典型社会公共场所突发事件应急处置关键技术研究yyy

1、典型社会公共场所突发事件应急处置关键技术研究杨隽主任主持的“十一五”国家科技支撑课题典型社会公共场所突发事件应急处置关键技术研究成果介绍来源：重点实验室    时间：2009/12/2       典型社会公共场所突发事件应急处置关键技术研究课题是“十一五”国家科技支撑计划项目之一，由中国人民武装警察部队学院承担，联合中国科技大学、清华大学和中国矿业大学共同研究完成，历时2年，并与2009年9月1日顺利通过验收，成果鉴定为“国际先进”。   一、研究背景    课题

2、与国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）结合紧密，属于第10个重点领域“公共安全”中的第60个优先主题“突发公共事件防范与快速处置”的研究内容。从我国的实践层面来讲，各大城市已经相继建立了城市应急管理与处置体系，较有代表性的有：深圳紧急事务管理体系、广州110社会联动系统、南宁市社会应急联动系统、上海城市综合减灾体系等。这些应急管理体系和系统的建立，打破了以往各自为政的体制，建立了相关部门和单位联合应急的总体管理架构。但从深层次的协调机制、平台建设、技术支撑体系的完善等方面，还有待进一步的加强。本课题的研究对加强以上体系和系统的应急处置能力有较强的技术支撑作用。 &

3、#160;  目前发达国家已经进行了比较系统的研究，在突发事件危害的定量评估、疏散模拟、化学毒剂的侦检洗消以及应急指挥等方面取得了显著的研究成果。而我国在这方面的研究还处于起步阶段，突发事件应急处置方法与技术主要是定性地要求和经验性的处理，不能提供定量化的处置方法和系统技术，实际操作中也缺乏统一、规范的原则和标准。在实际的处置中还存在着各部门职责划分不清，缺乏统一协作的问题。在决策咨询方面也存在较大的局限性，决策者仅凭个人经验用“拍脑袋”的方法进行指挥决策的情况依然不同程度地存在。本课题的预期成果对我国社会公共场所突发事件的处置具有积极的技术指导作用，有助于构建和完善社会公共场所突发

4、事件人员疏散理论、应急指挥体系、优化现场处置应急指挥方法，为处置此类事件提供理论指导和技术保障。    该课题的研究目标，对指导社会公共安全的管理与具体实施工作，维护社会稳定，保护人民生命财产安全具有重大的现实意义。其研究成果可以应用于全国公安机关以及应急救援相关部门，对于尽快疏散人群，快速处置危险源，保障人员和环境免受进一步破坏都具有重要的意义。   二、研究过程    该课题自合同书签订后，在课题负责人的带领下，由一支“老中青”相结合的研究梯队负责课题的研究实施，研究成员团结协作，攻坚克难，进行了大量

5、的研究工作。经过两年的攻关研究，收集了大量的国内外参考文献、实地调研获得了翔实的基础研究资料，采取理论计算与实验研究相结合、专家咨询和内部讨论相配合、本校与外校研究实体相互支持的研究策略，圆满完成了课题规定的各项任务。课题研究过程主要有资料搜集与整理、实地调研、组织疏散演习、建立疏散模型、商讨应急指挥模式、编制软件及场景模拟、组织应急事故处置模拟演练、撰写结题报告等八部分。经过两年多的科研攻关，已圆满完成了各项任务，达到了预期目标。    三、研究内容    本课题以地铁或大型商场（超市）等社会公共场所为对象，针对化学毒剂泄漏等突发事

6、件，构建典型社会公共场所突发事件应急指挥模式，获得高效的应急处置方法与技术，提高政府应对公共场所突发事件的快速反应、应急处置能力，遏制群死群伤事件发生。    本课题针对目前我国的突发事件处置中的突出问题，从典型社会公共场所突发事件人群疏散理论与技术、现场应急指挥模式、化学毒剂洗消技术和示范演练四个方面进行了研究，主要研究内容如下：   （1）典型社会公共场所突发事件人群疏散理论与技术研究    以地铁或大型商场（超市）为对象，针对化学毒剂施放突发事件，建立恐慌情况下人群的疏散模型，采集典型场所的疏散基础

7、数据，进行计算机模拟，并在实际管理中综合应用。   （2）典型公共场所突发事件现场应急指挥模式研究    以地铁或大型商场（超市）为对象，针对化学毒剂泄漏突发公共事件，研究典型公共场所突发事件应急预案的基本模式；应急指挥模式，编制典型公共场所突发事件应急指挥导则。   （3）典型社会公共场所化学毒剂洗消技术研究    以地铁或大型商场（超市）为对象，针对化学毒剂施放突发事件，建立典型社会公共场所突发事件化学毒剂洗消技术基础数据库；研究化学毒剂洗消危险评价方法；编制典型社会公共

8、场所突发事件应急洗消处置技术导则。   （4）典型社会公共场所突发事件应急处置技术示范    选择一个地铁或大型商场，调集相关救援力量综合演练所研制的应急指挥模式，选择确定适合我国实际情况的优化模式，验证疏散策略、指挥和洗消的技术导则。   四、取得的重大成果    本课题研究工作贯通基础性研究、高新技术研究和实际应用技术研究，获得了多项具有自主知识产权的创新成果，主要研究成果如下：    本课题研究工作贯通基础性研究、高新技术研究和实际应用技术

9、研究，获得了多项具有自主知识产权的创新成果，主要研究成果如下：   （1）获得的新技术    恐慌状态下的新型人群疏散多格子模型；    人群疏散基础数据的采集方法；    社会公共场所人群疏散基础数据库；    社会公共场所人群疏散管理对策；    社会公共场所突发事件的“141”现场应急指挥模式；    模块化的应急预案模式；    多种毒剂的洗消方案；

10、    化学事故洗消效果评价指标体系；    示范演习方案编制的标准模式；    示范演习处置技术检验方法。   （2）开发的新软件    MultiGo安全疏散分析软件；    公共场所突发事件应急预案编制辅助系统；    社会公共场所洗消技术数据库。   （3）编制的应用技术导则    社会公共场所突发事件现场应急指挥导则；

11、    社会公共场所突发事件洗消技术导则；    典型公共场所突发事件处置技术应用手册。   （4）录制的示范指导专题片    突发事件应急处置示范专题片；    MultiGo人员疏散软件操作与应用示范；    社会公共场所洗消技术数据库软件应用操作示范。   五、解决的关键技术    通过对典型社会公共场所突发事件人群疏散理论与技术、现场应急指挥模式、化

12、学毒剂洗消技术和应急处置技术示范演练的研究，解决了突发事件处置过程中的关键技术问题，其研究成果对最大限度地保障人员安全和环境免受进一步破坏具有重要的意义。   （1）社会公共场所恐慌状态下人群疏散模型（多格子疏散模型）的建立    在人群疏散的仿真研究中，离散化模型和连续性模型是当前的两大主要模型。连续性模型能较好的体现行人之间的微小运动，但计算量大，不适合用于大量人群的疏散研究，而离散化模型忽略了行人之间的相互作用，难以再现所有群体行为特征。课题组建立了一种新的多格子模型(Multi-grid Model)，该模型体现了真实情况下人

13、员错位分布的特性，并考虑了恐慌心理和行为对疏散的影响，更加接近真实的疏散情况。同时多格子模型可以实现行人运动速度、空间位置的连续性变化。由于采用的是离散的空间和时间，所以该模型保持了较快的运行速度。在此基础上开发了MultiGo安全疏散分析软件，该软件通过设置恐慌系数，能够较好的解决不同恐慌程度下地铁、大型超市等人群密集、建筑环境复杂场所的人员疏散问题，并通过多次疏散演习进行了验证。   （2）人群疏散基础数据的采集方法的确定及基础数据的获取    人群疏散基础数据是深入进行疏散研究急需解决的关键问题，任何优秀的模型如果没有详实、准确

14、的基础数据作为支持，都难以达到理想的结果。当前的疏散基础数据大多来源于欧美国家，而我国人群的身体素质、心理和行为特征与外国有较大差异，不能直接应用。为此，课题组通过对地铁、大型超市的实地测量、视频分析和疏散演习等方式，首先编制了社会公共场所人群疏散基础数据的采集方法。该方法包括采集数据所需的设备、采集数据场景的选取方法、数据获取方式、数据处理方式等内容，涵盖了四种基本的数据采集方式，对人群组成、运动速度、人员密度等多种数据建立了详细的采集方案，基本覆盖了研究人群疏散所需全部数据的采集方法，具有较强的先进性、系统性和可操作性。然后，课题组利用该方法对6个地铁站和2个大型超市的人群疏散基础数据进行

15、了采集，共获取738组数据，并从疏散人群的物理属性、社会心理属性和环境属性等三个方面建立了人群疏散基础数据库。该数据库结构细致，数据精准，包含了13种类型的基础数据，全面、准确的表达了地铁、超市人群疏散行为特性。    （3）典型社会公共场所人群疏散管理对策的研究    利用MultiGo安全疏散分析软件和buildingEXODUS软件，通过改变疏散人数、通道状态、恐慌程度、设置弱势群体和障碍等方式模拟了地铁和大型超市多种场景中人群的疏散状态，确定了影响人群疏散的关键因素和解决方案，制定了疏散管理的基本原则，并提出了地铁和大型超市突

16、发事件中人群疏散的具体管理对策，能够科学合理的解决疏散过程中的安全问题。   （4）提出了社会公共场所突发事件“141”现场应急指挥模式    目前我国对于突发事件的应急处置与指挥方式，普遍存在现场混乱、经验决策和效率偏低的问题，急需建立一套科学、高效的现场应急指挥模式。课题组总结了国内外处置公共场所突发事件现场应急指挥模式的得失，结合我国应急救援指挥的特点和实践经验，利用信息熵理论对突发事件现场应急指挥体系中信息流动的时效和质量进行计算与评价，提出了社会公共场所突发事件现场应急指挥的“141”模式。该模式中“1”是指一个平台，即以公

17、安指挥中心为平台，实现信息资源共享；“4”是指由四个指挥层次构成的指挥体系；第二个“1”是指以火灾、化学毒剂泄漏、爆炸三类事故为例，依托主体运行程序框架构建的一套现场应急指挥运行程序。“141”指挥模式提出后，广泛征求了我国安全领域的权威专家和消防部队基层指挥官的意见，经过修改和完善，以及示范演习和实战应用等多方验证，表明新构建的现场应急指挥体系明显优于现有的指挥体系。   （5）社会公共场所突发事件现场应急预案模式的建立在现场应急指挥模式研究的基础上，为了提高目前预案的可操作性和规范性，课题组通过分析国内外现有的公共场所突发事件应急预案，提炼出应急预案编制的核心

18、要素，建立了社会公共场所突发事件的应急预案模式。该模式包括“灾情设定、组织指挥体系、现场处置措施、应急保障、善后恢复和演练修正”六大标准功能模块，以及应急处置的基本要求、预案编制的方法和步骤、预案的制定方法和式样等方面的内容。在此基础上，编制了社会公共场所突发事件应急预案辅助编制系统，可以实现计算机自动生成标准预案，并以城市地铁为例，编写了应急救援预案应用示例。   （6）社会公共场所突发事件中多种毒剂洗消方案的制定    在广泛调查研究的基础上，确定了2488种危化品和57种生物毒剂作为社会公共场所毒剂洗消的基础数据，并确定每种毒剂

19、的理化性质及其应急处置方法。分析了51种常用洗消剂的物化性质及应用范围，确定了洗消剂用量的计算方法，并给出了常用的洗消设备和洗消技术。在此基础上，制定了典型毒剂（86种危险化学品、14种军事毒剂、14种生物毒剂和辐射性物质）的洗消处置方案。该方案包括防护、侦检、现场警戒、救生、医疗救护、排险、人员、装备和场地的洗消、清理等多项内容。通过对洗消处置应急管理和洗消处置要素分析，编制了社会公共场所突发事件洗消技术导则。最后将毒剂查询、洗消技术、洗消方案和技术导则汇总，开发了社会公共场所洗消技术数据库，方便现场查询和应用。   （7）化学事故洗消效果评价模型的建立

20、0;   洗消技术是合理避免事态进一步扩大，减少染毒和救援人员生命危害的关键技术，其效果如何，一直缺少科学的评价方法。课题组经资料分析和专家论证，确立了3个一级指标、16个二级指标和34个三级指标的化学事故洗消效果评价指标体系，并建立了基于模糊综合评价法的化学事故洗消效果评价模型。运用该模型对太阳宫地铁沙林毒气泄漏应急洗消效果进行了评价，评价结果为良好。   （8）示范演习方案编制的标准模式和演习效果评价方法的提出    根据“人群疏散理论与技术”、“现场应急指挥模式与应急预案”和“化学毒剂洗消技术”的研究结果，在

21、北京地铁10号线太阳宫站举行了地铁突发事件示范演习。在对演习性质、规模、参演单位和人员、假想事故、情景事件及其顺序、气象条件、响应行动、评价标准与方法、时间尺度等事项进行总体设计的基础上，研究和确定了应急处置预案示范演习方案构成要素，科学地规范了示范演习的组织方式，提出了示范演习方案编制的标准模式。在此基础上，从构成应急预案演习效果的各个要素的角度出发，运用层次分析法建立了检验评价指标体系，并应用模糊综合评价方法对太阳宫地铁站的演习效果进行判定，评判结果为合格。   六、创新点    通过对地铁和大型超市等典型社会公共场所突发事件应急

22、处置关键技术研究，解决了事件处置过程中的关键问题，取得了多项创新性的重大成果。    （1）完成了一种具有独立知识产权的新型人群疏散多格子模型，规范了人群疏散基础数据采集方法，并获得了我国急缺的人群疏散基础数据，在此基础上开发了MultiGo安全疏散分析软件。    （2）建立了适合我国国情的社会公共场所突发事件“141” 现场应急指挥模式，并首次应用信息熵理论和模糊综合评价法进行评估，验证其高效合理性。    （3）提出了以“灾情设定、组织指挥体系、现场处置措施、应急保障、善后恢复和演练修正”六大模块为

23、核心的模块化应急预案模式，并编制了公共场所突发事件应急预案辅助编制系统软件。    （4）制定并规范了86种危险化学品、14种军事毒剂、14种生物毒剂和放射性物质沾染的洗消处置方案，开发了化学毒剂洗消技术基础数据库，并构建了化学事故洗消效果评价模型。    （5）提出了我国社会公共场所突发事件应急处置演习方案编制的标准模式，并建立了检验评价指标体系。   七、初步应用成效    课题组在2年多的研究工作期间，对课题的部分研究成果进行了初步的应用，已经取得的初步应用成效主要有以

24、下三个方面：   （一）研究成果已经在一个有试验基地和两个示范点应用，效果良好    为了检验本课题研究成果的科学性、合理性和有效性，经多方联系，课题组已经建成了1个试验基地，2个示范点，具体如下：    1.试验基地：北京市公安消防总队特勤中队。    2.示范点：（1）北京市地铁运营公司10号线太阳宫站；    （2）北京市朝阳区家乐福超市商场望京店。   （二）研究成果已经初步转化为教学内容，走进了课堂

25、0;   本课题的承担单位为部队院校，且研究成员大多为高校教师，肩负着为部队培养优秀指挥官的重任。利用这个优势，本课题的研究成果已经初步应用到了灭火战术、抢险救援、灭火救援指挥等课程的相关教学内容当中，充实和丰富了教学内容；另外，以研究要点作为题目，已经指导多名硕士研究生和本科生完成了其毕业论文。   （三）研究成果已经在北京、天津、宁夏等省的相关单位应用，取得了初步的成效    课题组开发的MultiGo人员安全疏散分析软件、公共场所突发事件应急预案辅助编制系统、典型公共场所化学毒剂洗消技术数据库经北京、天津、宁

26、夏等单位试用，取得了很好的应用效果。试用单位一致认为课题组所开发的软件内容贴近实际、易用性好，安全疏散分析软件对于疏散过程模拟准确，能够在一定程度验证疏散预案合理性。预案辅助编制系统和洗消技术数据库上能够比较好的指导应急预案的编制，进行危险化学品、生物毒剂的性质和处置措施的查询。城市公共安全中的人员应急疏散研究刘伟1 姜传胜21北京城市学院 信息学部；2北京市劳动保护科学研究所 摘要：随着我国国力的不断增强，许多重要国际活动在中国各大城市中举行机会越来越多，然而，由于国际恐怖势力的猖獗及城市公共灾害的严重威胁，紧急状态时人员疏散行为的研究就已成为城市公共安全首先应该考虑的环节。本文分

27、析了国内外对人员疏散行为的研究现状，研究了人员疏散的行为规律；提出了建立提高人员疏散安全水平的有效技术手段计算机虚拟现实环境模拟平台，建立并完善人员应急疏散行为数据库，以便进行了人员应急疏散行为的模拟和城市公共安全疏散性状的概率危险性评价。其研究成果可用以直观、具体地指导人员安全疏散设计和紧急状况下的安全管理，并且可作为应急决策和演习的一种非常有价值的参考工具。关键词：城市；公共安全；应急疏散     随着现代科技水平的不断提高，城市功能理应越来越强大。然而在事故和灾害面前，原来我们引为自豪的现代都市竟是非常脆弱。城市的公共安全包括卫生、交通、通讯、环境

28、、日常生活、商品供应、社会活动、破坏社会秩序等多方面，近年来，一次灾害，甚至够不上灾害的天气突变，就导致某座现代化大都市部分功能瘫痪、生命财产损失惨重的例子屡见不鲜。城市公共安全已成为一道世界性难题。尽管城市每一种灾变成因和特点不同，但是从危机管理出发，灾害一旦降临，其状态都是类似的。所以我们要研究各种危机事件的关联性，研究单一事件转化为复杂事件的途径，制定综合的战略、政策和管理计划，做出综合的组织和资源安排。作为城市公共安全的重要组成部分，紧急状态时人员疏散行为规律的研究源于本世纪初，其初期阶段多采用观察、描述及访问研究等定性分析的方法；从20世纪70年代开始，逐渐受到各国政府的重视、支持和

29、资助，主要的研究方向集中在群集恐慌行为研究、人的疏散行动能力研究等；80年代以后，借助消防演习等实验手段，研究人员继续深入进行火灾的动力学研究及计算机模拟，建立了多种有关建筑物火灾时人员有计划疏散行为规律的数学模型，并开始涉及人员的随机疏散行为规律的研究领域，人在紧急状况下的行为规律研究深入。从20世纪90年代初至今，由于城市功能日益复杂和多样化，现有的人员疏散行为规范已不能适应现代城市公共安全的需求，城市公共安全中的人员疏散行为研究日益引起国际学术界的重视，尤其是人的疏散行为规律的研究，即从有计划疏散行为模型的进一步完善、定性分析，逐渐发展到随机行为规律的定量研究。 一、 

30、;            人员应急疏散是城市公共安全的一个 重要环节随着我国国力的不断增强，各种世界级、洲级的重要国际活动在中国举行机会越来越多，例如将在北京2008年举办的29届奥运会、上海2010年举办的世界博览会、广州2010年举办的16届亚运会等等，人员的应急疏散安全问题都将是一个非常重要的问题。就普遍意义而言，奥运会前后，北京市会在短期内增加几百万流动人口，机场、车站、地铁等交通枢纽的人员密度可能空前增大，人员组成复杂，几乎所有人员对周围环境都不熟悉，给紧急情况下的

31、人员应急安全疏散造成很大压力；而在奥运期间，大型场馆人员高度密集，许多场馆的容量都在10万人以上，由于场馆结构复杂，出口有限，观众对场馆内外的环境都不熟悉，很难保证在要求的时间内（如10min）将场馆内的人员疏散完毕。从目前的国际形势来看，自9·11事件以来，国际上普遍对人员密集公共场所的应急疏散安全性能十分重视。2003年美国和加拿大发生的大规模停电事件以及英国伦敦地铁的停电事件，更加深了全社会对公共场所的应急疏散安全性能重要性的认识。国内目前还没有颁布和执行专门针对大型非常规建筑（如奥运场馆）的性能化设计法规，没有推行制度化的疏散演习，公众没有接受经常性的培训和演习，因而普遍缺乏

32、应急疏散常识。由于许多发达国家长期以来便十分重视应急疏散宣传教育，要求定期进行疏散演习，所以公众对于如何应对紧急情况都有相当程度的知识。正是由于公众在这方面的素质比较高，所以无论是在9·11事件、美国和加拿大大规模停电事件以及英国伦敦地铁的停电事件中，都没有因为人员恐慌、拥挤践踏而造成额外的人员伤亡。而在我们国家，民众在这方面的素质与发达国家有很大差距。90年代，在唐山西林百货大楼火灾中，虽然火灾发生在白天，但由于人员过度恐慌，相互争抢楼梯致使楼梯扶手跨塌而造成了不必要的人员伤亡。2004年正月十五晚上，在密云县举办的元宵灯会上，因游客暴增，过度拥挤，发生了挤死37人、伤15人的惨案

33、。不难想象，若在我国发生类似的大规模停电事件，很可能会因人员过度恐慌和相互拥挤造成重大人员伤亡。另外，就北京奥运公园和其它场馆所处的环境来看，周围建筑林立，交通人流繁忙，没有足够的空旷地带，短时间内从各场馆涌出的人流可能无法很快疏散出去，而只能滞留在场馆周围，结果一方面必然会影响场馆内剩余人员的疏散速度，另一方面由于大规模人群在场馆周围的集聚而造成新的安全隐患。以上三方面决定了北京公共场所乃至奥运会在确保人员应急疏散方面将面临空前的压力和挑战，人员应急疏散安全已经成为公共安全首先应该考虑的环节。 二、       

34、      计算机模拟技术是提高人员疏散 安全水平的有效的技术手段   要从根本上提高大型公共场所和奥运场馆的安全疏散性能，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，在平时加强科学管理，并且制定有量化指标易于操作应急预案，而一旦发生紧急情况，能够及时进行有效组织疏导。所有这些都需要对建筑物的人员疏散安全性能进行定量分析。要定量分析公共场所或奥运场馆的应急疏散安全性能，只有两种方法：一种是大规模的实地疏散演习，另一种是计算机模拟。由于（1）无法集中数万人集中于某个公共场所内专门进行疏散演

35、习，同时不可能对所有人的相关属性和疏散轨迹进行跟踪记录；（2）人的行为具有很大的随机性，即使同样的人群在同一场景中，其前后两次的疏散行为也会有许多差别，所以需要多次重复，才能得到有意义的结果；（3）在实地演习时，难以对疏散场景进行精确设定和改变，难以全面考察人们在所有可能发生的疏散场景中的疏散状况；所以从财力、人力和实际可操作性等各个角度考虑，第一种方法并不可取。相反，第二种方法则因是在计算机上进行各种场景下的疏散状况模拟，可以精确地定义并根据需要随时改变各种影响因素，因而可以很好地全面反映建筑物的应急疏散安全性能。大规模的实地疏散演习从可行性和经济性等多方面考虑都是不可取的，人员疏散计算机模

36、拟技术才是解决上述问题的唯一有效的科技手段。大型公共建筑物空间结构和布局各异，其中往往聚集着大量具有不同疏散能力的人群。如果没有紧急事故发生的话，无法对它的安全疏散性状进行全面的检测。例如当重大火灾等紧急事故发生时，建筑物出口信息系统常被烟雾笼罩，无法向待疏散人员提供有效的帮助。此时，对疏散人员的疏散行为和心理反应，以及建筑物的疏散性状进行实际的检测几乎是不可能的。然而，借助虚拟现实技术建立虚拟的火灾事故环境，进行人员疏散行为的模拟，则可以较好地解决上述问题。利用虚拟现实技术，进行紧急情况下人员疏散行为的研究，首先需建立一个关于疏散空间的虚拟情境模型，标明其中出口的位置，随机的调节目标出口和疏

37、散通道的宽度及障碍物的布局，观察事故现场环境状态的改变，以及疏散空间结构特征的变化等对人员疏散行为反应的影响。用户不仅可在虚拟的事故空间环境中，依据一定的规范预设置待疏散人员分布，也可以利用蒙特卡洛随机发生器随机地产生待疏散人群，从而观察不同人员分布状态下人员的疏散行为反应。任意用户可在系统的提示下，注册进入虚拟环境，将自己沉浸于虚拟的事故环境中，模拟参加应急疏散行动。通过这种测试和模拟过程，模拟系统可以充分地搜集关于紧急事故状态下人员行为反应的数据。尤其是可发现各种不同事故状态下，疏散人员的一些无法预测的行为反应，或疏散设计中一些潜在的问题。进一步完善人员疏散行为规则的知识库，分析人员应急疏

38、散行为规律的复杂性特征。借此检验疏散信息系统的可靠性，模拟完成最优疏散路线的搜寻，实现对建筑物安全疏散性状的危险性评价。例如，利用虚拟现实技术进行火灾时人员疏散行为的模拟，尽管不能彻底解决所有突发灾难性事故中所有的安全疏散问题，但是，可应用于应急决策和消防演习，不失为一种非常有价值的参考工具，作为一种危险性评价的工具，其意义是显著的。 三、             发达国家通行的做法 许多发达国家，如英国（1985年）、新西兰（1992年）、日本（?）和美

39、国等，一般有处方式（prescriptive）和性能化（performancebased）两套设计规范，对大型非常规建筑，一般按性能化规范进行设计。按照性能化设计规范的要求，在设计阶段就要应用人员疏散计算机模拟软件对设计方案进行模拟评价，并以此为基础进行优选改进，从而在设计阶段杜绝了人员疏散系统存在较大先天缺陷的可能性，从根本上保证了建筑物的安全疏散性能。另外在对现有大型非常规建筑进行疏散安全评估以及制订应急预案时，人员疏散模拟也是有关技术人员普遍应用的技术手段。国外有若干大型咨询公司专门从事这方面的技术咨询服务，一些实力雄厚的公司甚至开发了自己的人员疏散模型，如前面已经提到的美国RJA公司和

40、英国AEA公司。所以，在这些国家，他们在建筑设计及为其制订应急预案时，按照其现行的做法如法炮制便基本可以了。在我国，目前恰恰是因为缺乏成熟的人员疏散计算机模拟技术和软件，没有实施性能化设计规范，所以不得不在如何确保公共场所及奥运相关的大型建筑疏散安全性能方面大费周折。 四、             国内的研究和应用现状 受多方面因素制约，国内在人员疏散计算机模拟技术方面的研究明显落后于发达国家。目前尚没有比较成熟的模型和软件，因而更谈不上很有影响的工程应用

41、范例。国内目前从事人员疏散计算机模拟研究的高校和研究机构主要有：香港城市大学与武汉大学合作，建立了一个基于局部细网格和个体描述的过程模拟模型SGEM；东北大学近十年来一直在进行人员疏散群集行为规律模拟研究，已经发表了很多文章；中国建筑科学研究院建立了一个地下商业街人员疏散模型，属于粗网格群体描述的最优化模型；公安部天津消防所建立了一个地下商场人员疏散模型，也属于粗网格群体描述的最优化模型；公安部天津消防科学研究所牵头，由国内几家研究机构合作，目前正承担十五攻关课题建筑物消防性能化设计导则研究，实则是为将来制订我国的性能化规范进行预研；中国科技大学火灾科学国家重点实验室也建立了一个人员疏散模型，

42、因为目前没有详细介绍该模型的文章，无法了解其对几何空间、人群和行为的具体描述方法，从现有资料看应该属于基于细网格和个体描述的过程模拟模型。    北京城市有毒有害易燃易爆危险源控制技术研究中心结合所承担的多项科研项目，先后与中国科技大学火灾科学国家重点实验室和英国格林威治大学火灾安全工程研究室合作，对应用人员疏散计算机模拟技术定量评价人员密集的城市典型公共场所的方法进行了研究和尝试。在工程应用方面，尽管目前已有少数建筑在设计过程中不同程度地使用了性能化设计的理念和方法，但到目前为止真正在设计阶段应用人员疏散计算机模拟技术帮助校核设计方案的寥寥无几。2002年中国科

43、技大学火灾科学国家重点实验室针对济南遥墙机场的设计方案进行了人员疏散计算机模拟。火灾实验室在进行详细危险源辨析的基础上，针对潜在的火灾场景进行了模拟，然后针对潜在的人员疏散场景进行了人员疏散模拟。在人员疏散模拟过程并没有详细考虑火灾发生和发展的动态影响，只是将火灾允许人们安全疏散的时间和人员安全疏散所需要的时间进行了对比分析。同样在2002年，北京城市有毒有害易燃易爆危险源控制技术研究中心与中国科技大学火灾科学国家重点实验室合作，对西单文化广场最典型的火灾场景进行了模拟，得到了这些场景下火灾烟气蔓延和温度分布的动态变化规律；在此基础上，利用人员疏散模型对其典型客流量和人员分布下的人员疏散情况进

44、行了计算机模拟，并把人员安全疏散所需要的时间与各种火灾情形下可供人员安全疏散的时间进行了对比，得到了若干有用的结论。2003年，北京城市有毒有害易燃易爆危险源控制技术研究中心进行了王府井步行街人员疏散计算机模拟研究。在研究过程中，首先对可能影响人员疏散的各种因素的独立影响逐一进行了计算机模拟，评价其对步行街人员疏散的影响程度，确定了其最佳模化方法。在此基础上，在同一场景中合理选取和表达了所有必要和可能的影响因素，模拟评价不同影响因素对整个疏散过程的综合影响，最终得到了对反映步行街的人员应急疏散安全性能、揭示其可能存在或发生的各种问题以及改进日常管理和应急预案有直接作用的若干结论。 五

45、、未来几年这方面需逐步完成的工作 1. 人员疏散行为特征汇总分析由于我国在人群形体特征、文化背景、行为习惯和应急疏散素养方面与西方国家有很大不同，所以人们在紧急情况下的疏散行为也与西方人群有不同之处。国外在人员疏散行为特征方面已经进行了多年的较系统的研究汇总分析，积累了比较丰富的数据，国外的疏散模拟软件中默认的便是西方人的形体和行为特征数据。在国内应用这类软件时，原本应该使用针对中国典型人群的相关数据，可是国内还没有机构专门进行典型人群特征方面的研究，这方面的资料极其缺乏，这必然会降低计算机模拟结果的准确程度，阻碍人员疏散计算机模拟技术在我国的推广应用。所以，人员疏散行为特征汇总分析

46、将是未来几年首先需要尽快开展的研究工作。一般而言，紧急情况下的人员疏散行为特征主要受事故现场物理环境和建筑物空间结构特点、疏散人员的分布及生理心理特征等因素的影响。这些复杂因素可以进一步归纳为目标、运动以及约束3个互相作用的变量，并遵循下述 3个方面的规则：(1)目标规则，即疏散人员可以根据事故状态的变化，克服疏散行动过程中所遇到的各种障碍性约束，选择或改变自己的行动目标，不断尝试并努力保持最优的疏散运动方式，向疏散空间网络系统的终点移动。因此，系统是自包含的。(2)约束规则，即对疏散行为的约束或障碍。包括疏散人员彼此之间最小的间距空间，疏散人员与静物或疏散运动个体之间的相互碰撞、互相约束和制

47、约等。(3)运动规则，即疏散人员会根据疏散过程中所接受的各种信息，不断调整自己的疏散行为，以最优的疏散速度和最佳的疏散路线，向最终的疏散目标疏散。根据上述行为规则，可以建立人员应急疏散行为规则知识库，以及建立基于规则的搜索机制和推理机，实现对人的疏散行为的模拟。2. 应急疏散演习制度化、长期化尽管许多资料表明，疏散演习和实际应急疏散过程有很大不同，但经常性的疏散演习仍然是应急疏散潜在参与者和组织者最好的培训手段，也是收集研究人员疏散行为特征的主要途径。西方国家的经验足以证明，经常化、制度化的疏散演习可以让人们了解在紧急情况下应如何疏散，并潜移默化，形成习惯，从而在实际疏散过程确实遵循了若干简单

48、而又十分重要的原则方法，从而避免人为造成不必要的伤亡。我国目前的相关法规对应急疏散演习没有强制性要求，一些高级写字楼尽管已经在坚持进行应急疏散演习，但一方面频率太低（一般半年或一个季度演习一次，而国外一般一周演习一次），另一方面，无论是组织者还是参与者都没有给予足够重视，实际参与演习的人员较少，不能发挥应有的作用。所以，应急疏散演习制度化、长期化也是未来几年内亟待解决的问题。3.已有公共场所、场馆人员分布流通模式调研以及应急疏散模拟现在已有的大型公共场所和场馆都是按照处方式法规设计建造的。尽管其中有一些突破现行规范的建筑，但我们国家目前解决这类问题的通行做法是召开专家论证会，由与会专家凭各自以

49、往的经验推断非常规设计是否可行。实践证明，对大型复杂建筑，特别是那些人们对之缺乏经验的新型建筑，这种专家论证的方法是不可靠的。所以，在未来几年内，应由政府有关部门组织对已有的重要大型公共场所和场馆进行分布流通模式调研以及应急疏散模拟，以便定量评估其疏散安全性能，及时采取有效的补救措施，或制定切实可行的应急预案。    4. 大型公共建筑及新建场馆设计方案人员疏散安全性能评价对大型公共建筑及新建场馆，在设计阶段便要利用人员疏散计算机模拟技术评价改进其设计方案，杜绝人员疏散系统的先天缺陷，从根本上保证建筑物的安全疏散性能。5. 性能化法规的逐步出台由政府有关部门组织对

50、强制推行人员疏散计算机模拟技术，只是一种临时性的补救措施，制定和实施性能化法规才是确保人员疏散模拟技术最大限度发挥作用的根本途径。在我国当前该领域的研究和工程应用状况下，性能化法规的制定和实施将要经历一个比较长的过程，但应该借奥运会的契机大力推进这项工作。6. 加强计算机模拟技术在人员疏散安全方面的研究无论采用交互式虚拟现实技术，或采用沉浸式虚拟现实技术，首先需完成虚拟场景建模。目前可采用等专用的虚拟现实建模语言，也可以采用建立模型库或开发专门的建模工具。但这两种方法工作量均太大。有人利用建筑物的平面图和网络建模技术以及软件的三维功能，借助于3等普通的三维建模工具，在完成建筑物的三维建模后，再

51、利用完成渲染，其中包括建筑物周围的配套设施、家具和人体的建模等。在对建筑物和疏散人群完成建模的基础上，第二步进行火灾事故状态的模拟，即虚拟事故场景的建模。其中，每一帧虚拟的建筑物火灾事故场景随时间、摄影机位置和视角的变化而变化，由火灾热物理状态和烟气扩散状态子模块完成。火灾时人员的应急疏散行动，除与疏散人员的形体特征、运动特征及心理特征等因素有关外，还与建筑物空间特征参数、热和烟气状态参数等有关。因此，尤其要注意灯光、材质、颜色、阴影等效果，它们对描述烟气颜色、浓度、扩散状态、烟气量等参数至关重要。在虚拟场景模型的基础上，根据人的行为规则知识库和疏散人员的运动特征及疏散行为规律，借助于人机对话

52、方式，完成人员疏散行为的动画模拟，即将人的疏散行为以直观、具体的方式表达出来。因此，人的疏散行为规则知识库的建立和完善，是模拟软件成功与否的关键。人的疏散运动特征包括转身、超越他人、折返、排队等候、绕过障碍物等疏散运动状态下的疏散运动速度及群集流动规律。这些参数将受到障碍物和出口之间的相对尺寸、人员密度、人员之间相互的社会关系以及事故状态等诸多因素的影响。笔者及同事搜集了国内外大量有关紧急状态时人的行为特征的数据资料，初步建立了人的行为规则数据库。综合利用沉浸式和交互式的虚拟现实技术（如MULTIGEN/VEGA），软件用户可以模拟进入事故现场，进行疏散行动的模拟。在此基础上，进一步丰富和完善了人的疏散行为及应急反应数据库。该模型允许对事故现场每一个疏散行为个体逐一进行疏散行动的追踪、访问，也可对重要出口节点处群集疏散性状进行描述。它将处于不同的紧急事故状态中，不同行为特征的疏散人员的疏散行动开始时间，以及准备开始疏散行动时间的两个概念严格加以区分，使得疏散行动开始时间这一重要参数数据的准确程度大大增加，完成人员疏散行为特征数据的搜集、分析和数据库的维护和管理工作。 参考文献：1、 肖国清，温丽敏，陈宝智. 建筑物火灾疏散中人的行为研究的回顾与发展. 中国安全科学学报，2001，11(3)：505422、 王更生，汪安圣. 认知心理