王維莉,薛 雪
(上海海事大學(xué)物流研究中心,上海 201306)
人群聚集場(chǎng)所往往人員密集、分布不均、流動(dòng)性強(qiáng)、疏散困難[1],易引發(fā)擁擠踩踏等安全事故。例如:2022年10月29日晚,韓國首爾梨泰院站發(fā)生嚴(yán)重踩踏事故,導(dǎo)致158人死亡,196人受傷,人群聚集場(chǎng)所的公共安全與風(fēng)險(xiǎn)管理成為社會(huì)關(guān)注的重點(diǎn)。因此對(duì)人群聚集場(chǎng)所的擁擠踩踏風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估,對(duì)于防范突發(fā)事件及其危害具有重要意義。
基于經(jīng)典風(fēng)險(xiǎn)理論,佟瑞鵬等[2]用區(qū)域內(nèi)滯留人數(shù)與總?cè)藬?shù)的比值表征踩踏事故風(fēng)險(xiǎn)概率,用基于社會(huì)力模型求得的死亡人數(shù)表征事故嚴(yán)重程度,同時(shí)考慮風(fēng)險(xiǎn)的觸發(fā)因子,得到了事故風(fēng)險(xiǎn)的定量表達(dá)式。為了全面考慮風(fēng)險(xiǎn)因素的影響,劉曉芳等[3]運(yùn)用德爾菲法確定權(quán)重,評(píng)估了城市街巷型公共空間人群聚集的安全風(fēng)險(xiǎn),并將其運(yùn)用到廈門市中山路的聚集風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中;葉瑞克等[4]運(yùn)用層析法確定權(quán)重實(shí)現(xiàn)了城市人群聚集區(qū)域的公共安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,并以杭州西湖音樂噴泉廣場(chǎng)為案例進(jìn)行實(shí)證研究;劉澤照等[5]將模糊綜合評(píng)價(jià)法應(yīng)用于擁擠踩踏風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,并對(duì)上海外灘踩踏事故開展實(shí)例應(yīng)用;NIU等[6]運(yùn)用社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析和歷史事件統(tǒng)計(jì)分析確定了風(fēng)險(xiǎn)因素的權(quán)重。王起全等[7]、劉艷等[8]、焦志達(dá)等[9]運(yùn)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法(DEA)實(shí)現(xiàn)了風(fēng)險(xiǎn)水平的計(jì)算;王起全等[10]、霍宇芒等[11]采用賦權(quán)關(guān)聯(lián)度算法和模糊物元法,通過評(píng)價(jià)研究對(duì)象與對(duì)照樣本的關(guān)聯(lián)度來評(píng)估地下交通樞紐系統(tǒng)的踩踏風(fēng)險(xiǎn)。此外,學(xué)者們還運(yùn)用個(gè)體受力微觀模擬模型[12]、Iterative Self-organizing Clustering Algorithm (ISODATA)算法[13]、動(dòng)態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)[14]進(jìn)行相關(guān)研究。以上研究在確定風(fēng)險(xiǎn)因素權(quán)重時(shí)較為主觀,且將各風(fēng)險(xiǎn)因素獨(dú)立處理,對(duì)風(fēng)險(xiǎn)因素間的相互作用關(guān)系關(guān)注較少。
鑒于此,本研究搜集2000-2022全球發(fā)生的200起踩踏事故數(shù)據(jù),構(gòu)建擁擠踩踏事故數(shù)據(jù)集,然后采用因子分析法提取踩踏風(fēng)險(xiǎn)共性因子,從風(fēng)險(xiǎn)脆弱性、風(fēng)險(xiǎn)承受力和風(fēng)險(xiǎn)控制力[4]三個(gè)維度構(gòu)建擁擠踩踏風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系,采用梨泰院踩踏事故數(shù)據(jù)對(duì)該模型進(jìn)行驗(yàn)證,最后將此模型用于評(píng)估上海市五角場(chǎng)環(huán)島下沉式廣場(chǎng)的擁擠踩踏風(fēng)險(xiǎn)。
事故致因的識(shí)別是風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的基礎(chǔ),綜合國內(nèi)外踩踏致因研究[15-24],歸納擁擠踩踏風(fēng)險(xiǎn)因子如下。
人的因素,主要包括人群密度、人群構(gòu)成、人群心理特征、人群運(yùn)動(dòng)行為、異常人員及行為等。人群密度是單位面積的人員數(shù)量;人群構(gòu)成體現(xiàn)在人的年齡、性別、安全意識(shí)、行動(dòng)能力等方面;心理特征是指恐慌、異常興奮等心理狀態(tài);運(yùn)動(dòng)行為包括人群的運(yùn)動(dòng)方向和速度;異常人員及行為則是指推搡、跌倒、騷亂等行為。
物的因素,一是引起火災(zāi)、爆炸、坍塌等事故的異常設(shè)備、設(shè)施;另外是場(chǎng)地狀態(tài),包括安全出口的狀態(tài)(如寬度、個(gè)數(shù))、疏散通道的狀態(tài)(如阻礙、缺乏疏散標(biāo)志)。
環(huán)境因素,主要包括自然環(huán)境因素和人工環(huán)境因素。自然環(huán)境因素主要為不良的氣象條件、復(fù)雜的地理環(huán)境和地質(zhì)災(zāi)害;人工環(huán)境包括樓梯、橋梁等踩踏事故的高發(fā)地以及不充足的照明條件。
管理因素,主要是指人群管控不善、信息溝通不暢、應(yīng)急管理不當(dāng)。包括對(duì)人流量、人群秩序未提前進(jìn)行干預(yù);對(duì)謠言傳播、突發(fā)情況未及時(shí)采取措施;聚集后的疏散工作不當(dāng)以及在突發(fā)事件中未采取合理措施保障公共安全。
通過國內(nèi)外主流媒體的報(bào)道,收集整理了2000-2022年全球共200起踩踏事件,并記錄下列信息:日期、地區(qū)、聚集活動(dòng)類型(體育、宗教、娛樂等)、事故發(fā)展過程,并運(yùn)用前文總結(jié)的風(fēng)險(xiǎn)因子,對(duì)擁擠踩踏事故觸發(fā)和演化過程進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)因素概念性編碼[6](表1)。將歷史擁擠踩踏事故按照年份分組,整理分類的結(jié)果如表2所示。

表1 踩踏事故影響因素的概念編碼

表2 風(fēng)險(xiǎn)因素統(tǒng)計(jì)表
因子分析是從變量群中提取共性因子的統(tǒng)計(jì)技術(shù),可以在多變量中找出隱藏的具有代表性的因子,將相同本質(zhì)的變量歸入一個(gè)因子,從而減少變量的數(shù)目,體現(xiàn)變量間的關(guān)系。每一個(gè)變量都可以表示為公共因子的線性函數(shù)與特殊因子之和:
(1)
式中:可觀測(cè)的p維隨機(jī)變量為:X=(X1,X2…Xp)T;F=(F1,F(xiàn)2…Fm)T,(m
首先采用KMO和球形Bartlett進(jìn)行因子分析適用性檢驗(yàn),其中KMO(Kaiser-Meyer-Olkin)統(tǒng)計(jì)量是用于比較變量間簡單相關(guān)系數(shù)和偏相關(guān)系數(shù)的指標(biāo),取值在0~1之間,Bartlett 球狀檢驗(yàn)用于檢驗(yàn)相關(guān)矩陣中各變量間的相關(guān)性[25]。KMO統(tǒng)計(jì)量越接近于1,變量間的相關(guān)性越強(qiáng),越適合進(jìn)行因子分析。由表3所示,本文數(shù)據(jù)的KMO檢驗(yàn)已達(dá) 0.767,Bartlett 球形檢驗(yàn)在0.1%的水平上顯著,因此可以進(jìn)行因子分析。

表3 KMO 和Bartlett檢驗(yàn)
1)公因子提取。由適用性檢驗(yàn)的結(jié)果可知,影響擁擠踩踏事故的多個(gè)因素間存在一定的相關(guān)性。接下來利用主成分分析法計(jì)算各因子的特征值和貢獻(xiàn)率,根據(jù)特征值大于1的原則提取因子,將其設(shè)為(F1,F(xiàn)2,F(xiàn)3)作為擁擠踩踏事故風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的一級(jí)指標(biāo),其累計(jì)方差貢獻(xiàn)率已達(dá) 73.56%,即提取的公因子能反映各原始變量73.56%的信息(表4),碎石圖如圖1所示。

圖1 碎石圖

表4 總方差解釋
公因子權(quán)重主要依據(jù)其方差貢獻(xiàn)率確定:
(2)
式中:n為提取的公因子個(gè)數(shù),ai表示各個(gè)公因子所解釋的方差百分比;Ai表示各公因子的權(quán)重,依據(jù)表4的結(jié)算結(jié)果得到各一級(jí)指標(biāo)的權(quán)重如表5所示。

表5 人群聚集場(chǎng)所擁擠踩踏風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系
2)公因子命名。即根據(jù)變量的相關(guān)性大小對(duì)變量進(jìn)行分組,使同組內(nèi)變量間的相關(guān)性較高,不同組變量的相關(guān)性較低,而代表每組數(shù)據(jù)基本結(jié)構(gòu)的新變量稱為公共因子,旋轉(zhuǎn)成分矩陣可以反映各變量在公共因子上的載荷值。從旋轉(zhuǎn)分析結(jié)果(表6)看,第一個(gè)主成分的相關(guān)指標(biāo)包括人群密度、人群管控不善、異常人員及行為、人群心理特征和人群運(yùn)動(dòng)行為,此類因素是引起踩踏事故的直接因素,將其歸納為風(fēng)險(xiǎn)脆弱性,風(fēng)險(xiǎn)脆弱性是系統(tǒng)自身存在的易受傷害和損失的因素,在災(zāi)害來臨時(shí)表現(xiàn)出的敏感性;第二個(gè)主成分是由人工環(huán)境、人群構(gòu)成、自然環(huán)境和設(shè)備或物品異常四個(gè)指標(biāo)構(gòu)成的,這類因素影響踩踏事故后果的嚴(yán)重程度,將其歸納為風(fēng)險(xiǎn)承受力,關(guān)系到系統(tǒng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的抵抗和承受能力;最后一個(gè)主成分包含疏散通道及標(biāo)識(shí)、安全出口狀態(tài)、信息溝通、應(yīng)急管理,將其歸納為風(fēng)險(xiǎn)控制力,風(fēng)險(xiǎn)控制力是指主觀避免或減少風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生可能性及潛在損失的能力。

表6 旋轉(zhuǎn)后成分矩陣
3)二級(jí)指標(biāo)權(quán)重計(jì)算。在各公因子的指標(biāo)及其權(quán)重確定后,借助因子分析的得分系列矩陣得到公因子的線性組合,用湯普森(Thomson)回歸法對(duì)二級(jí)指標(biāo)的權(quán)重進(jìn)行計(jì)算[25]。
表7所示是各因子得分系列矩陣,可得到各公因子的回歸方程:

表7 因子得分系數(shù)矩陣
F1=0.327f11+0.326f12+0.235f13+0.191f14+0.249f15;
(3)
F2=0.289f21+0.313f22+0.287f23+0.286f24;
(4)
F3=0.359f31+0.440f32+0.299f33+0.222f34。
(5)
對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理:
(6)
繼而得到二級(jí)指標(biāo)的權(quán)重:
Wij=Ai×Bij。
(7)
由此所搭建的城市人群聚集場(chǎng)所擁擠踩踏風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系如表5所示。
結(jié)合各指標(biāo)權(quán)重,利用以下公式確定人群聚集場(chǎng)所的擁擠踩踏風(fēng)險(xiǎn)指數(shù):
(8)
式中:I是人群聚集區(qū)域的擁擠踩踏風(fēng)險(xiǎn)指數(shù),Wi是風(fēng)險(xiǎn)因素i的權(quán)重,Yi是風(fēng)險(xiǎn)因素i的判別值。風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的判別值如表8所示。

表8 風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)與判別標(biāo)準(zhǔn)
為確定人員密集場(chǎng)所擁擠踩踏風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別,需要建立相應(yīng)的評(píng)判規(guī)則。參考文獻(xiàn)[26]的風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)值對(duì)應(yīng)關(guān)系表,事故發(fā)生的最小割集權(quán)重之和的均值為15,本研究中建立的人員密集場(chǎng)所擁擠風(fēng)險(xiǎn)評(píng)判規(guī)則如表9所示。

表9 人群聚集場(chǎng)所風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別和風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)值的對(duì)應(yīng)關(guān)系
2022年10月29日,正值萬圣節(jié)活動(dòng),因很多市民自發(fā)聚集在梨泰院洞慶祝節(jié)日。梨泰院洞中心漢密爾頓酒店旁一條狹窄的小巷內(nèi)擠滿了人(大約18 m2的空間容納了300多人),自上而下的人流遭遇下方地鐵站出口橫向穿行的人群時(shí),行進(jìn)速度更加緩慢,人們互相推搡又因地勢(shì)狹窄有坡度且凹凸不平,導(dǎo)致斜坡上的人群如多米諾骨牌般倒下,人群壓力使下層人們無法動(dòng)彈,最終釀成慘劇,造成158人死亡、196人受傷。
根據(jù)新聞報(bào)道可知,當(dāng)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)人員密度極大、人群異常興奮、形成了明顯的對(duì)沖人流和速度差異、人群互相推搡、管理部門事先對(duì)聚集人數(shù)缺乏預(yù)估以及管理措施,同時(shí)地勢(shì)復(fù)雜、疏散通道狹窄,街邊震耳欲聾的音樂也導(dǎo)致信息溝通不暢通。運(yùn)用本研究所提出的模型計(jì)算人群擁擠踩踏風(fēng)險(xiǎn)值以確定風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別(表10),結(jié)果顯示梨泰院聚集活動(dòng)中的擁擠踩踏風(fēng)險(xiǎn)水平高達(dá)81.6分,危險(xiǎn)級(jí)別為一級(jí)。因此,該模型可用于計(jì)算人群聚集場(chǎng)所擁擠踩踏風(fēng)險(xiǎn)水平并劃分風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別,模型結(jié)果可以明確顯示該場(chǎng)所的風(fēng)險(xiǎn)程度以及應(yīng)加強(qiáng)管控的風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo),對(duì)事前預(yù)防人群聚集場(chǎng)所擁擠踩踏事故,提高風(fēng)險(xiǎn)管理水平具有實(shí)際參考意義。

表10 梨泰院擁擠踩踏風(fēng)險(xiǎn)事故風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分表
上海市楊浦區(qū)五角場(chǎng)環(huán)島下沉式廣場(chǎng)集交通、商業(yè)、辦公及娛樂等于一體,以五條地下通道與萬達(dá)廣場(chǎng)、百聯(lián)又一城、東方商廈(現(xiàn)為邁悅生活廣場(chǎng))、蘇寧易購和合生匯五大商場(chǎng)相連,同時(shí)連通地面出入口與周邊道路,相當(dāng)于一座“下沉式天橋”,承擔(dān)市民的交通通行和分流功能,是上海城市副中心五角場(chǎng)地區(qū)步行系統(tǒng)的重要樞紐。據(jù)歷史人流量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),在五角場(chǎng)環(huán)島區(qū)域,工作日約15萬人次,周末約20萬人次,節(jié)假日約25~30萬人次,重大節(jié)日人流量可突破60萬人次,高峰小時(shí)人流量更是突破56 250人次。
1)工作日常態(tài)客流情景。假設(shè)平時(shí)的工作日,以15萬人次計(jì)算。平峰時(shí)間,人群平均密度小于0.71人/m2,人群心理較為穩(wěn)定,運(yùn)動(dòng)的對(duì)沖和交叉較少。目前,五角場(chǎng)下沉式廣場(chǎng)的管理方案和應(yīng)急預(yù)案較為完備,安保人員基本充足,有定期的人員培訓(xùn)以及開展應(yīng)急演練,電子大屏、宣傳廣播等信息傳遞渠道良好。假設(shè)常規(guī)天氣條件下,沒有設(shè)備故障情況下,運(yùn)用本研究所提模型計(jì)算五角場(chǎng)下沉式廣場(chǎng)人群擁擠踩踏風(fēng)險(xiǎn)值以確定風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別,結(jié)果如表11所示。

表11 五角場(chǎng)下沉式廣場(chǎng)擁擠踩踏風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分表
2)下雨天的節(jié)假日客流場(chǎng)景。假設(shè)節(jié)假日,以30萬人次計(jì)算,地下通道、環(huán)廊等處人群平均密度為2人/m2,人群心理較為穩(wěn)定,人群存在一定的對(duì)向流和交叉流。該場(chǎng)景運(yùn)用本研究所提模型計(jì)算五角場(chǎng)下沉式廣場(chǎng)人群擁擠踩踏風(fēng)險(xiǎn)值為RI=32.067,其風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為三級(jí)。
3)有展出活動(dòng)的特殊節(jié)假日客流場(chǎng)景。假設(shè)在國慶“黃金周”等特殊節(jié)假日,適逢五角場(chǎng)下沉式廣場(chǎng)有展出活動(dòng),客流以60萬人次計(jì)算,地下通道、環(huán)廊等處人群密度超過2.17人/m2,人流會(huì)存在較強(qiáng)的對(duì)沖和交叉,假設(shè)不存在異常行為及人員,人群心理較為穩(wěn)定。如果沒有調(diào)配額外警力和安保人員,特殊節(jié)假日現(xiàn)場(chǎng)的安保力量會(huì)不足,且如果對(duì)人員缺乏特殊節(jié)假日客流應(yīng)對(duì)處置的培訓(xùn)教育,現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)對(duì)經(jīng)驗(yàn)會(huì)顯不足。該場(chǎng)景運(yùn)用本研究所提模型計(jì)算五角場(chǎng)下沉式廣場(chǎng)人群擁擠踩踏風(fēng)險(xiǎn)值為RI=58.52,其風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)上升為二級(jí)。
首先在人群聚集場(chǎng)所的日常管理中要注意檢查出入口以及照明、廣播等電子屏等設(shè)施設(shè)備的狀態(tài),排除樓梯橋梁等高危節(jié)點(diǎn)處的安全隱患,從而提高場(chǎng)所的風(fēng)險(xiǎn)承受力。
其次要尤其關(guān)注安全出口和疏散通道的狀態(tài),并輔之以清晰、醒目的指示標(biāo)志。尤其在惡劣天氣、有路演等特殊活動(dòng)、特殊節(jié)假日前,應(yīng)配備由LED燈或反光材料組成的安全標(biāo)識(shí),及時(shí)清理道路阻塞物、清理積水等,防止樓梯、坡道等濕滑造成的事故。在聚集活動(dòng)前應(yīng)該進(jìn)行安全演練,制定應(yīng)急預(yù)案,提高對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的控制力。
最后人群聚集場(chǎng)所的現(xiàn)場(chǎng)管理是降低踩踏風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵,要合理設(shè)定人流容量,及時(shí)關(guān)注場(chǎng)所內(nèi)滯留人員數(shù)量,管控人群秩序。當(dāng)場(chǎng)所內(nèi)人群密度過高時(shí),可采取限流措施,控制進(jìn)出人員數(shù)量,或采取單向流動(dòng)等人群管控方式,盡量避免高密度人流的對(duì)沖和交叉。并通過視頻監(jiān)控關(guān)注人群的運(yùn)動(dòng)行為和心理特征,監(jiān)測(cè)識(shí)別異常行為,有突發(fā)事件時(shí)緊急疏散人群。從根源上降低場(chǎng)所的風(fēng)險(xiǎn)脆弱性,降低場(chǎng)所的擁擠踩踏風(fēng)險(xiǎn)。
1)綜合對(duì)比國內(nèi)外踩踏因素的研究,以“人物環(huán)管”為分析框架歸納出人群密度、人群構(gòu)成、人群運(yùn)動(dòng)行為、人群心理特征、異常人員及行為、安全出口狀態(tài)、設(shè)施設(shè)備異常、疏散通道及標(biāo)識(shí)、人工環(huán)境、自然環(huán)境、人群管控不善、信息溝通不暢、應(yīng)急管理不當(dāng)13個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素,收集了2000-2022年的200起踩踏事件,對(duì)其引發(fā)和發(fā)展過程進(jìn)行概念編碼,統(tǒng)計(jì)其聚集人數(shù)和傷亡人數(shù)從而構(gòu)建歷史踩踏事故數(shù)據(jù)集。
2)采用因子分析法進(jìn)行量化研究,由因子分析的結(jié)果搭建起“風(fēng)險(xiǎn)脆弱性-風(fēng)險(xiǎn)承受力-風(fēng)險(xiǎn)控制力”的分析框架,風(fēng)險(xiǎn)脆弱性包含的二級(jí)指標(biāo)是引起踩踏事故的直接因素,權(quán)重最高;風(fēng)險(xiǎn)承受力的相關(guān)因素影響踩踏事故后果的嚴(yán)重程度;風(fēng)險(xiǎn)控制力的相關(guān)因素不會(huì)直接引起踩踏事故,但能避免或減少潛在損失。
3)借助因子分析的得分系列矩陣用 Thomson 回歸法計(jì)算二級(jí)指標(biāo)權(quán)重,建立人群聚集場(chǎng)所的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系,引入風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的判別標(biāo)準(zhǔn),計(jì)算其擁擠踩踏風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)。通過對(duì)“韓國梨泰院”踩踏事故的個(gè)案評(píng)估對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證,將其運(yùn)用到五角場(chǎng)環(huán)島下沉式廣場(chǎng)的擁擠踩踏風(fēng)險(xiǎn)分析。最后對(duì)人群聚集場(chǎng)所的日常管理和現(xiàn)場(chǎng)管理提出若干措施建議。
4)本研究提出的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型在一定程度上解構(gòu)了誘發(fā)踩踏風(fēng)險(xiǎn)的諸多因素,能為人群聚集場(chǎng)所的日常管理和應(yīng)急管控提供決策參考。誠然,本研究仍然存在不足之處,比如風(fēng)險(xiǎn)因素的細(xì)化仍有提升空間,風(fēng)險(xiǎn)因素判別值的取值辦法仍值得研究,如此將會(huì)獲得更為科學(xué)和更具說服力的研究結(jié)論。