2 第 2 卷 　第 5 期 中 国 安 全 生 产 科 学 技 术 Vol. 2 　No. 5 　 　 　 　 2006 年 10 月 　 Journal of Safety Science and Technology 　Oct. 2006 文章编号 : 1673 - 193X(2006) - 05 - 0045 - 05 群集理论在酒店应急疏散中的应用 林 　亮 , 沈斐敏 (福州大学环境与资源学院 , 福州 　350002) 摘 　要 :为了避免和减少火灾事故中人员密集的酒店内人员的伤亡 ,本文以福州某酒店为例 ,根据 其现有的安全疏散设施建立安全疏散的数学模型 ,并制定火灾事故初期和非火灾事故初期两套人 员疏散方案 ,应用群集理论对疏散时间进行计算 。该疏散时间的计算结果可为星级酒店制定灾害 事故初期人员安全 、高效 、有序的应急疏散预案提供科学依据 。 关键词 :群集理论 ;酒店 ;灾害事故 ;安全疏散 中图分类号 :X92 　文献标识码 :A Crowd theory applying in hotels’emergency evacuation plan LIN Liang , SHEN Fei min (College of Environment and Resource , Fuzhou University ,Fuzhou　350002 , China) Abstract : After the“9·11”attack in America ,more and more people pay attention to human evacuation when emergency accident happens. Hotel is a place where many people and vast fortunes crowd ,so people also get more attention to its qualities of safety and human evacuation system. For the sake of avoiding and reducing the degree of persons’casualties which is made by disaster , especially fire disaster , it is necessary to make an emergency plan of safety evacuation. This paper explains the necessity to apply the crowd theory and describes the crowd theory simply at first. Taking a hotel in Fuzhou as an example , this paper fixes the content of the evacuation plan according to the actual situations of the hotel , including people , exits , ways , area dividing , time of the evacuation. It also rivises and explains the parameters in the crowd theory at the same time. This paper sets up a mathematical model under present evacuation facilities of the hotel and establishes two human evacuation plans at the beginning of fire disaster and non - fire disaster ,then applies crowd theory to calculate evacuation time. The calculated result provides scientific bases for founding a safe , highly effective and orderly planning of human evacuation at the beginning of disasters for hotel with star rating standard. Key words : crowd theory , hotel , disaster accident , safe evacuation 理论的研究 ,但早期主要是通过现场试验的方法 ,测 1 　引言 定疏散一定数量人员所需的时间 ,并根据相应法律 法规来评价所进行试验建筑物的安全疏散性能 ,从 早在 20 世纪 70 年代 ,国外就已经开始了群集 而确定该建筑物的安全性。随着试验数据的不断积 累及摄像技术的完善 ,研究人员通过影像资料分析 人员在紧急事故状态下的疏散行为 ,并结合试验数 　收稿日期 : 2006 - 05 - 28 据和疏散建筑物的结构环境参数确定了在不同环 　作者简介 : 林亮 (1983 - ) ,男 ,硕士研究生 。 境、人员密度状态下的群集流动速度、群集流动系数 1 1 1 1 1 　·　64 　· 　中 国 安 全 生 产 科 学 技 术 　第 2 卷 等相关参数 ,从而建立起了用于计算人员流动的积 分数学模型。继美国、西欧一些国家之后 ,日本、俄 罗斯等国家也对群集理论进行了研究 ,由于不同人 种在身高、腿长和体形等方面存在差异分别提出了 适应自己国家的评价人员疏散安全性的方法 ,实质 上只是对人员流动速度、群集流动系数等群集理论 图 1 　群集流动 的相关参数进行了相应修正 ,在主体思想上仍是一 n T 致的。美国“ ”事故后 群集理论的研究得到进 9 11 , y1 = ∑ N i ( t) B i ( t) dt (1) ∫0 一步的重视。不少学者从事人员疏散计算机仿真方 i =1 式中 : 面的研究 ,取得了一定的成果 ,但是具有局限性 ,只 y ———集结群集人数 ,人 ; 能适用于某一特定的建筑物。 1 ( ) ———第 个入口处群集流动系数 人 · 我国在消防中开展人员疏散的研究才刚刚起 Ni t i , / m s ; ———第 个入口的幅宽 步 ,由于缺少大量试验数据的支持 ,至今还未形成适 B i ( t) i ,m ; 合我国人群的相关计算方法。但我国研究人员在国 T ———疏散已经历的时间 ,s ; 外研究成果的基础上 ,根据我国的实际情况调整群 n ———入口数目 ; 集流动参数 ,在对建筑物进行安全疏散设计和对已 t ———时间 ,s。 有建筑物进行疏散安全性评价上 ,都取得了相当显 2 2 　流出群集人数 著的效果。群集理论研究不但有效保证了人员的生 设 y2 为到时刻 T 为止经 P 点流出群集人数 , 命安全 ,而且由于其科学、有序、高效地疏散人员 ,缩 包括疏散初期通过的人数和 T0 时刻以后出现滞留 短了疏散时间 ,为下一步的救灾工作争取了宝贵的 流动状态后通过的群集人数。 n T 时间。 0 　 ′′ y2 = ∑∫N i ( t) B i ( t) dt + ( T - T0) N B (2) i = 1 0 式中 ———流出群集人数 人 2 　群集流动理论 : y2 , ; T0 ———疏散开始至出口刚出现滞留流动状态 群集理论是通过观察研究群集状态下人的行为 的时间 ,s ; 特征及群集伤害事故现象 ,发现灾难事故时人员在 N′———出口处群集流动系数 ,人/ (m·s) ; 不同环境下的心理、生理及行为反应的规律 ,得到人 B′———出口的幅宽 ,m。 员在紧急状态下的群集流动相关参数 ,应用这些参 显然 ,式 (2) 右边第一项表示在时间 0～ T0 内 , 数及疏散环境的结构状态参数建立人流流动的连续 人流经几个分出口集结于总出口处并自由流出的人 型数学模型 ,从而准确计算出安全疏散时间的一种 数 ;第二项表示在时间 T0～ T 内 ,通过总出口而滞 方法。 留流出的人数。 把向一个方向连续步行的群集称做群集流。在 2 3 　滞留群集人数 群集流中取任一点 P ,则向 P 点前进的群集为集结 由(1) 、(2) 式显然可得 ,到时刻 T 在 P 点的滞 群集 ,超过 P 点向前的群集为流出群集 ,如图 1 所 留群集人数为 示。以 P 点为基准 ,当集结群集、流出群集的人数不 　φ = y1 - y2 n 变时 ,则称整个流动为定常流。若 P 点出现滞留和 T = ∑ N i ( t) B i ( t) dt - ( T - T0) N′B′ ∫T 混乱 ,称 P 点滞留的部分人为滞留群集 ,它的人数等 i = 1 0 于任意时间间隔内集结群集和流出群集人数之差。 (3) 2 1 　集结群集人数 式中 :φ———滞留群集人数 ,人。 从疏散开始时刻( t = 0) 起到 T 时刻为止 ,到达 2 4 　疏散结束时间 P 点的集结群集人数为 群集全部流出出口则为疏散结束 ,于是疏散结 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 第 5 期 　中 国 安 全 生 产 科 学 技 术 　·　74　·　 束时间为[1～2 ] 照火灾事故和非火灾事故两种情况对酒店进行疏散 n T 1 0 区域划分。 　 Q - N ( t) B ( t) dt Te = ∑∫ i i + T0 (4) N′B′ i =1 0 式中 : Te ———疏散结束时间 ,s ; Q ———所需疏散的总人数 ,人。 3 　群集理论在酒店疏散工作中的应用 酒店安全工作的好坏不但直接影响酒店的正常 经营和经济效益 ,而且对保证人员生命与财产的安 全有重要的影响。要从根本上提高星级酒店的安全 疏散性能 ,确保紧急情况下人员能够安全疏散 ,只有 在设计阶段优化人员疏散系统设计方案 ,在平时加 图 2 　福州某酒店二层疏散通道分布示意图 强科学管理 ,并且制定有量化指标易于操作的应急 预案 ,这样才能在发生紧急情况时进行及时有效的 3 1 4 　疏散时间的确定 组织疏导。本文以一星级酒店为例 ,根据疏散场所 整个安全疏散的时间即为火灾探测系统发出警 的实际环境及被疏散人员的特性运用群集理论进行 报信号后的时间 ,加上人们听到或发现报警信号的 计算评价 ,从而确定酒店人员应急疏散的方案。 反应时间以及人员安全疏散出建筑物的时间。建筑 3 1 　酒店疏散方案的确定 火灾中人员安全疏散时间的预测就是要通过建立灾 3 1 1 　被疏散人员的确定 害事故探测或者人员发现灾情、人员反应和人员疏 在疏散工作方面 ,酒店员工不仅具有安全疏散 散的物理模型来计算整个安全疏散的时间。因此 , [4～5 ] 的相关知识 ,而且都很明确各自在安全疏散中的具 需要的完全疏散时间可以由下式来确定 : 体工作和职责 ,加之他们对酒店的环境都相当熟悉 , T 疏 = t 警报 + t 反应 + t 疏散行动。 自我逃生可以说是不成问题。因此 ,本文将被疏散 根据实际疏散情况 , 本文将疏散所需的全部时 的群体定位为一层到七层酒店经营场所部分的外来 间确定为[6 ] : 消费人员。 T 疏散 = t 反应 + t 疏散行动。 3 1 2 　疏散通道及疏散方式的确定 3 2 　运用群集理论进行计算的说明 考虑到该酒店所在建筑物虽然属于高层建筑 , 为了模拟疏散计算 ,顺利地展开并考虑到应急 但主楼部分为七层 ,即使最高的塔楼也仅有九层 ,并 疏散方案的实用性、灵活性、可靠性以及处理问题的 不是超高层建筑 ,因此用楼梯进行疏散的时间不会 方便性 ,现对模拟疏散中作以下一些条件设定和说 很长。同时 ,社会公众对于电梯在火灾等紧急情况 明 : 下的运行安全性和实际使用价值的认可也需要一个 (1) 设计疏散时的被疏散人员数为酒店满负荷 观念转变的过程。所以本次疏散设计中不把电梯作 接待顾客时的人数。 为疏散工具 ,而仅采用酒店的疏散楼梯作为应急疏 (2) 疏散过程中被疏散者都没有惊慌及出现混 散的疏散通道[3 ] 。 乱和拥挤现象[7 ] 。 3 1 3 　酒店疏散区域划分 (3) 通往疏散通道的走道都是通畅的 ,而且所有 该酒店在北楼和南楼的东、西侧各有一个楼梯 , 疏散通道出入口处的隔离门都是完全打开的。 即共有 4 个可作为疏散通道的楼梯 ,在二层到达一