、辅助用房，上行线、下行线以及内部消防设施；小类即出入口位置，通道、拐弯、走向、长度、站厅、站台面积，检票隔离栏分布，监控室、休息室、配电室、厕所、墙式消火栓分布位置及间隔距离、风机房位置、排量等等。同时还要了解该地铁站各时段客流情况和各个通道客流情况，并对地面交通、建筑、消防水源进行熟悉，还要对熟悉程度组织检查、实地考核，只有这样才能使责任区中队指战员对地铁的情况烂熟于胸，一旦火灾发生之时能有的放矢，取得灭火战斗的主动。
（二）科学合理的实施灭火救援
1、成立指挥部进行有效指挥
（1）充分发挥指挥员的灵魂作用。指挥员对地铁这一类特殊性火灾应该有一个较高的理性认识。首先要熟悉地铁，熟悉地铁和地铁站主要结构，内部设施分布情况，有哪些消防设施可用，火灾发生后的可靠性程度，以及单位自救方案。其次要掌握我们公安消防队对该地铁制定的预案，中队间协同和各中队在地铁火灾扑救中承担的任务以及各中队的特点强项。还有就是要充分认识和掌握地铁发生火灾后每个阶段规律性的变化情况，有哪些情况可利用，有哪些要回避，不能无谓冒风险，这些战机如何捕捉等，并对长时间作战要有思想上和物质上准备，不能速战速决，我们只有在燃烧处于衰退期，各项准备工作就绪，才能扭转局势，作为指挥员该调装备、该调给养要提前通知，条件许可还要组织人员轮换，确保一线人员体力充沛。
（2）指挥部选址要醒目，进攻起始位置要合理。地铁一旦发生火灾就要设置指挥部，指挥部首先要便于指挥参战中队，要选择在主要内攻方向的通道口位置处；其次要选在交通便捷地方，尽可能地靠近大马路交叉口，这样便于后援中队以及上级领导、后勤保障到场后的接应；还有就是要选在处于出入口上风方向较安全区域；再则指挥部要有旗帜，要有通信工具，更要有指挥员在位，否则有旗帜无人形同虚设。
2、进攻路径对地铁火灾而言，扑救难度最大的部位是站台。站台处于地铁站最底部，距离进攻起点最远。作为主管中队到达现场，按各班预案任务应全面展开，水枪深入到燃烧部位，只有这样才能体现快速开展战斗。全面展开首先在进攻路径选择上应有多重性，即不能从单一通道进入，尽可能从两个或两个以上通道进入。因为地铁站长度都在50m以上，加上通道长度，出入口间距离更远，如单一选择进攻方向，往往疲于奔命，造成延误战机，直接导致烟雾扩散，妨碍战斗行动，所以从绝对把握而言，多重选择进攻通道利大于弊。因为地铁扑救，不在于水枪数量，而在于水枪质量，即有效性，只要有两支甚至一支水枪到位，就能扑灭初起火灾。
3、在灭火装备取用上要以固定设备为主，固定、移动设备相结合。上海地铁的消防设施，尤其灭火设施是比较完善的，数量也较多，由上往下供水较方便，地铁管网无泵加压，也能达到3-4公斤压力，且其可靠性程度比其他建筑消防设施高。还有就是在扑救中，要集中主要力量向起火部位进攻，避免人员过散。
4、固定设备和移动设备相结合，实施排烟散热。地铁火灾难就难在浓烟积聚，高温难泄，而造成这种现象主要是对流难以形成。所有进攻通道充塞浓烟并缓慢向外扩散，向外排泄量小于火灾产生烟热量，所以浓烟高温仍在不断积聚，要取得内攻有效性，作为抢险专业队就要利用配置的排烟机、排烟车实施移动式排烟，方式上既可确定一个远离火源通道即未选用为进攻通道实
施输烟，也可在距火源较近通道即作为选用进攻通道实施送风，这不仅通过其他出口驱散烟雾，为内攻人员送上新鲜空气，更能在送风软管的一定范围区间内形成一个正压无烟的安全地带，作为抢险人员轮换休息地带。在实施移动排烟时，输出口要尽可能放在室外，送风时吸风口必须吸到新风，所以在纵深距离长条件下排烟，可采用排烟机、车接力，效果更好。为实施更快更有效排烟，移动排烟设备对地铁站这么大一个空间而言，显得杯水车薪，所以我们要尽可能地利用其固有送风排烟设备进行排烟。
5、积极营救被困人员，充分体现救人第一原则。这种场面下作为抢险专业队，毋庸置疑就是深入站内实施对被困乘客的搜救，在人员组织、任务分配上，要划片、划块，按照站点的平面图，明确各小组搜救范围，行进线路，做到一处不漏，重点搜索通道拐弯处，平台处，自动扶梯上，检票隔离栏和控制室、休息室、厕所等场所，在这些场所的逃生者一旦体力不支，吸入烟气后，会难以逾越障碍物就地倒下。还要搜索角角落落，由于这些部位是烟气扩散的尽端，许多人员逃向了这些死角绝路，可能在丧失逃生能力后，处于昏迷状态，所以每发现一起，就要及时向外营救，营救时可组织梯队接力救人，减少往返疲劳。
东安中队许宇峰