畢業(yè)論文-地鐵人員疏散基本參數(shù)的測算與分析

1、PAGE 畢業(yè)論文（設(shè)計）題目 地鐵人員疏散基本參數(shù)的測算與分析 學(xué) 號 姓 名 系 隊 專 業(yè) 指導(dǎo)教師 二一年五月PAGE IV摘 要本文通過對觀測錄像的分析研究，得出地鐵人員疏散的基本參數(shù)，以及一般情況下對移動速度的影響程度。以北京地鐵一、二號線的三個站臺為錄像觀測點，采集人員錄像數(shù)據(jù)。通過對錄像資料統(tǒng)計分析，獲得了乘客的基本特征數(shù)據(jù)，如年齡、性別、群體關(guān)系、穿鞋情況和攜帶行李情況。為人員疏散和性能化防火設(shè)計提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。通過對267個觀測對象的統(tǒng)計分析，得出了移動速度與其它行為特征和環(huán)境因素之間的相互關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)：首先，老人、小孩，攜帶大件行李者，穿拖鞋和高跟鞋的乘客，以及有人陪同

2、人員，其移動速度相對較慢，這些人應(yīng)該是安全疏散的重點；其次，水平行走速度為最快，上樓梯移動速度最慢，防火設(shè)計應(yīng)著重考慮上行方向的安全疏散問題。最后，在正常情況下，性別差異對移動速度沒有太大影響。關(guān)鍵詞：錄像； 特性； 疏散； 移動速度AbstractThis paper through analyze video about observational data, to get the basic parameters of evacuation on subway, and the general circumstances of the speed of impact.Choosing l

3、ine 1 and line 2 from the Beijing subway as the three observed objects, then collecting personnel data about 2.8 thousand people. Through statistical analysis of the basic characteristics of the passengers from the received data, such as age, gender, group relations, shoes, luggage cases and circums

4、tances. To provide the evacuation and performance based fire safety design with the basic foundation.By analyzing 227 measurements, we get the interaction among speed, other behavioral characteristics and the environmental factors. We can find statistical objects follow: firstly, the elderly, childr

5、en, those who carrying heavy luggage, passengers wearing slippers and high heels, are at relatively slow speed, and who should be on the focus of evacuation; secondly, we can also fide that horizontal travel speed is the fastest and the slowest speed appears at the stairs, and the fire prevention sh

6、ould be focused on upstream to consider some safety of evacuation problems. Finally, in some normal circumstances, the gender difference does not affect the speed so much.Keywords: video; properties; evacuation; speed目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc261937705 中文摘要 PAGEREF _Toc261937705 h I HYPERL

7、INK l _Toc261937706 英文摘要 PAGEREF _Toc261937706 h II HYPERLINK l _Toc261937707 目 錄 PAGEREF _Toc261937707 h III HYPERLINK l _Toc261937708 1 緒論 PAGEREF _Toc261937708 h 1 HYPERLINK l _Toc261937709 1.1 研究背景 PAGEREF _Toc261937709 h 1 HYPERLINK l _Toc261937710 1.2 研究意義 PAGEREF _Toc261937710 h 1 HYPERLINK l

8、 _Toc261937711 1.3 研究動態(tài) PAGEREF _Toc261937711 h 2 HYPERLINK l _Toc261937712 1.3.1 國外研究動態(tài) PAGEREF _Toc261937712 h 2 HYPERLINK l _Toc261937713 1.3.2 國內(nèi)研究動態(tài) PAGEREF _Toc261937713 h 2 HYPERLINK l _Toc261937714 2 地鐵人員疏散參數(shù)分析的基本理論 PAGEREF _Toc261937714 h 3 HYPERLINK l _Toc261937715 2.1 人員疏散的主要影響因素 PAGEREF

9、_Toc261937715 h 3 HYPERLINK l _Toc261937716 2.1.1 影響移動速度的人員特性 PAGEREF _Toc261937716 h 3 HYPERLINK l _Toc261937717 2.1.2 影響移動速度的環(huán)境因素 PAGEREF _Toc261937717 h 3 HYPERLINK l _Toc261937718 2.2 地鐵人員參數(shù)的獲取和測量方法 PAGEREF _Toc261937718 h 3 HYPERLINK l _Toc261937719 2.2.1 錄像位置和時間的選擇 PAGEREF _Toc261937719 h 4 HY

10、PERLINK l _Toc261937720 2.2.2 人員移動速度的測量方法 PAGEREF _Toc261937720 h 4 HYPERLINK l _Toc261937721 2.3 人員疏散數(shù)據(jù)的處理方法 PAGEREF _Toc261937721 h 5 HYPERLINK l _Toc261937722 2.3.1 加權(quán)平均法 PAGEREF _Toc261937722 h 5 HYPERLINK l _Toc261937723 2.3.2 中位數(shù)法 PAGEREF _Toc261937723 h 6 HYPERLINK l _Toc261937724 3 人員疏散基本參數(shù)的

11、測量與計算 PAGEREF _Toc261937724 h 7 HYPERLINK l _Toc261937725 3.1 地鐵人員疏散基本參數(shù)的測定 PAGEREF _Toc261937725 h 7 HYPERLINK l _Toc261937726 3.1.1 移動速度的測定 PAGEREF _Toc261937726 h 7 HYPERLINK l _Toc261937727 3.1.2 其它特征數(shù)據(jù)的測定 PAGEREF _Toc261937727 h 8 HYPERLINK l _Toc261937728 3.2 年齡、性別與移動速度之間數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理 PAGEREF _Toc26

12、1937728 h 8 HYPERLINK l _Toc261937729 3.2.1 水平方向上移動速度的統(tǒng)計 PAGEREF _Toc261937729 h 8 HYPERLINK l _Toc261937730 3.2.2 上樓梯速度的統(tǒng)計 PAGEREF _Toc261937730 h 9 HYPERLINK l _Toc261937731 3.2.3 下樓梯速度的統(tǒng)計 PAGEREF _Toc261937731 h 10 HYPERLINK l _Toc261937732 3.3 移動速度與攜帶行李大小之間數(shù)據(jù)的統(tǒng)計 PAGEREF _Toc261937732 h 10 HYPERL

13、INK l _Toc261937733 3.4 移動速度與穿鞋狀況之間數(shù)據(jù)的統(tǒng)計 PAGEREF _Toc261937733 h 11 HYPERLINK l _Toc261937734 3.5 群體關(guān)系與移動速度之間數(shù)據(jù)的統(tǒng)計 PAGEREF _Toc261937734 h 11 HYPERLINK l _Toc261937735 4 地鐵人員疏散基本參數(shù)的分析 PAGEREF _Toc261937735 h 12 HYPERLINK l _Toc261937736 4.1 地鐵人員基本參數(shù)的分析 PAGEREF _Toc261937736 h 12 HYPERLINK l _Toc2619

14、37737 4.2 水平方向移動速度的變化關(guān)系 PAGEREF _Toc261937737 h 12 HYPERLINK l _Toc261937738 4.2.1 移動速度與乘客年齡的關(guān)系 PAGEREF _Toc261937738 h 12 HYPERLINK l _Toc261937739 4.2.2 移動速度與性別的關(guān)系 PAGEREF _Toc261937739 h 13 HYPERLINK l _Toc261937740 4.3 上、下樓梯過程中移動速度的變化關(guān)系 PAGEREF _Toc261937740 h 14 HYPERLINK l _Toc261937741 4.3.1

15、上樓梯速度與乘客年齡的關(guān)系 PAGEREF _Toc261937741 h 14 HYPERLINK l _Toc261937742 4.3.2 上樓梯速度與性別的關(guān)系 PAGEREF _Toc261937742 h 15 HYPERLINK l _Toc261937743 4.3.3 下樓梯速度與乘客年齡的關(guān)系 PAGEREF _Toc261937743 h 15 HYPERLINK l _Toc261937744 4.3.4 下樓梯速度與性別的關(guān)系 PAGEREF _Toc261937744 h 15 HYPERLINK l _Toc261937745 4.4 三種環(huán)境下移動速度的比較 P

16、AGEREF _Toc261937745 h 16 HYPERLINK l _Toc261937746 4.5 箱包大小對移動速度的影響程度 PAGEREF _Toc261937746 h 16 HYPERLINK l _Toc261937747 4.6 穿鞋情況對移動速度的影響程度 PAGEREF _Toc261937747 h 17 HYPERLINK l _Toc261937748 4.7 群體關(guān)系與移動速度的相互關(guān)系 PAGEREF _Toc261937748 h 18 HYPERLINK l _Toc261937749 5 結(jié)論 PAGEREF _Toc261937749 h 19

17、HYPERLINK l _Toc261937750 5.1 主要結(jié)論 PAGEREF _Toc261937750 h 19 HYPERLINK l _Toc261937751 5.2 未來工作的展望 PAGEREF _Toc261937751 h 20 HYPERLINK l _Toc261937752 參考文獻 PAGEREF _Toc261937752 h 21 HYPERLINK l _Toc261937753 致 謝 PAGEREF _Toc261937753 h 22 HYPERLINK l _Toc261937754 附錄A：地鐵人員疏散基本參數(shù)原始數(shù)據(jù) PAGEREF _Toc2

18、61937754 h 23 HYPERLINK l _Toc261937755 附錄B：地鐵人員疏散基本參數(shù)統(tǒng)計處理數(shù)據(jù) PAGEREF _Toc261937755 h 30第34頁 共 34 頁1 緒論1.1 研究背景近年來，隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展，公共聚集場所發(fā)展很快，商場、市場、娛樂場所和地鐵等數(shù)量急劇增多，對繁榮社會經(jīng)濟起到了很大的作用。但是，地鐵等公共聚集場所通常易造成群死群傷事故，這些場所最大的特點就是人員數(shù)量多、密度大、多數(shù)人對周圍的環(huán)境不熟，一旦發(fā)生火災(zāi)或突發(fā)事件等緊急情況，極易造成重大人員傷亡。相關(guān)資料顯示，重大人員傷亡案例幾乎都與人員疏散狀態(tài)和疏散速度密切有關(guān)。目前，國內(nèi)外對于

19、安全疏散的研究大多數(shù)以模擬方式進行，而疏散模型的建立需要大量一般人員行為特征的統(tǒng)計數(shù)據(jù)1。但是，適合國內(nèi)人員行為特征的數(shù)據(jù)相當(dāng)缺乏。1.2 研究意義大量公共聚集場所火災(zāi)的發(fā)生，尤其是群死群傷事件的發(fā)生，讓人們付出了慘痛的代價。例如，2003年2月韓國大邱市地鐵發(fā)生火災(zāi)造成169人死亡，146人受傷，298人失蹤；2000年12月25日洛陽東都商廈特大火災(zāi)死亡309人；2010年2月，馬里宗教圣城通布圖最大清真寺內(nèi)發(fā)生踩踏事件，造成至少24人死亡。導(dǎo)致大量人員在這些火災(zāi)中喪失生命的主要原因是，在火災(zāi)發(fā)生后，人員不能迅速安全的離開事故發(fā)生地。因此，如何充分考慮人員的行為因素，有效地預(yù)防和減少公共聚

20、集場所發(fā)生群死群傷案件具有非常重要的意義，也是消防工作的重要組成部分。本課題的研究，主要以北京地鐵錄像數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過分析不同因素下人員行為特征，尤其是移動速度與環(huán)境相關(guān)參數(shù)之間的關(guān)系。旨在為有關(guān)單位和消防部門制定正確的疏散預(yù)案，提供科學(xué)的數(shù)據(jù)支撐；為性能化防火設(shè)計提供一般人員在公共聚集場所，特別是在地鐵的行為數(shù)據(jù)特征；進而，給疏散模擬程序提供原始數(shù)據(jù)資料；添補國內(nèi)公共聚集場所一般人員行為數(shù)據(jù)資料的匱乏。1.3 研究動態(tài)1.3.1 國外研究動態(tài)自上世紀五十年代以來，隨著國外專家學(xué)者在人員疏散方面進行的大量研究與探索，有關(guān)人員行為特征的研究也有了一定得進展。其中,比較典型的有前蘇聯(lián)的Predte

21、chenskii Milinskii, 美國的Fruin , Maclennan&Nelson。以上文章在研究人員緊急疏散逃生速度的過程中，也涉及到了人員行為特征數(shù)據(jù)。另外，Bryan對美國火災(zāi)當(dāng)事人進行了調(diào)查研究，火災(zāi)對人的行為產(chǎn)生影響作了重點闡述，其中也分析了人員行為特征2。目前，仍有新的模擬軟件不斷地開發(fā)出來，有些軟件也側(cè)重考慮人的相互作用因素。1.3.2 國內(nèi)研究動態(tài)目前，國內(nèi)這方面的研究尚屬起步階段，九五期間，國內(nèi)有關(guān)科研機構(gòu)開發(fā)了地下建筑疏散模型，標志著我國在人員疏散這一領(lǐng)域進入了計算機數(shù)值模擬階段。2001年，武漢大學(xué)和香港城市大學(xué)就建筑物火災(zāi)過程中人員疏散問題進行了研究，并建立

22、了人員疏散網(wǎng)格模型SGEM3。公安部四川消防科研所開展的大空間公共建筑火災(zāi)疏散評估技術(shù)的相關(guān)研究中就對人員行為的疏散問題進行了深入的研究。但研究方法主要還是靠數(shù)值模擬，缺乏實際的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。另外，田娟榮的“地鐵火災(zāi)人員疏散的行為研究及危險性分析”一文中有人員行為特征的有關(guān)錄像統(tǒng)計研究4。但是，涉及到人員移動速度、移動軌跡等詳細統(tǒng)計數(shù)據(jù)還很匱乏。因此，借鑒這些方面的研究方法和手段對地鐵等公共場所人員行為特征分析研究，有著重要意義和現(xiàn)實價值。2 地鐵人員疏散參數(shù)分析的基本理論2.1 人員疏散的主要影響因素心理學(xué)家勒溫提出的心理學(xué)場理論中認為，人是一個場，人的行為是由這個場決定的5。他的基本公式是：B

23、(行為)=fP(人),E(環(huán)境)即行為等于人和環(huán)境的函數(shù)，行為是隨人和環(huán)境的變化而變化的。一般情況下行為特征對人員的疏散有很大的影響，這些特征主要包括移動速度、年齡、性別、周圍環(huán)境和人員密度等，而這些因素中以移動速度最為重要，直接關(guān)系到發(fā)生火災(zāi)和突發(fā)情況下人員是否能夠安全疏散6。當(dāng)然，移動速度這一疏散基本參數(shù)也受人自身因素（包括年齡、性別等）和環(huán)境因素兩方面的影響。2.1.1 影響移動速度的人員特性人員的移動速度主要受人員年齡、性別、生理及工作狀態(tài)等因素的影響，還與人員的著裝及荷載情況、人員密度和人與人之間相互關(guān)系等因素有關(guān)7。因此，本文作者根據(jù)以上情況設(shè)定了人員移動速度與其他特性之間的相互影

24、響關(guān)系。主要包括：（1）人員移動速度與年齡、性別的關(guān)系。（2）攜帶行李的大小、穿鞋情況，以及群體關(guān)系等對移動速度的影響。2.1.2 影響移動速度的環(huán)境因素人員移動速度不僅與2.1.1中的人員特性有關(guān),而且還與空間結(jié)構(gòu)和現(xiàn)場狀態(tài)有關(guān)8。根據(jù)情況設(shè)定移動速度和環(huán)境因素之間的相互關(guān)系，主要包括：（1）水平方向上的移動速度。（2）上、下樓梯過程中的移動速度。2.2 地鐵人員參數(shù)的獲取和測量方法一般來說有兩種獲取數(shù)據(jù)的方法：一是觀測（調(diào)查）方法;二是試驗方法。而對于地鐵人員疏散基本參數(shù)的研究，通過試驗的方法所得的數(shù)據(jù)往往受個體主觀思維的影響，不符合實際情況，且很難模擬。因此，選用錄像觀測的方法來獲取地鐵

25、人員疏散基本參數(shù)的數(shù)據(jù)資料。2.2.1 錄像位置和時間的選擇主要選取北京地鐵一、二號線的站臺、人行樓梯和換乘口，等地方錄像和實際移動距離的測量。北京地鐵1、2號線全長54公里，設(shè)有41座車站，日客運量130萬人次，日最高客運量208萬人次，承擔(dān)了北京市11%的公交客運量。具體數(shù)據(jù)的測錄點如圖2.1所示：錄像點錄像點錄像點錄像點錄像點錄像點圖2.1 錄像位置圖其次，為了所得數(shù)據(jù)具有廣泛代表性，取得較多、較為全面的樣本量，特選取工作日中午十一點半左右為錄像時段。通過對正常情況下人員移動狀態(tài)的觀測，可以獲得大量第一手資料，其結(jié)果可用于研究地鐵人員疏散基本參數(shù)。2.2.2 人員移動速度的測量方法1.水

26、平方向移動速度的測量方法。首先，根據(jù)觀測錄像的具體位置測量出水平方向兩個柱子之間的最短距離，利用會聲會影軟件（可將時間精確到毫秒量級）測出移動時間。然后，用速度公式計算出移動速度，計算公式為： （2-1）式中：-水平方向兩個柱子之間的最短距離； -距離內(nèi)移動所需時間； 2上、下樓梯過程中移動速度的測量方法。 同理，用速度公式計算出上、下樓梯過程中，具體的移動速度，計算公式為： (2-2) 式中:平臺長度； -臺階寬度； 臺階高度； 臺階數(shù)量； (2-3)式中：-上、下樓梯的直線距離； -距離內(nèi)移動所需時間；2.3 人員疏散數(shù)據(jù)處理方法對原始數(shù)據(jù)進行觀測、統(tǒng)計分析，找出在人員行為和環(huán)境兩種因素下

27、，人員移動速度的變化關(guān)系。運用統(tǒng)計學(xué)原理將所得數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理，以較直觀的條形圖、餅圖等形式表現(xiàn)出來。分析得出結(jié)論，并提出合理化的建議。2.3.1 加權(quán)平均法由于受到錄像觀測數(shù)據(jù)的限制，各組數(shù)據(jù)樣本大小相差很大，當(dāng)需要計算若干組大小不一樣的數(shù)據(jù)集的整體平均時，采用加權(quán)平均法較為合理9。加權(quán)平均數(shù)是不同比重數(shù)據(jù)的平均數(shù)，加權(quán)平均數(shù)就是把原始數(shù)據(jù)按照合理的比例來計算。對于樣本含量n20以上且已分組到資料，可以在次數(shù)分布表的基礎(chǔ)上采用加權(quán)法計算平均數(shù)，計算公式為: （2-4）式中：-第i組的組中值； -第i組的次數(shù)； k-分組數(shù)第i組的次數(shù)是權(quán)衡第i組組中值在資料中所占比重大小的數(shù)量，因此稱為是的“權(quán)”

28、。2.3.2 中位數(shù)法由于受觀測錄像和測試方法的限制。所測數(shù)據(jù)中還有一些極端值不符合需要。對了解分布的中間點或者分布有偏差的數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理，中位數(shù)法較為合適。中位數(shù)9 是數(shù)據(jù)排序后,位置在最中間的數(shù)值.對于未分組資料，先將各觀測值由小到大依次排列。1.當(dāng)觀測值個數(shù)為奇數(shù)時，位置的觀測值，即為中位數(shù)； （2-5）2.當(dāng)觀測個數(shù)為偶數(shù)時，和位置的兩個觀測值之和的為中位數(shù)，即： （2-6）3 人員疏散基本參數(shù)的測量與計算通過對北京地鐵一、二號線的建國門、北京站、復(fù)興門，等四處進行實地錄像和測量獲得了大量原始數(shù)據(jù)和資料。根據(jù)任務(wù)內(nèi)容進行測量和計算，主要包括以下幾個方面：3.1 地鐵人員疏散基本參數(shù)的測定

29、通過對錄像資料的分析，共選取測算對象267人，分別在水平方向，上下樓梯和閘機口、拐角處等地方測錄。3.1.1 移動速度的測定 1.移動距離的測定針對所選取錄像位置的不同，在水平方向，以兩個柱子之間最短距離為參考對象（所測三處柱子之間水平距離均為6m）；上下樓梯過程中，以沿樓梯的切線最短距離為參考對象。具體如表3.1所示：表3.1 樓梯相關(guān)參數(shù)地點臺階高度（cm）臺階寬度（cm）臺階數(shù)量平臺長度數(shù)量樓梯寬度錄像編號北京站地鐵25351222.52M2U00219建國門2535142.42M2U00221建國門2535142.42M2U00225建國門換乘口2535202.42M2U00227建國

30、門換乘口2535202.42M2U00229復(fù)興門換乘口下方153012121.511.22M2U002362.移動時間的測定利用會聲會影v80軟件測算出移動時間，精確到百分之一秒。具體數(shù)據(jù)見附錄A。3.移動速度的計算根據(jù)已測定的路程和時間參數(shù)，分別計算出不同物理環(huán)境下的移動速度。具體數(shù)據(jù)見附錄A。3.1.2 其它特征數(shù)據(jù)的測定對于攜帶行李大小、穿鞋情況和群體關(guān)系等其它行為數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，在具體測算移動時間過程中一并統(tǒng)計，具體數(shù)據(jù)見附錄A。對所得267個原始數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理獲得在地鐵乘客中年齡和性別比例，具體數(shù)據(jù)見表3.2：表3.2 年齡比例年齡段0-1515-3030-6060歲以上所占百分比4.8

31、%6.1%51.1%37.9%統(tǒng)計得出，男性占總數(shù)的49.3%，女性占50.7%。3.2 年齡、性別與移動速度之間數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理3.2.1 水平方向上移動速度的統(tǒng)計通過對M2U00227, M2U00229, M2U00217和5.1-53-N等幾處觀測錄像的選取、測量得出了不同年齡段、不同性別人員的移動速度。主要包括各種數(shù)據(jù)共108個。由于在測量過程中錄像資料的不清楚和人為誤差的不可避免，所以存在比較極端的數(shù)值。但是，大部分數(shù)據(jù)相對較集中，相互之間差別很小，用算術(shù)平均法所獲得的平均數(shù)會受到一些極端值的影響。因此，利用中位法對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計處理，統(tǒng)計數(shù)據(jù)見附錄B,得出結(jié)果為：0-15歲之間：=1

32、.098m/s 1.093 m/s 15-30歲之間：1.288 m/s 1.196 m/s 30-60歲之間：1.176 m/s 1.192 m/s 60歲以上: 1.169m/s 1.132 m/s 對于已經(jīng)分組，且樣本量較大的數(shù)據(jù)，可采用加權(quán)平均法處理。利用加權(quán)平均法對以上所得數(shù)據(jù)按照性別分別計算。男性的移動速度：=1.196 m/s女性的移動速度：=1.161m/s3.2.2 上樓梯速度的統(tǒng)計通過對M2U00220, M2U00227, M2U00219和M2U00231四處觀測錄像的選取、測量得出了不同年齡和性別的人員移動速度。同上3.2.1，對所得數(shù)據(jù)通過中位數(shù)法處理，具體數(shù)據(jù)見附

33、表B。另外，受錄像條件的限制，上樓梯過程中0-15歲之間和60歲以上的人員數(shù)據(jù)相對較少，所以采用算術(shù)平均法直接求出移動速度。0-15歲之間： 0.702 m/s15-30歲之間：0.760 m/s 0.717 m/s30-60歲之間：0.714m/s 0.713 m/s60歲以上： 0.689 m/s利用算術(shù)平均法對以上所得數(shù)據(jù)按照性別分別計算處理。男性的移動速度：0.737 m/s女性的移動速度：0.715 m/s3.2.3 下樓梯速度的統(tǒng)計通過對M2U00221, M2U00220, M2U00219和M2U00236四處觀測錄像的選取、測量得出了不同年齡段、不同性別人員的移動速度。同上3

34、.2.1，對所得數(shù)據(jù)通過中位數(shù)法和算術(shù)平均法統(tǒng)計處理0-15歲之間： 0.693m/s15-30歲之間：0.845m/s 0.776m/s30-60歲之間：0.844m/s 0.724 m/s60歲以上：0.683m/s利用算術(shù)平均法對以上所得數(shù)據(jù)按照性別分別計算處理。男性的移動速度：0.845 m/s女性的移動速度：0.750 m/s3.3 移動速度與攜帶行李大小之間數(shù)據(jù)的統(tǒng)計為保證移動速度盡量不受其它因素的影響，特選取周圍環(huán)境相同，攜帶行李種類較全面的錄像M2U00226,M2U00217為測量對象，按照攜帶行李的大小分為大包（20公斤以上）一般為有輪子的箱包,中包(10-20公斤)，小包

35、（10公斤以下）和無行李4種狀態(tài)，統(tǒng)計人員移動速度。并利用算術(shù)平均法計算移動速度。具體數(shù)據(jù)見附表B，統(tǒng)計結(jié)果如表3.3所示：表3.3行李與移動速度間統(tǒng)計數(shù)據(jù)類別平均速度(m/s)統(tǒng)計個數(shù)大包1.3147中包1.3068小包1.4839無行李1.45293.4 移動速度與穿鞋狀況之間數(shù)據(jù)的統(tǒng)計選取錄像M2U00227, M2U00229, M2U00217處的女性為測算對象，按照穿拖鞋、平底鞋和高跟鞋三類進行移動速度的測算，具體數(shù)據(jù)見附表B，通過對32對數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理，得到移動速度與穿鞋情況的變化關(guān)系。如表3.4所示表3.4 穿鞋與移動速度之間統(tǒng)計數(shù)據(jù)穿鞋狀況移動速度（m/s）統(tǒng)計個數(shù)高跟鞋1.1

36、5510平底鞋1.33816拖鞋1.35463.5 群體關(guān)系與移動速度之間數(shù)據(jù)的統(tǒng)計選取錄像M2U00227, M2U00229, M2U00217處的女性為測算對象，根據(jù)對象在行走途中是否有人陪同為標準，計算其移動速度，詳情見附表B。通過對32對數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理，得到移動速度隨群體關(guān)系特征的數(shù)值變化關(guān)系。統(tǒng)計結(jié)果如表3.5所示：表3.5 群體關(guān)系與移動速度之間統(tǒng)計數(shù)據(jù)對象移動速度（m/s）統(tǒng)計個數(shù)有人陪同1.28712無人陪同1.300204 地鐵人員疏散基本參數(shù)的分析通過第三章對人員特性數(shù)據(jù)的測量和計算，得到了人員一般特征的數(shù)據(jù)參數(shù)。如年齡、性別等特性對人員移動速度的影響情況等。4.1 地鐵人

37、員基本參數(shù)的分析統(tǒng)計結(jié)果表明：15-30歲之間的青少年人數(shù)最多，占51.1%;其次是30-60歲的中年人，占37.9%;而0-15歲小孩和大于60歲的老年人比例相對較少，分別占4.8%和6.1%?？梢钥闯觯罔F等公共聚集場所，大部分還是行動能力正常的青壯年，占到了89%。主要原因是乘坐地鐵的人員，大部分是上班族。而相對來說行動能力較差的老年人和小孩，占到11%,因為大多數(shù)不會選擇乘坐地鐵。具體數(shù)據(jù)見圖4.1：圖4.1 各年齡段人員所占百分比在安全疏散的過程中應(yīng)該重點考慮這11%的人群疏散問題，大多數(shù)情況下老人和小孩容易在火災(zāi)和踩踏事故中傷亡10。另外，地鐵人員比例中，男女性之間差別不是很大，男

38、性占49.3%；女性占50.7%，稍大于男性1.4%。4.2 水平方向移動速度的變化關(guān)系4.2.1 移動速度與乘客年齡的關(guān)系人員的年齡差異是影響人員移動速度的重要因素。一般意義上，青壯年的移動速度要比老年人和兒童的移動速度要快。通過3.1.1統(tǒng)計得出，15-30歲之間的青壯年移動最快，其移動速度為男性1.288 m/s，女性1.196 m/s。其次是30-60歲之間的中年人，其移動速度為男性1.176 m/s，女性1.192 m/s。對于兒童而言，移動速度相對來說較青壯年相差很多，兒童的移動速度1.096m/s，主要原因是有些兒童不具備正常的行動能力。對于老年人而言，在公共聚集場所，大多數(shù)都具

39、有正常行動能力，且移動速度往往受到人流速度的影響，與青壯年差別不是很大，其移動速度為1.151m/s。如圖4.2所示：圖4.2 移動速度隨年齡的變化因此，各類統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，火災(zāi)中死亡的大部分人員為老人和兒童,與其移動速度較中、青年慢有著直接關(guān)系11。4.2.2 移動速度與性別的關(guān)系不同性別的人，在水平方向上移動速度也有所不同。通過3.1.1的統(tǒng)計得出，男性的平均移動速度是1.232m/s，女性的移動速度是1.186m/s。在大多數(shù)情況下，男性移動速度要稍大于女性移動速度，但性別的不同對人員的移動速度影響不是很大，統(tǒng)計結(jié)果顯示：在同一年齡段內(nèi)，男女之間的移動速度基本相近，甚至中年人群出現(xiàn)了女性移

40、動速度大于男性的現(xiàn)象。不同性別人員移動速度比較見圖4.3所示：圖4.3 水平方向男女移動速度對比4.3 上、下樓梯過程中移動速度的變化關(guān)系在地鐵等公共聚集場所，樓梯是一個很重要的疏散通道。研究不同情況下人員在通過樓梯時的移動速度，對于人員安全疏散有著極為重要的意義12。4.3.1 上樓梯速度與乘客年齡的關(guān)系通過3.2.2的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出上行方向，年齡在15-30歲之間人員移動速度最快，為0.737 m/s.其次是30-60歲之間的中年人，移動速度為0.714 m/s，最后為老年人和兒童。如圖4.4所示：圖4.4 不同年齡段上樓梯速度根據(jù)圖4.4可以看出，老年人和兒童的移動速度明顯低于青壯年。

41、尤其老年人的移動速度最低，可能受體力的影響較大。因此，在上行方向的疏散過程中，老年人的及時疏散是整個安全疏散成敗的關(guān)鍵。4.3.2 上樓梯速度與性別的關(guān)系人員在上樓梯的過程中，男性的移動速度較女性快，分別為0.737m/s和0.717m/s。但是通過30-60歲之間的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，男性和女性的移動速度相差甚小，主要集中分布在0.7000.720m/s區(qū)間內(nèi)。說明對于中年人而言，在一般情況下男女的移動速度沒有太大區(qū)別。因此，對于中年人群，安全疏散可能受年齡的影響不大。4.3.3 下樓梯速度與乘客年齡的關(guān)系通過3.2.3的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出：下樓梯過程中，各年齡段人員移動速度遵循正態(tài)分布規(guī)律，大部分

42、人員移動速度都集中分布在平均數(shù)區(qū)域內(nèi)。以15-30歲之間移動速度為例，基本符合正態(tài)分布曲線的變化規(guī)律。具體數(shù)據(jù)見圖4.4：圖4.5 15-30歲下樓梯移動速度分布情況另外，統(tǒng)計得出：年齡在15-30歲之間的移動速度為0.810 m/s，30-60歲的移動速度為0.784 m/s，老年人和兒童移動速度為最低，分別為0.683 m/s和0.693m/s。4.3.4 下樓梯速度與性別的關(guān)系人員在下樓梯的過程中，男性移動速度為0.845m/s，女性為0.750m/s，男性的移動速度稍快于女性，其值為0.095m/s。另外，通過對數(shù)據(jù)的分布情況分析得出：男性移動速度主要集中在0.7500.880m/s區(qū)

43、間內(nèi),而女性則主要分布在0.6500.776m/s之間。4.4 三種環(huán)境下移動速度的比較在火災(zāi)或其它緊急情況下，地鐵等公共聚集場所的主要疏散通道為樓梯和走廊。因此，分析研究在這三種環(huán)境中，一般人員的移動速度對于人員安全疏散有著非常重要的意義13。選取在三種不同情況人員移動速度，按照男女比例分類整理，如圖4.6所示：圖4.6 三種情況男女移動速度通過以上的分析研究得出：人員在水平方向的移動速度最大，其次是下樓梯，上樓梯的移動速度為最小。主要原因：一是受到視野的影響。水平行走時人的視野是最佳，而在上樓梯的過程中，視野受周圍環(huán)境和前面人員的遮擋，所以移動速度最慢。二是受到體力的影響，上樓梯移動速度最

44、慢的另一個原因就是需要耗費較大的體力。根據(jù)在三種情況下人員移動速度的分析得出：人員在安全疏散過程中，上樓梯過程可能會影響人員安全疏散的效果，甚至在公共聚集場所，過多的上行樓梯可能會延長人員安全疏散時間。因此，要重點考慮上行方向的人員疏散問題，提高上行方向疏散的安全標準。4.5 箱包大小對移動速度的影響程度在緊急情況下，乘客攜帶的行李大小也會影響人員移動速度，同時過多、過大的行李也可能會影響到整體疏散效果。通過統(tǒng)計得出：地鐵乘客中，攜帶小件行李者，占30%；無行李者，占35.7%；分別有16.3%和18%攜帶大件行李和中包。攜帶小件行李者移動速度最快，為1.483 m/s，攜帶中包者移動速度最慢

45、，速度為1.306 m/s。小件行李和無行李的移動速度基本上相差不是很大，可以認為手提包等小件行李對人員移動速度沒有多大影響；相反，超過10公斤的中、大件行李對移動速度有很大的影響。另外，在水平方向上，中包對移動速度的影響最為突出，可能是中包沒有輪子較大包攜帶不方便。當(dāng)然，中包對體力的消耗與其它幾類相比也是最大的?；厩闆r如圖4.7所示。圖4.7 移動速度隨行李大小變化關(guān)系根據(jù)以上結(jié)果做出結(jié)論:一般情況下，地鐵等公共聚集場所人員移動速度受到自身攜帶行李的影響。大件的行李會直接影響到人員移動速度，攜帶小件行李移動速度與未攜帶者基本相等。北京地鐵有30%的人員（攜帶小包行李者）移動速度不會受到攜帶

46、行李的影響，其移動速度與無行李者相差僅為0.03m/s。另外，34.3%乘客在緊急疏散情況下，可能會受到所攜帶行李的影響。因此，在發(fā)生火災(zāi)等緊急情況下，攜帶行李的大小可能會直接影響到人員安全疏散效果。在有關(guān)安全疏散的研究過程中，攜帶行李的大小，尤其是體積和質(zhì)量都較大的行李，一定程度上會占用疏散空間，也會影響整體人流的疏散效率，必須納入研究的范圍之內(nèi)。4.6 穿鞋情況對移動速度的影響程度在緊急情況下，人員穿鞋的情況對移動速度會產(chǎn)生較大的影響14，其中地鐵等公共聚集場所女性可能會穿高跟鞋或者拖鞋等，會影響其疏散速度。由統(tǒng)計數(shù)據(jù)得出，地鐵中有65.75%的人員穿平底鞋，穿高跟鞋和拖鞋的人員比例分別為

47、14.5%和19.8%?？赡苡捎诩竟?jié)和乘客性別的原因，穿高跟鞋和拖鞋的人員達到了34.3%。選取水平方向上女性為研究對象，觀察發(fā)現(xiàn):一般情況下，穿高跟鞋的人員移動速度最慢，其速度為1.155 m/s，而穿平底鞋和拖鞋著移動速度相差不是很大，分別為1.338 m/s和1.354 m/s。將所得數(shù)據(jù)按照散點圖統(tǒng)計如圖4.8所示：圖4.8 移動速度隨穿鞋狀況變化關(guān)系結(jié)果顯示，穿高跟鞋者移動速度明顯低于其余兩者。另外，穿拖鞋者移動速度上下起伏很大，一般情況下穿拖鞋著的移動速度也會一定程度的受到影響。在夏季或者女性所占比例較大的地鐵等這種公共聚集場所，對移動速度有影響的高跟鞋和拖鞋占到34.3%，有著很

48、大的比例。所以，在安全疏散模擬等情況下，人員特性的模擬一定要考慮穿鞋狀況對疏散的影響因素。 4.7 群體關(guān)系與移動速度的相互關(guān)系親屬關(guān)系也是影響人員疏散的一個重要因素。許多火災(zāi)案例顯示，在發(fā)生火災(zāi)的情況下，同一個家庭成員往往會聚在一起，甚至有時候會出現(xiàn)“返回”現(xiàn)象，將在疏散人流中形成逆流，嚴重影響疏散效率15。統(tǒng)計結(jié)果得出：在所選取的地鐵錄像中，有人陪同的人員比例占到了44.4%。在地鐵乘客中，有人員陪同的將近一半，必須重視群體關(guān)系對疏散速度的影響因素。在一般情況下，群體關(guān)系也會影響個人和整體人流的移動速度。如3.4統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，獨自行走的移動速度較有人陪伴的移動速度稍快。主要原因是：群體之間

49、在行走過程中，由于交談、牽手和相互照應(yīng)等其他原因而影響移動速度。5 結(jié)論5.1 主要結(jié)論本文基于我國在安全疏散模擬方面對一般人員特征數(shù)據(jù)的需要，從地鐵錄像入手，運用所獲得數(shù)據(jù)資料，進過統(tǒng)計處理，分析一般情況下，年齡、性別等人員特性對移動速度的影響情況，并為疏散模擬程序提供原始數(shù)據(jù)資料和性能化防火設(shè)計提出建議。主要結(jié)論如下：（一）不同情況下移動速度統(tǒng)計數(shù)據(jù)表5.1 移動速度統(tǒng)計數(shù)據(jù)0-15歲15-30歲30-60歲60歲以上水平1.0961.2421.1841.151上樓梯0.7020.7380.7140.689下樓梯0.6930.8110.7840.683（二）影響移動速度的人員特性（1）人員

50、的年齡差異是影響人員移動速度的重要因素。通常青壯年的移動速度比老年人和兒童的移動速度要快。（2）一般情況下，性別的差異對移動速度的影響不是很明顯。統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，整體男性移動速度稍大于女性，但在同一年齡段內(nèi)，男女之間的移動速度往往趨于相近。另外，在發(fā)生火災(zāi)等緊急情況下，性別的不同，可能在體力和心理方面也有所不同，對安全疏散會產(chǎn)生不同的影響。（3）大件的行李會直接影響到人員移動速度，攜帶小件行李移動速度與未攜帶者基本相等。因此，在發(fā)生火災(zāi)等緊急情況下，攜帶行李的大小可能會直接影響到人員安全疏散效果。（4）穿高跟鞋者移動速度明顯低于其余兩者。另外，穿拖鞋者移動速度上下起伏很大，一定程度的也會影響移動速度

51、。所以，在安全疏散模擬等情況下，人員特性的模擬一定要考慮穿鞋狀況對疏散的影響因素。（5）在一般情況下，群體關(guān)系也會影響個人和整體人流的移動速度。（三）影響移動速度的環(huán)境因素（1）人員在水平方向的移動速度最大，其次是下樓梯，上樓梯的移動速度為最小。因此，要重點考慮上行方向的人員疏散問題，提高上行方向疏散的安全標準。5.2 未來工作的展望地鐵人員疏散基本參數(shù)的測定，對于研究地鐵安全疏散是一個亟待解決的問題。本論文雖然以北京地鐵為代表收集了有關(guān)人員疏散基本參數(shù)的相關(guān)數(shù)據(jù)，也提出了一些建議。限于時間和精力的限制，沒有進一步的深入研究。未來的工作仍然很復(fù)雜，任務(wù)還很艱巨，但主要圍繞以下幾個方面展開：有關(guān)

52、統(tǒng)計數(shù)據(jù)的缺乏是人員安全疏散的“瓶頸”。在未來的工作中，將繼續(xù)收集、調(diào)查有關(guān)人員特征的數(shù)據(jù)，尤其是注重其它公共聚集場所人員疏散資料的收集。將所得一般人員特征數(shù)據(jù)運用于模擬軟件，進一步深入研究，在發(fā)生火災(zāi)等緊急情況下，人員的行為特征規(guī)律。參考文獻1 胡忠日. 安全疏散研究的國內(nèi)外動態(tài)和發(fā)展趨勢J.消防科學(xué)與技術(shù),2001,(6).2 Bryan J L. Behaviour in fire and smoke M SFPE handbook of fire protection engineering. 2nd. USA : Society of Fire Protection Engineer

53、s ,1995.3 SM Lo,Zheng Fang,etc. Use of a modified network model for analyzing evacuation paterns in high-rise buildingsJ. Journal of Architectural Engineering. June 2001.21.29.4 田娟榮. 地鐵火災(zāi)人員疏散的行為研究及危險性分析D. 廣州:廣州大學(xué),2006.5 葉龍，李森. 安全行為學(xué)M. 北京:清華大學(xué)出版社；北京交通大學(xué)出版社, 2005:15-16.6 Byran, J L. Human Behavior in

54、Fire: The Development and Maturity of a Scholarly Study Area J . Fire Mater ,1999 , 23 (6) :249253.7 BRIANJ, MEACHAM. 在性能化設(shè)計中綜合考慮人的因素C消防安全工程工作組.國外建筑火災(zāi)人員安全疏散研究譯文集,2001.8 徐高. 地鐵車站人員疏散的計算機仿真研究J.現(xiàn)代隧道技術(shù),2003,40 (2).9 理查德P,凱A. 行為統(tǒng)計學(xué)基礎(chǔ)M. 王星,譯.北京:中國人民大學(xué)出版社,2007.10 Henderson L F. The statistic of crowd fluid

55、sJ. Nature, 1971(229): 3812383111 陸君安，方正，盧兆明，等.建筑物人員疏散逃生速度的數(shù)學(xué)模型J .武漢大學(xué)學(xué)報（工學(xué)版）2002,35(2):66-70.12 黃恒棟. 高層建筑火災(zāi)安全疏散中的人流集結(jié)、出口流出時間特性曲線J. 重慶建筑大學(xué)學(xué)報,1997 (1) :26 - 34.13 Daamen, W, Hoogendoorn. Experimental Research of Pedestrian Walking BehaviorJ. Washington DC: National Academy Press, 14 張培紅,陳寶智. 火災(zāi)時人員疏散的

56、行為規(guī)律J.東北大學(xué)學(xué)報,2001,22(1).15 楊立中. 基于元胞自動機的火災(zāi)中人員逃生的模型J. 科學(xué)通報,2002,12(4):7-12. 附錄A：地鐵人員疏散基本參數(shù)原始數(shù)據(jù)表6.1 人員疏散基本參數(shù)原始統(tǒng)計數(shù)據(jù)年齡路程時間速度備注（上樓梯錄像位置(m)(s)(m/s)箱包穿鞋陪同15-30歲男12.4417.060.72919109大平M2U00219女12.4412.11.02809917高有女12.4413.030.95471988小平女12.4415.080.82493369小高有女12.4417.020.73090482小平有女12.4416.120.77171216中托

57、女12.4414.150.87915194小高女12.4413.120.94817073小平有男12.4412.141.0247117平女12.4415.030.82767798中平有男12.4414.170.87791108中平男12.4413.180.94385432小平有30-60歲男12.4413.110.94889397中平有男12.4413.170.94457099中有男12.4416.130.77123373小平男12.4416.050.77507788小平女12.4417.020.73090482小高30-60歲女12.4414.240.87359551小平有男12.4414.

58、130.88039632大平女12.4413.170.94457099中平男12.4414.080.88352273托男12.4416.150.77027864中平年齡路程時間速度備注（下樓梯錄像位置(m)(s)(m/s)箱包穿鞋陪同15-30歲女12.4412.151.023868313小平M2U00220女12.44130.956923077大平女12.4415.110.823295831小平女12.4413.210.941710825小平男12.4412.211.018837019中平女12.4413.20.942424242平有女12.4415.110.823295831托男12.44

59、13.030.954719877平女12.44190.654736842中高有女12.4416.040.775561097小托有男12.4414.050.885409253平有男12.4413.70.908029197平有15歲以下男12.4413.170.944570995托有男12.4414.020.887303852平女12.4416.240.766009852男12.4413.060.952526799托有男12.4418.040.689578714小平有60歲以上男12.4419.150.649608355平男12.4415.70.792356688大平有男12.44160.7775

60、平有男12.4418.180.684268427大平男12.4415.10.82384106小平30-60歲女12.4413.040.95398773小高女12.4413.110.948893974中高男12.4412.241.016339869小平女12.4414.220.874824191中平男12.4413.180.943854325小平有年齡路程時間速度備注（下樓梯錄像位置(m)(s)(m/s)箱包穿鞋陪同15-30歲女12.4419.070.652333508小高M2U00219男12.4416.030.776044916平有女12.4416.030.776044916中平有女12.