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地铁出口为何不是越大越好
发布时间:2013-10-10    

    清晨7:30的北京地铁站,人潮涌动,川流不息。伴随上班的人匆忙的脚步,地铁各个进出口和通道里的人像涌上沙滩的潮汐一般,一浪接着一浪。在步履匆匆之际,我们有时不免会疑惑,如此大量的人群,在一个半密闭的环境中,万一出现紧急状况,我们究竟可以通过什么样的路线安全逃生呢?

  实际上,不仅是地铁,商场、餐厅、医院、大型集市、公共展览馆、演艺活动现场、车站、码头,城市大型的公共聚集场所往往都人多拥挤。

而在一个较为拥挤和较为密闭的环境中,一旦发生灾难性的事故,比如火灾、爆炸或者地震时,人群中发生瞬间拥挤和踩踏事故的可能性极大,此时人群的安全撤离就是个极大问题。一个设计良好的出入口,可以提高公共场所人员的疏散效率,缩短疏散时间从而减少人员伤亡,因此如何设计公共聚集场所的出入口,就有着极其重要的意义。

  潮汐一般的人流

  说人流像潮汐一般,并不完全是一个比喻的说法,至少对北京市劳动保护科学研究所的副所长汪彤来说是如此。几年前,汪彤主持了北京市自然科学基金资助项目“公共聚集场所出口应急疏散能力研究”,汪彤的工作之一,正是针对公共聚集场所出口应急疏散能力的研究。

  “你看,人群是由一个一个的个体组成的,而液体或者气体也是由一个个的分子组成的,那么我们的人群和流体就有了某些相似之处。”王彤注意到,在人群密度较高时,人群的流动类似于气体或者液体的流动。她将紧急疏散时的人群视为由单个“人分子”组成的某种流体。这样,人群就变成了“人流”。

  但在实际情况当中,人流中的各个“人分子”并不会像水分子或者气体分子那样没有差别,而是充满个性。灾难一旦发生,人群撤离时都非常慌乱,每个人的反应和行为都会不一样,那么怎么得到人流当中“人分子”的个性行为数据呢?王彤和她的研究小组通过对不同的典型公共聚集场所,包括商场、地铁、比赛场馆等地进行实地观测和测量,还请来一批年龄段各异的人群模拟测定,最终得出不同人群的步速和他们各自的组成比例。

  这样,从人群中的扰动传播现象出发,研究人员就可以定义人群中的“压力”、“流动速度”,借助于已有的流体动力学,研究这些参数之间的关系,就可以建立适用于控制疏散高密度人群的方程。如此一来,人群的移动就可以利用液体或者气体流动的方程。“我们所说的人流滚滚就不再只是你们笔下的一个比喻,而是我们科学工作者电脑中实实在在的数学模型了。”

  设计良好的出口什么样?

  在得到一系列调查结果后,研究人员又通过软件进行模拟,并通过实验结果修正软件参数,最终用修正完毕的模型模拟计算各种出口条件下的人员疏散情况,得到结论。

  一个空间的出入口越宽,出现紧急状况时撤离速度就越快,这几乎是个常识性的问题。“这在我们的模型当中也得到了体现,”关于模型的结论,汪彤这样介绍到,“但是,和我们的常识相悖的是,这个宽度并不是越大越好。”模拟模型表明,当出口的宽度增大到一个临界值时,疏散时间就不再随宽度的变化而增加,而更多的是由疏散人员的步速决定,也就是说撤离的速度取决于人们跑动的速度。

  这个发现,对于出口的设计非常具有实际意义,因为很多工程囿于场地,无法设计太宽的出口,那么通过这个模型,就可以结合实际情况,寻找最佳的出口宽度。

  撤离空间与出入口的内容结构,也决定了撤离时的速度。很多空间的出口都存在转角,有的甚至是直角形的转角,这无疑会给疏散带来不便。那么,什么样的转角最影响撤离呢?研究人员模拟了垂直、钝角(120度)、较大的钝角(135°、150°)和直线型的出口,发现转角的角度越大,人们撤离时所需的时间也就越小,也就越有利于疏散。同样的原理,汪彤还分析了出入口的岔路,对撤离造成的影响。因此在设计出入口时,应尽量使用直线型出入口,尽量避免岔路和转弯的出现。

  安全训练很重要

  有了数学模型,但问题并没有完全解决。当人在危机之中时,每个人的行为、反应相差很大。人群撤离时的行为和反应,会对撤离速度有什么影响呢?研究人员设计了调查问卷,调查了北京某大学的120名学生和公共聚集场所的103位行人。

  研究者发现,安全疏散演习和相关培训,在发生紧急状况是会对的行为产生很大影响:受过训练的人89%都知道所在空间两个以上出口,64%的人会留意紧急疏散通道或除进出口外的其他出口,81%的人会留意疏散楼梯或安全标志,这说明大部分人对出入口的熟悉度较高。而在突发事件发生时,82%的人选择自己或和朋友一起迅速撤离商场,只有很少人选择原地等待救援。

  公共聚集场所出入口的应急疏散效率,一直是个社会各界关心的热点问题。“城市公共安全问题这几年越来越受关注。相对于国外相关行业的研究,国内目前最缺乏的是基础数据。我们能做的一方面是学习国内外科研机构的相关理论成果,另一方面是通过和政府、企业的直接对接,把研究成果直接应用到实践中去,在实践中积累数据。”对于城市公共的安全,汪彤心怀慈悲。


查阅:已获批28个城市的轨道交通线路规划详解图(更新中)
查阅:2012年全国各省市城市轨道交通项目概览(更新中)
查阅:城市轨道交通中标企业
来源:科技日报    

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