汪彤:當危險發(fā)生時(shí),地鐵出口并不是越寬大越好
清晨7:30的北京地鐵站,人潮涌動(dòng),川流不息。伴隨上班的人匆忙的腳步,地鐵各個(gè)進(jìn)出口和通道里的人像涌上沙灘的潮汐一般,一浪接著(zhù)一浪。在步履匆匆之際,我們有時(shí)不免會(huì )疑惑,如此大量的人群,在一個(gè)半密閉的環(huán)境中,萬(wàn)一出現緊急狀況,我們究竟可以通過(guò)什么樣的路線(xiàn)安全逃生呢?
實(shí)際上,不僅是地鐵,商場(chǎng)、餐廳、醫院、大型集市、公共展覽館、演藝活動(dòng)現場(chǎng)、車(chē)站、碼頭,城市大型的公共聚集場(chǎng)所往往都人多擁擠。而在一個(gè)較為擁擠和較為密閉的環(huán)境中,一旦發(fā)生災難性的事故,比如火災、爆炸或者地震時(shí),人群中發(fā)生瞬間擁擠和故的可能性極大,此時(shí)人群的安全撤離就是個(gè)極大問(wèn)題。一個(gè)設計良好的出入口,可以提高公共場(chǎng)所人員的疏散效率,縮短疏散時(shí)間從而減少人員傷亡,因此如何設計公共聚集場(chǎng)所的出入口,就有著(zhù)極其重要的意義。
潮汐一般的人流
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說(shuō)人流像潮汐一般,并不完全是一個(gè)比喻的說(shuō)法,至少對北京市勞動(dòng)保護科學(xué)研究所
的副所長(cháng)汪彤來(lái)說(shuō)是如此。汪彤的工作之一,正是針對公共聚集場(chǎng)所出口應急疏散能力的研究。
“你看,人群是由一個(gè)一個(gè)的個(gè)體組成的,而液體或者氣體也是由一個(gè)個(gè)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?!蓖跬⒁獾?,在人群密度較高時(shí),人群的流動(dòng)類(lèi)似于氣體或者液體的流動(dòng)。她將緊急疏散時(shí)的人群視為由單個(gè)“人分子”組成的某種流體。這樣,人群就變成了“人流”。
但在實(shí)際情況當中,人流中的各個(gè)“人分子”并不會(huì )像水分子或者氣體分子那樣沒(méi)有差別,而是充滿(mǎn)個(gè)性。災難一旦發(fā)生,人群撤離時(shí)都非?;艁y,每個(gè)人的反應和行為都會(huì )不一樣,那么怎么得到人流當中“人分子”的個(gè)性行為數據呢?王彤和她的研究小組通過(guò)對不同的典型公共聚集場(chǎng)所,包括商場(chǎng)、地鐵、比賽場(chǎng)館等地進(jìn)行實(shí)地觀(guān)測和測量,還請來(lái)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(dòng)傳播現象出發(fā),研究人員就可以定義人群中的“壓力”、“流動(dòng)速度”,借助于已有的流體動(dòng)力學(xué),研究這些參數之間的關(guān)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(lái),人群的移動(dòng)就可以利用液體或者氣體流動(dòng)的方程?!拔覀兯f(shuō)的“人流滾滾”就不再只是你們記者筆下的一個(gè)比喻,而是我們科學(xué)工作者電腦中實(shí)實(shí)在在的數學(xué)模型了?!?/p>
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(guò)軟件進(jìn)行模擬,并通過(guò)實(shí)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(gè)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(gè)常識性的問(wèn)題?!斑@在我們的模型當中也得到了體現,”關(guān)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(gè)寬度并不是越大越好?!蹦M模型表明,當出口的寬度增大到一個(gè)臨界值時(shí),疏散時(shí)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(shuō)撤離的速度取決于人們跑動(dòng)的速度。
這個(gè)發(fā)現,對于出口的設計非常具有實(shí)際意義,因為很多工程囿于場(chǎng)地,無(wú)法設計太寬的出口,那么通過(guò)這個(gè)模型,就可以結合實(shí)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(shí)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(wú)疑會(huì )給疏散帶來(lái)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(xiàn)型的出口,發(fā)現轉角的角度越大,人們撤離時(shí)所需的時(shí)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(shí),應盡量使用直線(xiàn)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(xué)模型,但問(wèn)題并沒(méi)有完全解決。當人在危機之中時(shí),每個(gè)人的行為、反應相差很大。人群撤離時(shí)的行為和反應,會(huì )對撤離速度有什么影響呢?研究人員設計了調查問(wèn)卷,調查了北京某大學(xué)的120名學(xué)生和公共聚集場(chǎng)所的103位行人。
研究者發(fā)現,安全疏散演習和相關(guān)培訓,在發(fā)生緊急狀況是會(huì )對的行為產(chǎn)生很大影響:受過(guò)訓練的人 89%,都知道所在空間兩個(gè)以上出口,64%的人會(huì )留意緊急疏散通道或除進(jìn)來(lái)出口外的其他出口,81%的人會(huì )留意疏散樓梯或安全標志,這說(shuō)明大部分人的人對出入口的熟悉度較高。而在突發(fā)事件發(fā)生時(shí),82%的人選擇自己或和朋友一起迅速撤離商場(chǎng),只有很少人選擇原地等待救援。
公共聚集場(chǎng)所出入口的應急疏散效率,一直是個(gè)社會(huì )各界關(guān)心的熱點(diǎn)問(wèn)題?!俺鞘泄舶踩珕?wèn)題這幾年越來(lái)越受關(guān)注。相對于國外相關(guān)行業(yè)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(xué)習國內外科研機構的相關(guān)理論成果,另一方面是通過(guò)和政府、企業(yè)的直接對接,把研究成果直接應用到實(shí)踐中去,在實(shí)踐中積累數據?!睂τ诔鞘泄驳陌踩?,汪彤心懷慈悲。