1 绪论
1.1 建筑物内行人疏散模型和行为特征研究的重要性
中国是一个人口大国,中国国家统计局公布的第六次全国人口普查的主要数据显示,过去10年中,中国的人口净增长为7390万人,总人口超过13.7亿人。随着中国国民经济的持续稳定发展,中国现代化、城市化水平显著提高。现代城市发达的交通网络使居民出行特点、出行环境均出现了较大变化,居民出行频率、出行时间与以前相比有较大的增加。加之我国部分区域人口密集,人们可以很便利地完成短时间、高密度的聚集。一直以来,解决机动车引发的交通问题更多地吸引着人们的眼球,而步行对于解决城市交通问题的重要意义却没有被提升到一定的认知高度。
步行可以独立地成为一种交通方式,并且存在于各类交通出行的两端环节。我国城市居民出行中选择步行出行的比例基本在20%以上(苏州除外,见图1-1),最高达56.39%(兰州,2001年),平均出行比例为34%[169]。
图1-1 我国部分城市步行交通出行比例
步行是一种基本的交通方式,行走的服务水平直接关系到人们的生活质量。在一些公共活动场所,如俱乐部、商场、体育馆、地铁站和教堂等,各类设施都需要满足行走的需要,人们采用步行的方式参与活动,行走的服务水平直接关系到活动的质量。由于这些场合的封闭性特点,和特定情况下行人密集,如国庆黄金周的热门景区(见图1-2),行人又只能通过有限的出口疏散出去,无疑给疏散带来了很大的难度。需要有效地进行行人交通组织、设施及管理方案设计及现场控制,以提供良好的活动过程中的行人交通服务。如果设计、规划和管理控制上出现问题,将会造成参加人员的不便,给参加者带来安全隐患,更严重甚至会威胁到参加者的生命安全。总结国内外的经验教训,建筑物内活动中过度拥挤是造成事故的主要原因。拥挤降低了环境的舒适度,提高了引发突发事件的概率和安全风险。由于行人密度过高,加上内部扰动或者受到外界冲击的作用,行人在加快速度过程中受到阻碍,会发生速度突然降低的情况,于是由拥挤形成行人之间的踩踏,从而引起行人的伤害事故。表1-1(根据有关新闻报道的不完全统计)列出了一些公共场所内的行人伤害事故。
图1-2 2010年“国庆黄金周”期间10月3日的上海世博园区中国馆(a)和10月1日的南京玄武湖景区(b)的拥挤人群
资料来源:http://economylaw.net/show.aspx?id=1170&cid=7。
表1-1 部分公共场所内的行人伤害事故
资料来源:http://baike.baidu.com/view/4767633.htm等其他网站。
空间的封闭性是一个相对的概念,许多开放类的公共场所如城市里的广场和闹市区的步行街等,虽然没有封闭的围墙将其与周围环境隔绝开来,其实它们也处在周围各类建筑和市政设施等障碍物的包围之下,行人只能通过有限的出口疏散到周边环境,如图1-2(b)所示。在特定的情况下,当人群密度过大时,这些场所便会表现出类似于商场和体育馆那样的封闭性特征,内部人流不畅,出口过于拥堵。因此,对具有严格意义上封闭的公共场所内行人疏散问题进行研究,可以将其推广应用到其他场合。
随着人群安全问题越来越多地引起人们的关注,研究人群安全和行人疏散问题已经成为建筑物疏散性能的设计、人群聚集活动的系统规划和管理的理论依据,最终可以达到维护群体行为秩序、优化疏散过程和提高疏散效率的目的。
在这样的背景下,有必要对我国行人的运动基本特性进行全面的认识和研究,特别是对拥挤人群的动力学特性、行人行为特征进行分析,总结出针对我国国情及行人个体条件的行人行为模型。在认识观念上改变对行人轻视的看法,重视相关研究与应用;在技术层面上利用这些成果在基础设施规划设计、行人交通组织、建筑物应急疏散等方面达到科学、合理、以人为本的目标,为构建和谐社会做出贡献。