人员疏散速度模型综述陈曦中国人民武装警察部队学院，河北廊坊，０６５０００【摘要】基于人员疏散速度的影响因素，对典型的疏散速度模型进行了比较分析，并对特殊人群的疏散速度进行阐述，得出人员疏散速度的总体规律。
为进一步研究人群疏散问题提供科学依据。
【关键词】人员疏散疏散速度疏散模型一、前言人员密集的公共场所具有极大的危险性，容易造成重大的群死群伤事故。
例如：２０００年１２月２５日发生在洛阳市东都大厦的火灾事故，造成３０９人死亡；２００１年，美国“９１ｌ’：事件发生在人群聚集的高层建筑内，造成２．５万人紧急疏散，死亡２０００多人，失踪６３４７人；２００３年，韩国大丘地铁纵火案发生在人群积聚的地铁内，至少造成１３４人死亡，１３６人受伤；２００４年元宵演出期间发生在北京密云的人群拥挤事故，造成１７人死亡…。
所以，研究公共场所的安全疏散具有极大的现实意义和社会安全价值，而疏散速度是影响人群疏散的一个重要因素。
目前，对疏散速度模型的研究比较典型的有㈣：前苏联的Ｐｒｅｄｔｅｃｈｅｎｓｋｉ和Ｍｉｌｉｎｓｋｉｉ，日本的Ｔｏｇａｗａ，Ａｎｄｏ等，武汉大学与中国香港城市大学发展的空间网格疏散模型ＳＧＭ，以及武汉大学的建筑物人员疏散逃生速度的数学模型。
比较以上人群的疏散速度模型，可以对不同情况针对性的做好安全措施，改善防火设计，对人群疏散问题的研究具有指导意义。
．．４６．．二、影响人员疏散速度的因素１、人群密度对速度的影响人群密度反映了一个空间内人员的稠密程度，通常用单位面积上分布的人员的数目表示，即：人群密度＝全部人数／全部面积（人／ｍ２）或者用人均占有面积表示（ｍ２／人）。
由于建筑物各空间的功能不同，所以其人群密度也不相同，而各空间的人群密度，决定了每层楼所需安全疏散的人数、人员移动速度等。
在通常情况下，当疏散通道空间中人均占有面积Ｓ＝Ｏ．２８ｍ２／ＪＬ时，则该通道空间就可能出现人流迁移流动的危险事故：当人均占有面积Ｓ－－Ｏ．２５ｍ２／人时，则会出现人体前后紧贴相互推挤。
如果此时发生突发事件，极有可能由于室内人员相互阻塞、践踏、堆叠而迁导致伤亡。
因此，在安全疏散通道中，为确保疏散人流移流动的安全性，则必须控制人均占有最小面积应为Ｓ－－Ｏ．２８ｍ２／ｊｋ．。
即相应的最大人流密度则为ｐ＝３．５７人／Ｉ一７１。
２、人与人之间的距离对速度的影响人与人之间的距离是指一个人的中心到前面一个人的中心距离，从侧而看和正面看都是这个定义。
在疏散过程中，当人群拥挤时，每一个人的疏散速度通万方数据过人员之间的距离与行走速度之间的关系来取值。
在人与人之间的距离大于１．６ｍ左右时，行人运动速度不受行人间距离的影响。
但间距小于１．６ｍ后，行人的行走速度迅速下降，人与人之间的相互影响也随人与人之间的距离减小而增强。
直到为０．３ｍ时，行走速度降低为０，此时对应的人群密度约在５—６人，ｍ２左铲。
三、典型的人员疏散速度模型１、速度模型１Ｐｒｅｄｔｅｃｈｅｎｓｋｉ和Ｍｉｌｉｎｓｋｉｉ的研究成果为ｐ１：（１）正常情况下的速度①在水平通道上，水平通道的平均疏散速度是人流密度的函数：ｙ＝１１２Ｄ４—３８０Ｄ３＋４３４Ｄ２—２１７Ｄ＋５７（ｍ／ｍｉｎ）（１）其中０＜Ｄ≤０．９２②经过门的移动：Ｖｏ＝ｚ［１．１７＋０．１３ｓｉｎ（６．０３Ｄ－０．１２）］（ｍ／ｍｉｎ）（２）③下楼梯的移动：圪＝ｖ［ｏ．７７５＋０．４４ｅ一０．３９Ｄｘｓｉｎ（５．１６Ｄ－０．２２４）］（ｍ／ｒａｉｎ）（３）其中人流密度Ｄ是指人群中人体的实际面积与人流总体面积即外轮廓面积的比值，它反映人群的拥挤程度。
可用下式表示：Ｄ＝Ｎｆ／Ｗ，．（ｍ２／ｍ２）（４）式中：Ｎ为人流中的人数；伪个人水平投影面积；Ｗ为人流宽度；Ｌ为人流长度。
（２）火灾情况下在火灾紧急情况下，人员有恐惧感，相同密度下的移动速度增大。
Ｐｒｅｄｔｅｃｈｅｎｓｋｉｉ和Ｍｉｌｉｎｓｋｉｉ发现两个速度间的关系如下：圪＝Ｖ．以（５）对于水平通道和通过敞开的门时：以＝１．４９—０．３６Ｄ；下楼时：以＝１．２１２、速度模型２在这个模型中，单位个人运动速度的不规则变动是由人群密度来决定的。
疏散速度与人群密度的关系公式同样参考了Ｐｒｅｄｔｅｃｈｅｎｓｋｉｉ和Ｍｉｌｉｎｓｋｉｉ研究的结果：当Ｐ≥１．０人／ｍ２时，圪＝‰／ｐ（６）当Ｐ＜１．０人／ｍ２时，圪＝吒。
（７）其中：Ｖ。
是水平行进速度，Ｖ一是最大水平行进速度，Ｖ一根据出口容量在０．５ｍ／ｓ至１］１．５ｍ／ｓ之间变动。
Ｐ是人群密度，是以一个逃离者四周３０米为半径的半圆的空间来计算的。
当Ｐ＜１人／ｒｌｌ２时，圪＝‰不变。
３、速度模型３Ｔｏｇａｗａ，Ａｎｄｏ，和Ａｏｋｉ等人研究结果表明疏散速度与人群密度变化之间的关系为州：Ｖ＝Ｚ０ｐｍ８（８）这里的Ｐ是人群密度，ｖ０是常量，数值为１．３４ｍ／ｓ。
４、速度模型４根据武汉大学与中国香港城市大学发展的ＳＧＥＭ模型，人群的疏散速度与人群密度的关系可以表示嗍：ｆ，１．４ｐ＜Ｏ·７５鸬＝｛０．０４１２，０２一ｏ．５９ｐ＋１．８６７ｏ．７５＜Ｐ≤４．２（９）１０．１（ｚ０）Ｐ＞４．２式中：斗ｉ表示人群中第ｉ个人的速度（ｍ／ｓ）；Ｐ表示人群密度（Ｌ／ｍ２）。
５、速度模型５在Ｍ．Ｙ．Ｒｏｙｔｍａｎ编译的前苏联建筑火灾安全原理统计资料的基础上，分析各研究人员的观测数据得到人员疏散的移动速度公式为同：ｕｊ（ｐ）＝Ｕｍ（ａＡ＋局Ｂ＋，）（１０）Ａ＝１．３２—０．８２Ｌｎ（ｐ）（１１）Ｂ＝３．０—０．７６ｐ（１２）其中：仅取值范围为０．２５～０．４４，Ｂ取０．０１４～０．０８８，＾ｙ取０．１５～０．２６。
四、各种疏散速度模型的比较模型１考虑了疏散速度与人流密度的关系，对正常及火灾两种情况进行分析，比较具有针对性。
模型２和模型３考虑的是疏散速度与人群密度的关系，应注意的是在模型２中，如果门附近的人群密度较高，人群不能一起通过，可能会发生排队现象。
模型４以一个网格内的人员为核心，考虑周围网格的人前后拥挤和左右拥挤对他的疏散速度的影响。
能够动态演示人员疏散分布情况。
模型５考虑了疏散时人员的左右、前后拥挤及其他因素对疏散速度产生的综合效应。
上述速度模型虽然各不相同，但是总体规律是一致的。
通过分析可以得出：当人群密度Ｐ＝１．０人／ｍ２左右时。
人流迁移流动呈自由流动状态，相应的迁移流动的水平速度为Ｖ＝Ｉ．３ｎｏｔｓ；当人群密度Ｐ＝２．０人／ｍ２左右时，则人流迁移流动开始呈现滞留流动状态。
相应一４７—万方数据的迁移流动的水平速度为Ｖ＝０．７ｍ／ｓ；当人群密度ｐ＝５．３８人／ｍ２左右时，则人流迁移流动完全处于停滞状态。
相应的迁移流动的水平速度为Ｖ＝０．０ｍ／ｓ。
上面的疏散速度模型针对一般人群是适用的，但是对于特殊人群，例如残疾人、老人和小孩等，由于可移动性不同程度的下降，疏散速度相应要下降。
所以对于特殊人群的疏散速度要单独进行分析。
国外资料表明”１：在水平路上，不需要帮助的残疾人的速度为０．８０ｍ／ｓ，而正常人的速度为１．２５ｍ／ｓ；需要帮助的残疾人的平均行走速度为０．５７ｍ／ｓ；使用电动轮椅的平均速度０．８９ｍ／ｓ；使用手动轮椅的平均速度为０．６９ｍ／ｓ。
残疾人不能通过具有闭门力的各种门，都需要帮助。
在预测残疾人的行走时间时，必须包括通过门的时间。
五、结束语上述几种模型仅以人群密度或人流密度作为疏散速度的判据，而实际的疏散过程中会受到很多因素的影响，如人对建筑物通道、出口的熟悉程度；人的年龄、健康状况、人的心理状态等因素都会对速度有影响。
因此要进行进一步的研究，为人群安全疏散问题提供更多的科学依据。
（上接６０页）４、居住三层以下的人如果无自救办法而时间又十分紧迫，受烟火胁严重，被迫跳楼时，可先向地面抛棉被等物，然后采用双手攀着窗台往下滑，以缩小跳楼高度，并尽量做到双脚先落地，减法轻受伤程度。
５、外出住宿时最好住在低层，当住在高层时，应先查看出口、楼内通道、安全指示标志、水源、灭火器材等情况，并仔细阅读旅馆提供的住宿指南，一旦遇到火灾，稍作冷静考虑后，再决定逃生行动。
逃生时，要尽力逃离“火海”，而不能贪恋一时安然无恙全。
蹲在或钻在床下，或在衣柜里，以防因烟气中毒而死亡；不要目跟着大家一起．．４８．．【参考文献】【１】袁建平，方正，卢兆明等．车站客流观测及其对人群疏散动力学模型的验证［７】．西安建筑科技大学学报。
２００８，４０（１）：１０８—１１２．【２】吕雷，程远平，王婕等．对学校教学楼疏散人数及疏散速度的调查研究Ⅱ】．安全，２００６：１０－１３．【３】ＰＲＥＤＴＥＣＨＥＮＳＫＩＩＶＭ，ＭＩＬＩＮＳＫＩＡＩ．Ｐｈｎｎｉｎｇｆｏｒｆｏｏｔｔｒａｆｆｉｃｆｌｏｗｉｎｂｕｆｌｄｉｎｇ［Ｍ］．ＳｔｒｏｉｉｚｄａｔＰｕｂｌｉｓｈｅｒｓ，Ｍｏｓｃｏｗ，１９６９．【４】Ｋ．Ｔｏｇａｗａ．Ｓｔｕｄｙｏｎｆｉｒｅｅｓｃａｐｅｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓｏｆｍｕｌｔｉｔｕｄｅｃｕｒｒｅｎｔｓ，ＲｅｐｏｒｔＮｏ．４，ＢｕｉｌｄｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，Ｊａｐａｎ，１９５５．【５】ＬｏＳＭ，Ｆａｎｇｚ，Ｌ证Ｐ，ｅｔａｌ．ＡｎＥｖａｃｕａｔｉｏｎＭｏｄｅｌ：ｔｈｅＳＧＥＭＰａｃｋａｇｅＩＪ］．ＦｉｒｅＳａｆｅｔｙＪｏｕｒｎａｌ，２００４（３９）：１６９－１９０．【６】陆君安，方正，卢兆明等．建筑物人员疏散逃生速度的数学模型Ｕ】．武汉大学学报，２００２，３５（２）：６６－６９．【７】马莉莉．建筑消防过程中人员安全疏散问题的计算机模拟研究【Ｄ】．武汉：武汉大学环境工程学院，２００４．【８】Ｈｅｌｂｉｎｇ．Ｄ．ｒｅｌａｔｅｄｓｅｌｆ－ｄｒｉｖｅｎｍａｎｙｐａｒｔｉｃｌｅｓｙｓｔｅｍｓ．Ｒ．ｅｖ．Ｍｏｄ．Ｐｈｙｓ．２００１，７３（４），１０６７—１１４１．跑，人多拥挤，往往会发生伤事故；在高层建筑火灾中，不到万不得已时，不要向楼上跑，以防走上绝路，因为火主要是向上蔓延，且速度很快，烟气向上扩散的速度也比水平流动的速度快好几倍；火灾发生后，不能使用普通电梯逃生，因为电梯的电源随时可能因燃烧而中断或被切断电源。
身上的衣服一旦被引燃，应当迅速脱掉，或在地上打滚把火压灭，不能带火奔跑；逃出火场后，切不可再顾及遗留在室内的物品返回火场，如确有ｊ＃救不可的人或物品，应请消防队员帮助处理。
【参考文献】《高层民用建筑设计防火规范》万方数据人员疏散速度模型综述作者：陈曦作者单位：中国人民武装警察部队学院,河北廊坊,065000刊名：安防科技英文刊名：SAFETY & SECURITY TECHNOLOGY年，卷(期)：2010，""(3)引用次数：0次1.袁建平,方正,卢兆明等.车站客流观测及其对人群疏散动力学模型的验证[J].西安建筑科技大学学报,2008,40(1):108-112.2.吕雷,程远平,王婕等.对学校教学楼疏散人数及疏散速度的调查研究[J].安全,2006:10-13.3.PREDTECHENSKII V M,MILINSKI A I.Planning for foot traffic flow in building[M].Stroiizclat Publishers,Moscow,1969.4.K.Togawa.Study on fire escape based on the observations of multitude current s,ReportNo.4,Building Research Institute,Ministry of Construction,Japan,1955.5.Lo S M,Fang Z,Lin P,etal.An Evacuation Model:the SGEM Package[J].Fire Safety Journal,2004(39):169-190.6.陆君安,方正,卢兆明等.建筑物人员疏散逃生速度的数学模型[J].武汉大学学报,2002,35(2):66-69.7.马莉莉.建筑消防过程中人员安全疏散问题的计算机模拟研究[D].武汉:武汉大学环境工程学院,2004.8.Helbing.D.related self-driven many particle systems.Rev.Mod.Phys.2001,73(4),1067-1141.1.期刊论文孔留安.周爱桃.景国勋.刘冬华.KONG Liu-an.ZHOU Ai-tao.JING Guo-xun.LIU Dong-hua人员疏散时间预测与分析-中国安全科学学报2005,15(11)由于大量火灾事故的不断发生,火灾防范和安全疏散成为一个重要的研究课题.为了探讨人员疏散规律,笔者应用排队论知识及结合"社会力 "模型,并综合考虑到建筑结构特征、人员密度及个体的作用和差异,建立了人员疏散模型 .通过计算机模拟确定人员疏散时间,结合实例阐述了出口宽度等建筑结构特征、人员密度与疏散时间的关系,结果表明,该模型得到的结果与实际基本相符.通过对人员疏散规律的研究,可以帮助人们优化建筑物的内部结构,特别是门宽,疏散通道的个数,从而加快紧急情况时的疏散速度,减少人员的伤亡;还可以帮助人们设计出正确的管理措施,保证大规模的群众集会时的人员的安全.2.期刊论文宋卫国.于彦飞.范维澄.张和平一种考虑摩擦与排斥的人员疏散元胞自动机模行-中国科学E辑2005,35(7)在人员疏散过程中, 人与人之间、人与环境(如建筑物)之间存在相互作用力, 包括吸引力、排斥力和摩擦力. 3种力对人员疏散的行为、速度和效率起着关键作用. 在以往的模型中, 吸引力可以得到较好地描述, 但对排斥力和摩擦力的定量描述还不完善. 近年来提出的多粒子自驱动模型(社会力模型)可以较好地体现3种力的作用, 但由于它是一种连续型模型, 运算的速度较慢并很难得到改善. 目前研究较多的离散型模型, 如元胞自动机模型和格子气模型等, 可以达到较高的运算速度, 但很难考虑到摩擦力与排斥力的作用, 造成运算结果误差较大. 针对这种情况, 本文在经典元胞自动机模型的基础上, 量化确定了摩擦力和排斥力的运算规则, 提出了一种新的元胞自动机模型. 通过将模型的运算结果与多粒子自驱动模型进行比较表明, 新模型在人员行为、疏散速度以及"快即是慢"效应等方面都可以得到与后者相同的结果, 而运算速度则与普通的元胞自动机及格子气模型相当, 比社会力模型大为提高.3.期刊论文曾胜.马晓茜.廖艳芬.ZENG Sheng.MA Xiao-qian.LIAO Yan-fen城市地下商业建筑中人员疏散模型的研究-建筑科学2008,24(5)在元胞自动机基本模型基础上,引入了社会力模型中的思想,开发了一种扩展元胞自动机新模型.新模型中引入了"危险度"和"视野"的概念,综合考虑了火源对人的行为的影响、人与人之间的摩擦力、墙和障碍物对人的排斥力,并且根据实际测量结果,对门和楼梯等主要疏散通道处,按人员密度的不同来确定疏散速度.新模型可以直观地看到人员的整个疏散过程.得到每个时刻的人员分布状况,从而找出逃生过程中不利于人员疏散的"瓶颈"位置.与基本元胞自动机模型比较,单房间内的仿真结果表明本模型具有较强的实用性.用新模型对某地下商业街内人员的疏散过程进行了模拟,分析了疏散过程的瓶颈和阻塞原因,并提出了相应的改进措施.4.期刊论文廖曙江.刘方.LIAO Shu-jiang.LIU Fang基于功能单元的人员疏散区域网格模型的建立-消防科学与技术2009,28(8)介绍了疏散模型的分类,并考虑建筑模型、人的运动和基本参数建立了区域网格疏散模型.考虑人的行为的趋向性和人员密度对疏散速度的影响,给出人员移动速度的计算公式.以MATLAB为工具开发了ZGESS计算程序.程序的图像显示区域可根据选择显示各楼层不同时刻下人员分布情况;模型参数、模型计算、模型显示三个按钮分别用来打开模型参数设置窗口、启动疏散处理运算、打开图像显示窗口;静态文本区域显示完成整个过程所用的总时间.5.期刊论文徐瞻.石龙某大型医院人员疏散计算模拟-消防科学与技术2008,27(7)大型医院内人员组成较为复杂,分析了不同区域的疏散人数以及不同人员种类的疏散速度,利用商业软件SIMULEX对不同速度以及人员速度分配情景下的疏散情况进行计算机模拟,为类似的计算模拟提供了方法.6.期刊论文方正.卢兆明试论建筑物人员疏散的量化研究-武汉大学学报(工学版)2002,35(2)阐述了建筑物人员疏散的重要性,从人员疏散的基本物理量出发,总结了人员逃生疏散速度与人员密度的关系以及国内外关于建筑物人员疏散时间的常用计算方法.同时对近年来兴起计算机模拟方法、模拟模型构造、个体人员素质、行为特征等进行了较为详细的综述和展望.7.期刊论文吕春杉.翁文国.杨锐.申世飞.袁宏永.L(U) Chunshan.WENG Wenguo.YANG Rui.SHEN Shifei.YUANHongyong基于运动模式和元胞自动机的火灾环境下人员疏散模型-清华大学学报(自然科学版)2007,47(12)为模拟建筑物内火灾情况下人员安全疏散,提出了一种基于运动模式和元胞自动机的人员疏散模型.该模型借助智能移动机器人的运动模式,并考虑了火灾环境对人员的疏散行为的影响,即火灾环境对人员造成的生理心理影响从而导致低效的疏散行为.引入一个健康度的概念,在疏散过程中,人员的健康度会受到其周围的烟气浓度、温度,氧气、二氧化碳和一氧化碳浓度的影响而不断下降,从而导致人员的疏散方向的错位和疏散速度的下降.模拟了不同期望速度的人员从发生火灾的建筑物中疏散的典型过程.模拟结果与实际情况相符,模型为考虑火灾环境的人员疏散提供了一个可行的框架.8.学位论文张云明大型商业建筑火灾疏散性能化分析方法研究2006我国长期以来遵从的处方式防火分析方法存在着种种制约，安全性也有较大争议，近年来国内多次发生群死群伤的重特大火灾事故，其中大型商业建筑火灾尤为突出。