安全出口空間特征對密集人群疏散的影響研究

光海鵬 （太原市消防支隊杏花嶺大隊，山西 太原 030024）

隨著城鎮化步伐的不斷加快，我國城市規模急劇增長的同時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施的壓力，同時也對消防安全提出了新挑戰。特別是城市交通運輸樞紐、綜合性大型購物廣場以及電影院和體育館等人口聚集的地方，步行設施建設成本高，集散人口流量大，空間布局相對比較復雜，行人的應急疏散難度大，一旦發生火災地震等突發事件，極易發生擁擠踩踏等問題。因此，安全出口的合理設置對于疏散時間、移動距離、擁擠程度和行人的路徑選擇具有十分重要的影響。

1 疏散狀態下的行人描述

當行人密度比較低而沒有出現突發事件的時候，行人往往選擇自己最為舒適的方式進行自由移動，并且，因為個子高低、胖瘦、性別和年齡等個體差異性使得每個人的行進速度和步伐差異較大。如果行人較為密集而沒有發生突發事件不需要對行人流進行疏散的時候，行人主要以跟隨前者的步伐行進，往往會在步行的區域內自動形成了相向而行的相對方向的行人流自動分流而避免相互之間碰撞，此時，他們步伐和速度趨向一致而向著目標方向前行。

但是，如果發生突發事件而需要進行人群疏散的時候，行人的行進目標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，就會導致大量人群聚集在安全出口，在出口處形成了瓶頸。如果在理性狀態之下，人群在疏散過程中往往相對有序的，行人會根據人群的密集程度選擇時間最短的安全出口，但是，如果在突發事件時沒有人進行正確的疏導，就會發生人群的集體恐慌，人們往往根據自己的經驗和視覺效果來選擇距離最近的安全出口。大多數會選擇自己第一個發現的安全出口，但由于安全出口設置的高度和寬度限制使得其通過能力有限，就會發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模擬

2.1 不同寬度安全出口的通過能力試驗模擬

在通過安全出口的時候，行人的身高和肩寬是應當考慮的因素，所以在露天步行街行人疏散的試驗模擬的過程中，為了更接近真實的現場狀況，首先將安全出口的高度設置為2 m，而寬度從0.5 m～1 m進行變化，每次增加0.1 m，進行不同寬度的安全出口通過能力進行分析研究。通過改變特定區域的面積，按照不高于消防安全規定的人口密度0.6人/m2進行模擬試驗的設置，區域內的人數分別設置為500、800、1000人。在僅有一個安全出口的前提下，統計3min通過安全出口的人數，計算每秒鐘通過的人數平均數，試驗模擬結果如表1～表3所示。

區域人數500人的不同寬度安全出口通行能力表 表1

區域人數800人的不同寬度安全出口通行能力表 表2

區域人數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，通過速度不斷變快。但是，同時從3個表的數據對比可以發現，在0.5 m～0.8 m階段，區域人數是800人的模擬試驗中，安全出口的通過速度最快，區域人數是1000人的模擬試驗中安全出口的通過速度最慢。當安全出口寬度增加到0.9 m及以上時，區域人數是1000人的模擬試驗中，通過能力發生了質的變化，成為通過最快的模擬試驗，由此可見，在安全出口達到一定寬度時，由于人群的追趕效應，通過能力明顯發生了提升。

2.2 寬度確定值下的不同數量安全出口的通過能力試驗模擬

進一步地，我們在既定寬度為確定值時進行出口數量增設進行模擬試驗，區域人數為1000人的狀況下，同樣采取3min通過安全出口人數計算每秒鐘通過的人數平均數，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，安全出口的個數越多，其相應的通過能力也越低，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置中，既要考慮行人的進出方便性，也要兼顧突發事件時的疏散效率。因此，設置數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

對于我們每一個人而言，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。基于此，我們進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，如下圖所示。

區域人數1000人的確定寬度的不同數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比表 表5

安全出口高度為1m和2m的上方攝像視覺效果對比圖

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，如果安全出口設置得較低一些，前方的行人能夠清楚看到出口內外的情況，人群密集度較高，但相對來說分布更加均勻，秩序較好，而左圖中安全出口設置較高時，行人開始朝安全出口集中。并且當安全出口高度為1 m時，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。兩者的通過能力對比表如表5所示。

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

3 結論

綜上所述，我們通過進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可知，安全出口的寬度與通過能力呈正相關關系，但是，在安全出口總寬度為確定值的情況下，安全出口設置越多則通過能力呈現下降趨勢，為負相關關系。如果安全出口設置高度較高時，因為行人的視覺受到了影響，容易出現盲目跟隨前面的行人而不斷向出口處擁擠的現象，不利于人群的疏散，并且，因為身體的靈活度受到了影響，安全出口高度較低時通過會更加迅速。