毕业论文-地铁人员疏散基本参数的测算与分析

1、PAGE 毕业论文（设计）题目 地铁人员疏散基本参数的测算与分析 学 号 姓 名 系 队 专 业 指导教师 二一年五月PAGE IV摘 要本文通过对观测录像的分析研究，得出地铁人员疏散的基本参数，以及一般情况下对移动速度的影响程度。以北京地铁一、二号线的三个站台为录像观测点，采集人员录像数据。通过对录像资料统计分析，获得了乘客的基本特征数据，如年龄、性别、群体关系、穿鞋情况和携带行李情况。为人员疏散和性能化防火设计提供了基础数据。通过对267个观测对象的统计分析，得出了移动速度与其它行为特征和环境因素之间的相互关系。研究发现：首先，老人、小孩，携带大件行李者，穿拖鞋和高跟鞋的乘客，以及有人陪同

2、人员，其移动速度相对较慢，这些人应该是安全疏散的重点；其次，水平行走速度为最快，上楼梯移动速度最慢，防火设计应着重考虑上行方向的安全疏散问题。最后，在正常情况下，性别差异对移动速度没有太大影响。关键词：录像； 特性； 疏散； 移动速度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 录 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 录 PAGEREF _Toc261937707 h III HYPERLINK l _Toc261937708 1 绪论 PAGEREF _Toc261937708 h 1 HYPERLINK l _Toc261937709 1.1 研究背景 PAGEREF _Toc261937709 h 1 HYPERLINK l _Toc261937710 1.2 研究意义 PAGEREF _Toc261937710 h 1 HYPERLINK l

8、 _Toc261937711 1.3 研究动态 PAGEREF _Toc261937711 h 2 HYPERLINK l _Toc261937712 1.3.1 国外研究动态 PAGEREF _Toc261937712 h 2 HYPERLINK l _Toc261937713 1.3.2 国内研究动态 PAGEREF _Toc261937713 h 2 HYPERLINK l _Toc261937714 2 地铁人员疏散参数分析的基本理论 PAGEREF _Toc261937714 h 3 HYPERLINK l _Toc261937715 2.1 人员疏散的主要影响因素 PAGEREF

9、_Toc261937715 h 3 HYPERLINK l _Toc261937716 2.1.1 影响移动速度的人员特性 PAGEREF _Toc261937716 h 3 HYPERLINK l _Toc261937717 2.1.2 影响移动速度的环境因素 PAGEREF _Toc261937717 h 3 HYPERLINK l _Toc261937718 2.2 地铁人员参数的获取和测量方法 PAGEREF _Toc261937718 h 3 HYPERLINK l _Toc261937719 2.2.1 录像位置和时间的选择 PAGEREF _Toc261937719 h 4 HY

10、PERLINK l _Toc261937720 2.2.2 人员移动速度的测量方法 PAGEREF _Toc261937720 h 4 HYPERLINK l _Toc261937721 2.3 人员疏散数据的处理方法 PAGEREF _Toc261937721 h 5 HYPERLINK l _Toc261937722 2.3.1 加权平均法 PAGEREF _Toc261937722 h 5 HYPERLINK l _Toc261937723 2.3.2 中位数法 PAGEREF _Toc261937723 h 6 HYPERLINK l _Toc261937724 3 人员疏散基本参数的

11、测量与计算 PAGEREF _Toc261937724 h 7 HYPERLINK l _Toc261937725 3.1 地铁人员疏散基本参数的测定 PAGEREF _Toc261937725 h 7 HYPERLINK l _Toc261937726 3.1.1 移动速度的测定 PAGEREF _Toc261937726 h 7 HYPERLINK l _Toc261937727 3.1.2 其它特征数据的测定 PAGEREF _Toc261937727 h 8 HYPERLINK l _Toc261937728 3.2 年龄、性别与移动速度之间数据的统计处理 PAGEREF _Toc26

12、1937728 h 8 HYPERLINK l _Toc261937729 3.2.1 水平方向上移动速度的统计 PAGEREF _Toc261937729 h 8 HYPERLINK l _Toc261937730 3.2.2 上楼梯速度的统计 PAGEREF _Toc261937730 h 9 HYPERLINK l _Toc261937731 3.2.3 下楼梯速度的统计 PAGEREF _Toc261937731 h 10 HYPERLINK l _Toc261937732 3.3 移动速度与携带行李大小之间数据的统计 PAGEREF _Toc261937732 h 10 HYPERL

13、INK l _Toc261937733 3.4 移动速度与穿鞋状况之间数据的统计 PAGEREF _Toc261937733 h 11 HYPERLINK l _Toc261937734 3.5 群体关系与移动速度之间数据的统计 PAGEREF _Toc261937734 h 11 HYPERLINK l _Toc261937735 4 地铁人员疏散基本参数的分析 PAGEREF _Toc261937735 h 12 HYPERLINK l _Toc261937736 4.1 地铁人员基本参数的分析 PAGEREF _Toc261937736 h 12 HYPERLINK l _Toc2619

14、37737 4.2 水平方向移动速度的变化关系 PAGEREF _Toc261937737 h 12 HYPERLINK l _Toc261937738 4.2.1 移动速度与乘客年龄的关系 PAGEREF _Toc261937738 h 12 HYPERLINK l _Toc261937739 4.2.2 移动速度与性别的关系 PAGEREF _Toc261937739 h 13 HYPERLINK l _Toc261937740 4.3 上、下楼梯过程中移动速度的变化关系 PAGEREF _Toc261937740 h 14 HYPERLINK l _Toc261937741 4.3.1

15、上楼梯速度与乘客年龄的关系 PAGEREF _Toc261937741 h 14 HYPERLINK l _Toc261937742 4.3.2 上楼梯速度与性别的关系 PAGEREF _Toc261937742 h 15 HYPERLINK l _Toc261937743 4.3.3 下楼梯速度与乘客年龄的关系 PAGEREF _Toc261937743 h 15 HYPERLINK l _Toc261937744 4.3.4 下楼梯速度与性别的关系 PAGEREF _Toc261937744 h 15 HYPERLINK l _Toc261937745 4.4 三种环境下移动速度的比较 P

16、AGEREF _Toc261937745 h 16 HYPERLINK l _Toc261937746 4.5 箱包大小对移动速度的影响程度 PAGEREF _Toc261937746 h 16 HYPERLINK l _Toc261937747 4.6 穿鞋情况对移动速度的影响程度 PAGEREF _Toc261937747 h 17 HYPERLINK l _Toc261937748 4.7 群体关系与移动速度的相互关系 PAGEREF _Toc261937748 h 18 HYPERLINK l _Toc261937749 5 结论 PAGEREF _Toc261937749 h 19

17、HYPERLINK l _Toc261937750 5.1 主要结论 PAGEREF _Toc261937750 h 19 HYPERLINK l _Toc261937751 5.2 未来工作的展望 PAGEREF _Toc261937751 h 20 HYPERLINK l _Toc261937752 参考文献 PAGEREF _Toc261937752 h 21 HYPERLINK l _Toc261937753 致 谢 PAGEREF _Toc261937753 h 22 HYPERLINK l _Toc261937754 附录A：地铁人员疏散基本参数原始数据 PAGEREF _Toc2

18、61937754 h 23 HYPERLINK l _Toc261937755 附录B：地铁人员疏散基本参数统计处理数据 PAGEREF _Toc261937755 h 30第34页 共 34 页1 绪论1.1 研究背景近年来，随着市场经济的发展，公共聚集场所发展很快，商场、市场、娱乐场所和地铁等数量急剧增多，对繁荣社会经济起到了很大的作用。但是，地铁等公共聚集场所通常易造成群死群伤事故，这些场所最大的特点就是人员数量多、密度大、多数人对周围的环境不熟，一旦发生火灾或突发事件等紧急情况，极易造成重大人员伤亡。相关资料显示，重大人员伤亡案例几乎都与人员疏散状态和疏散速度密切有关。目前，国内外对于

19、安全疏散的研究大多数以模拟方式进行，而疏散模型的建立需要大量一般人员行为特征的统计数据1。但是，适合国内人员行为特征的数据相当缺乏。1.2 研究意义大量公共聚集场所火灾的发生，尤其是群死群伤事件的发生，让人们付出了惨痛的代价。例如，2003年2月韩国大邱市地铁发生火灾造成169人死亡，146人受伤，298人失踪；2000年12月25日洛阳东都商厦特大火灾死亡309人；2010年2月，马里宗教圣城通布图最大清真寺内发生踩踏事件，造成至少24人死亡。导致大量人员在这些火灾中丧失生命的主要原因是，在火灾发生后，人员不能迅速安全的离开事故发生地。因此，如何充分考虑人员的行为因素，有效地预防和减少公共聚

20、集场所发生群死群伤案件具有非常重要的意义，也是消防工作的重要组成部分。本课题的研究，主要以北京地铁录像数据为基础，通过分析不同因素下人员行为特征，尤其是移动速度与环境相关参数之间的关系。旨在为有关单位和消防部门制定正确的疏散预案，提供科学的数据支撑；为性能化防火设计提供一般人员在公共聚集场所，特别是在地铁的行为数据特征；进而，给疏散模拟程序提供原始数据资料；添补国内公共聚集场所一般人员行为数据资料的匮乏。1.3 研究动态1.3.1 国外研究动态自上世纪五十年代以来，随着国外专家学者在人员疏散方面进行的大量研究与探索，有关人员行为特征的研究也有了一定得进展。其中,比较典型的有前苏联的Predte

21、chenskii Milinskii, 美国的Fruin , Maclennan&Nelson。以上文章在研究人员紧急疏散逃生速度的过程中，也涉及到了人员行为特征数据。另外，Bryan对美国火灾当事人进行了调查研究，火灾对人的行为产生影响作了重点阐述，其中也分析了人员行为特征2。目前，仍有新的模拟软件不断地开发出来，有些软件也侧重考虑人的相互作用因素。1.3.2 国内研究动态目前，国内这方面的研究尚属起步阶段，九五期间，国内有关科研机构开发了地下建筑疏散模型，标志着我国在人员疏散这一领域进入了计算机数值模拟阶段。2001年，武汉大学和香港城市大学就建筑物火灾过程中人员疏散问题进行了研究，并建立

22、了人员疏散网格模型SGEM3。公安部四川消防科研所开展的大空间公共建筑火灾疏散评估技术的相关研究中就对人员行为的疏散问题进行了深入的研究。但研究方法主要还是靠数值模拟，缺乏实际的统计数据。另外，田娟荣的“地铁火灾人员疏散的行为研究及危险性分析”一文中有人员行为特征的有关录像统计研究4。但是，涉及到人员移动速度、移动轨迹等详细统计数据还很匮乏。因此，借鉴这些方面的研究方法和手段对地铁等公共场所人员行为特征分析研究，有着重要意义和现实价值。2 地铁人员疏散参数分析的基本理论2.1 人员疏散的主要影响因素心理学家勒温提出的心理学场理论中认为，人是一个场，人的行为是由这个场决定的5。他的基本公式是：B

23、(行为)=fP(人),E(环境)即行为等于人和环境的函数，行为是随人和环境的变化而变化的。一般情况下行为特征对人员的疏散有很大的影响，这些特征主要包括移动速度、年龄、性别、周围环境和人员密度等，而这些因素中以移动速度最为重要，直接关系到发生火灾和突发情况下人员是否能够安全疏散6。当然，移动速度这一疏散基本参数也受人自身因素（包括年龄、性别等）和环境因素两方面的影响。2.1.1 影响移动速度的人员特性人员的移动速度主要受人员年龄、性别、生理及工作状态等因素的影响，还与人员的着装及荷载情况、人员密度和人与人之间相互关系等因素有关7。因此，本文作者根据以上情况设定了人员移动速度与其他特性之间的相互影

24、响关系。主要包括：（1）人员移动速度与年龄、性别的关系。（2）携带行李的大小、穿鞋情况，以及群体关系等对移动速度的影响。2.1.2 影响移动速度的环境因素人员移动速度不仅与2.1.1中的人员特性有关,而且还与空间结构和现场状态有关8。根据情况设定移动速度和环境因素之间的相互关系，主要包括：（1）水平方向上的移动速度。（2）上、下楼梯过程中的移动速度。2.2 地铁人员参数的获取和测量方法一般来说有两种获取数据的方法：一是观测（调查）方法;二是试验方法。而对于地铁人员疏散基本参数的研究，通过试验的方法所得的数据往往受个体主观思维的影响，不符合实际情况，且很难模拟。因此，选用录像观测的方法来获取地铁

25、人员疏散基本参数的数据资料。2.2.1 录像位置和时间的选择主要选取北京地铁一、二号线的站台、人行楼梯和换乘口，等地方录像和实际移动距离的测量。北京地铁1、2号线全长54公里，设有41座车站，日客运量130万人次，日最高客运量208万人次，承担了北京市11%的公交客运量。具体数据的测录点如图2.1所示：录像点录像点录像点录像点录像点录像点图2.1 录像位置图其次，为了所得数据具有广泛代表性，取得较多、较为全面的样本量，特选取工作日中午十一点半左右为录像时段。通过对正常情况下人员移动状态的观测，可以获得大量第一手资料，其结果可用于研究地铁人员疏散基本参数。2.2.2 人员移动速度的测量方法1.水

26、平方向移动速度的测量方法。首先，根据观测录像的具体位置测量出水平方向两个柱子之间的最短距离，利用会声会影软件（可将时间精确到毫秒量级）测出移动时间。然后，用速度公式计算出移动速度，计算公式为： （2-1）式中：-水平方向两个柱子之间的最短距离； -距离内移动所需时间； 2上、下楼梯过程中移动速度的测量方法。 同理，用速度公式计算出上、下楼梯过程中，具体的移动速度，计算公式为： (2-2) 式中:平台长度； -台阶宽度； 台阶高度； 台阶数量； (2-3)式中：-上、下楼梯的直线距离； -距离内移动所需时间；2.3 人员疏散数据处理方法对原始数据进行观测、统计分析，找出在人员行为和环境两种因素下

27、，人员移动速度的变化关系。运用统计学原理将所得数据统计处理，以较直观的条形图、饼图等形式表现出来。分析得出结论，并提出合理化的建议。2.3.1 加权平均法由于受到录像观测数据的限制，各组数据样本大小相差很大，当需要计算若干组大小不一样的数据集的整体平均时，采用加权平均法较为合理9。加权平均数是不同比重数据的平均数，加权平均数就是把原始数据按照合理的比例来计算。对于样本含量n20以上且已分组到资料，可以在次数分布表的基础上采用加权法计算平均数，计算公式为: （2-4）式中：-第i组的组中值； -第i组的次数； k-分组数第i组的次数是权衡第i组组中值在资料中所占比重大小的数量，因此称为是的“权”

28、。2.3.2 中位数法由于受观测录像和测试方法的限制。所测数据中还有一些极端值不符合需要。对了解分布的中间点或者分布有偏差的数据统计处理，中位数法较为合适。中位数9 是数据排序后,位置在最中间的数值.对于未分组资料，先将各观测值由小到大依次排列。1.当观测值个数为奇数时，位置的观测值，即为中位数； （2-5）2.当观测个数为偶数时，和位置的两个观测值之和的为中位数，即： （2-6）3 人员疏散基本参数的测量与计算通过对北京地铁一、二号线的建国门、北京站、复兴门，等四处进行实地录像和测量获得了大量原始数据和资料。根据任务内容进行测量和计算，主要包括以下几个方面：3.1 地铁人员疏散基本参数的测定

29、通过对录像资料的分析，共选取测算对象267人，分别在水平方向，上下楼梯和闸机口、拐角处等地方测录。3.1.1 移动速度的测定 1.移动距离的测定针对所选取录像位置的不同，在水平方向，以两个柱子之间最短距离为参考对象（所测三处柱子之间水平距离均为6m）；上下楼梯过程中，以沿楼梯的切线最短距离为参考对象。具体如表3.1所示：表3.1 楼梯相关参数地点台阶高度（cm）台阶宽度（cm）台阶数量平台长度数量楼梯宽度录像编号北京站地铁25351222.52M2U00219建国门2535142.42M2U00221建国门2535142.42M2U00225建国门换乘口2535202.42M2U00227建国

30、门换乘口2535202.42M2U00229复兴门换乘口下方153012121.511.22M2U002362.移动时间的测定利用会声会影v80软件测算出移动时间，精确到百分之一秒。具体数据见附录A。3.移动速度的计算根据已测定的路程和时间参数，分别计算出不同物理环境下的移动速度。具体数据见附录A。3.1.2 其它特征数据的测定对于携带行李大小、穿鞋情况和群体关系等其它行为数据的统计，在具体测算移动时间过程中一并统计，具体数据见附录A。对所得267个原始数据统计处理获得在地铁乘客中年龄和性别比例，具体数据见表3.2：表3.2 年龄比例年龄段0-1515-3030-6060岁以上所占百分比4.8

31、%6.1%51.1%37.9%统计得出，男性占总数的49.3%，女性占50.7%。3.2 年龄、性别与移动速度之间数据的统计处理3.2.1 水平方向上移动速度的统计通过对M2U00227, M2U00229, M2U00217和5.1-53-N等几处观测录像的选取、测量得出了不同年龄段、不同性别人员的移动速度。主要包括各种数据共108个。由于在测量过程中录像资料的不清楚和人为误差的不可避免，所以存在比较极端的数值。但是，大部分数据相对较集中，相互之间差别很小，用算术平均法所获得的平均数会受到一些极端值的影响。因此，利用中位法对数据进行统计处理，统计数据见附录B,得出结果为：0-15岁之间：=1

32、.098m/s 1.093 m/s 15-30岁之间：1.288 m/s 1.196 m/s 30-60岁之间：1.176 m/s 1.192 m/s 60岁以上: 1.169m/s 1.132 m/s 对于已经分组，且样本量较大的数据，可采用加权平均法处理。利用加权平均法对以上所得数据按照性别分别计算。男性的移动速度：=1.196 m/s女性的移动速度：=1.161m/s3.2.2 上楼梯速度的统计通过对M2U00220, M2U00227, M2U00219和M2U00231四处观测录像的选取、测量得出了不同年龄和性别的人员移动速度。同上3.2.1，对所得数据通过中位数法处理，具体数据见附

33、表B。另外，受录像条件的限制，上楼梯过程中0-15岁之间和60岁以上的人员数据相对较少，所以采用算术平均法直接求出移动速度。0-15岁之间： 0.702 m/s15-30岁之间：0.760 m/s 0.717 m/s30-60岁之间：0.714m/s 0.713 m/s60岁以上： 0.689 m/s利用算术平均法对以上所得数据按照性别分别计算处理。男性的移动速度：0.737 m/s女性的移动速度：0.715 m/s3.2.3 下楼梯速度的统计通过对M2U00221, M2U00220, M2U00219和M2U00236四处观测录像的选取、测量得出了不同年龄段、不同性别人员的移动速度。同上3

34、.2.1，对所得数据通过中位数法和算术平均法统计处理0-15岁之间： 0.693m/s15-30岁之间：0.845m/s 0.776m/s30-60岁之间：0.844m/s 0.724 m/s60岁以上：0.683m/s利用算术平均法对以上所得数据按照性别分别计算处理。男性的移动速度：0.845 m/s女性的移动速度：0.750 m/s3.3 移动速度与携带行李大小之间数据的统计为保证移动速度尽量不受其它因素的影响，特选取周围环境相同，携带行李种类较全面的录像M2U00226,M2U00217为测量对象，按照携带行李的大小分为大包（20公斤以上）一般为有轮子的箱包,中包(10-20公斤)，小包

35、（10公斤以下）和无行李4种状态，统计人员移动速度。并利用算术平均法计算移动速度。具体数据见附表B，统计结果如表3.3所示：表3.3行李与移动速度间统计数据类别平均速度(m/s)统计个数大包1.3147中包1.3068小包1.4839无行李1.45293.4 移动速度与穿鞋状况之间数据的统计选取录像M2U00227, M2U00229, M2U00217处的女性为测算对象，按照穿拖鞋、平底鞋和高跟鞋三类进行移动速度的测算，具体数据见附表B，通过对32对数据统计处理，得到移动速度与穿鞋情况的变化关系。如表3.4所示表3.4 穿鞋与移动速度之间统计数据穿鞋状况移动速度（m/s）统计个数高跟鞋1.1

36、5510平底鞋1.33816拖鞋1.35463.5 群体关系与移动速度之间数据的统计选取录像M2U00227, M2U00229, M2U00217处的女性为测算对象，根据对象在行走途中是否有人陪同为标准，计算其移动速度，详情见附表B。通过对32对数据统计处理，得到移动速度随群体关系特征的数值变化关系。统计结果如表3.5所示：表3.5 群体关系与移动速度之间统计数据对象移动速度（m/s）统计个数有人陪同1.28712无人陪同1.300204 地铁人员疏散基本参数的分析通过第三章对人员特性数据的测量和计算，得到了人员一般特征的数据参数。如年龄、性别等特性对人员移动速度的影响情况等。4.1 地铁人

37、员基本参数的分析统计结果表明：15-30岁之间的青少年人数最多，占51.1%;其次是30-60岁的中年人，占37.9%;而0-15岁小孩和大于60岁的老年人比例相对较少，分别占4.8%和6.1%。可以看出，地铁等公共聚集场所，大部分还是行动能力正常的青壮年，占到了89%。主要原因是乘坐地铁的人员，大部分是上班族。而相对来说行动能力较差的老年人和小孩，占到11%,因为大多数不会选择乘坐地铁。具体数据见图4.1：图4.1 各年龄段人员所占百分比在安全疏散的过程中应该重点考虑这11%的人群疏散问题，大多数情况下老人和小孩容易在火灾和踩踏事故中伤亡10。另外，地铁人员比例中，男女性之间差别不是很大，男

38、性占49.3%；女性占50.7%，稍大于男性1.4%。4.2 水平方向移动速度的变化关系4.2.1 移动速度与乘客年龄的关系人员的年龄差异是影响人员移动速度的重要因素。一般意义上，青壮年的移动速度要比老年人和儿童的移动速度要快。通过3.1.1统计得出，15-30岁之间的青壮年移动最快，其移动速度为男性1.288 m/s，女性1.196 m/s。其次是30-60岁之间的中年人，其移动速度为男性1.176 m/s，女性1.192 m/s。对于儿童而言，移动速度相对来说较青壮年相差很多，儿童的移动速度1.096m/s，主要原因是有些儿童不具备正常的行动能力。对于老年人而言，在公共聚集场所，大多数都具

39、有正常行动能力，且移动速度往往受到人流速度的影响，与青壮年差别不是很大，其移动速度为1.151m/s。如图4.2所示：图4.2 移动速度随年龄的变化因此，各类统计数据表明，火灾中死亡的大部分人员为老人和儿童,与其移动速度较中、青年慢有着直接关系11。4.2.2 移动速度与性别的关系不同性别的人，在水平方向上移动速度也有所不同。通过3.1.1的统计得出，男性的平均移动速度是1.232m/s，女性的移动速度是1.186m/s。在大多数情况下，男性移动速度要稍大于女性移动速度，但性别的不同对人员的移动速度影响不是很大，统计结果显示：在同一年龄段内，男女之间的移动速度基本相近，甚至中年人群出现了女性移

40、动速度大于男性的现象。不同性别人员移动速度比较见图4.3所示：图4.3 水平方向男女移动速度对比4.3 上、下楼梯过程中移动速度的变化关系在地铁等公共聚集场所，楼梯是一个很重要的疏散通道。研究不同情况下人员在通过楼梯时的移动速度，对于人员安全疏散有着极为重要的意义12。4.3.1 上楼梯速度与乘客年龄的关系通过3.2.2的统计数据可以看出上行方向，年龄在15-30岁之间人员移动速度最快，为0.737 m/s.其次是30-60岁之间的中年人，移动速度为0.714 m/s，最后为老年人和儿童。如图4.4所示：图4.4 不同年龄段上楼梯速度根据图4.4可以看出，老年人和儿童的移动速度明显低于青壮年。

41、尤其老年人的移动速度最低，可能受体力的影响较大。因此，在上行方向的疏散过程中，老年人的及时疏散是整个安全疏散成败的关键。4.3.2 上楼梯速度与性别的关系人员在上楼梯的过程中，男性的移动速度较女性快，分别为0.737m/s和0.717m/s。但是通过30-60岁之间的统计数据显示，男性和女性的移动速度相差甚小，主要集中分布在0.7000.720m/s区间内。说明对于中年人而言，在一般情况下男女的移动速度没有太大区别。因此，对于中年人群，安全疏散可能受年龄的影响不大。4.3.3 下楼梯速度与乘客年龄的关系通过3.2.3的统计数据可以看出：下楼梯过程中，各年龄段人员移动速度遵循正态分布规律，大部分

42、人员移动速度都集中分布在平均数区域内。以15-30岁之间移动速度为例，基本符合正态分布曲线的变化规律。具体数据见图4.4：图4.5 15-30岁下楼梯移动速度分布情况另外，统计得出：年龄在15-30岁之间的移动速度为0.810 m/s，30-60岁的移动速度为0.784 m/s，老年人和儿童移动速度为最低，分别为0.683 m/s和0.693m/s。4.3.4 下楼梯速度与性别的关系人员在下楼梯的过程中，男性移动速度为0.845m/s，女性为0.750m/s，男性的移动速度稍快于女性，其值为0.095m/s。另外，通过对数据的分布情况分析得出：男性移动速度主要集中在0.7500.880m/s区

43、间内,而女性则主要分布在0.6500.776m/s之间。4.4 三种环境下移动速度的比较在火灾或其它紧急情况下，地铁等公共聚集场所的主要疏散通道为楼梯和走廊。因此，分析研究在这三种环境中，一般人员的移动速度对于人员安全疏散有着非常重要的意义13。选取在三种不同情况人员移动速度，按照男女比例分类整理，如图4.6所示：图4.6 三种情况男女移动速度通过以上的分析研究得出：人员在水平方向的移动速度最大，其次是下楼梯，上楼梯的移动速度为最小。主要原因：一是受到视野的影响。水平行走时人的视野是最佳，而在上楼梯的过程中，视野受周围环境和前面人员的遮挡，所以移动速度最慢。二是受到体力的影响，上楼梯移动速度最

44、慢的另一个原因就是需要耗费较大的体力。根据在三种情况下人员移动速度的分析得出：人员在安全疏散过程中，上楼梯过程可能会影响人员安全疏散的效果，甚至在公共聚集场所，过多的上行楼梯可能会延长人员安全疏散时间。因此，要重点考虑上行方向的人员疏散问题，提高上行方向疏散的安全标准。4.5 箱包大小对移动速度的影响程度在紧急情况下，乘客携带的行李大小也会影响人员移动速度，同时过多、过大的行李也可能会影响到整体疏散效果。通过统计得出：地铁乘客中，携带小件行李者，占30%；无行李者，占35.7%；分别有16.3%和18%携带大件行李和中包。携带小件行李者移动速度最快，为1.483 m/s，携带中包者移动速度最慢

45、，速度为1.306 m/s。小件行李和无行李的移动速度基本上相差不是很大，可以认为手提包等小件行李对人员移动速度没有多大影响；相反，超过10公斤的中、大件行李对移动速度有很大的影响。另外，在水平方向上，中包对移动速度的影响最为突出，可能是中包没有轮子较大包携带不方便。当然，中包对体力的消耗与其它几类相比也是最大的。基本情况如图4.7所示。图4.7 移动速度随行李大小变化关系根据以上结果做出结论:一般情况下，地铁等公共聚集场所人员移动速度受到自身携带行李的影响。大件的行李会直接影响到人员移动速度，携带小件行李移动速度与未携带者基本相等。北京地铁有30%的人员（携带小包行李者）移动速度不会受到携带

46、行李的影响，其移动速度与无行李者相差仅为0.03m/s。另外，34.3%乘客在紧急疏散情况下，可能会受到所携带行李的影响。因此，在发生火灾等紧急情况下，携带行李的大小可能会直接影响到人员安全疏散效果。在有关安全疏散的研究过程中，携带行李的大小，尤其是体积和质量都较大的行李，一定程度上会占用疏散空间，也会影响整体人流的疏散效率，必须纳入研究的范围之内。4.6 穿鞋情况对移动速度的影响程度在紧急情况下，人员穿鞋的情况对移动速度会产生较大的影响14，其中地铁等公共聚集场所女性可能会穿高跟鞋或者拖鞋等，会影响其疏散速度。由统计数据得出，地铁中有65.75%的人员穿平底鞋，穿高跟鞋和拖鞋的人员比例分别为

47、14.5%和19.8%。可能由于季节和乘客性别的原因，穿高跟鞋和拖鞋的人员达到了34.3%。选取水平方向上女性为研究对象，观察发现:一般情况下，穿高跟鞋的人员移动速度最慢，其速度为1.155 m/s，而穿平底鞋和拖鞋着移动速度相差不是很大，分别为1.338 m/s和1.354 m/s。将所得数据按照散点图统计如图4.8所示：图4.8 移动速度随穿鞋状况变化关系结果显示，穿高跟鞋者移动速度明显低于其余两者。另外，穿拖鞋者移动速度上下起伏很大，一般情况下穿拖鞋着的移动速度也会一定程度的受到影响。在夏季或者女性所占比例较大的地铁等这种公共聚集场所，对移动速度有影响的高跟鞋和拖鞋占到34.3%，有着很

48、大的比例。所以，在安全疏散模拟等情况下，人员特性的模拟一定要考虑穿鞋状况对疏散的影响因素。 4.7 群体关系与移动速度的相互关系亲属关系也是影响人员疏散的一个重要因素。许多火灾案例显示，在发生火灾的情况下，同一个家庭成员往往会聚在一起，甚至有时候会出现“返回”现象，将在疏散人流中形成逆流，严重影响疏散效率15。统计结果得出：在所选取的地铁录像中，有人陪同的人员比例占到了44.4%。在地铁乘客中，有人员陪同的将近一半，必须重视群体关系对疏散速度的影响因素。在一般情况下，群体关系也会影响个人和整体人流的移动速度。如3.4统计数据表明，独自行走的移动速度较有人陪伴的移动速度稍快。主要原因是：群体之间

49、在行走过程中，由于交谈、牵手和相互照应等其他原因而影响移动速度。5 结论5.1 主要结论本文基于我国在安全疏散模拟方面对一般人员特征数据的需要，从地铁录像入手，运用所获得数据资料，进过统计处理，分析一般情况下，年龄、性别等人员特性对移动速度的影响情况，并为疏散模拟程序提供原始数据资料和性能化防火设计提出建议。主要结论如下：（一）不同情况下移动速度统计数据表5.1 移动速度统计数据0-15岁15-30岁30-60岁60岁以上水平1.0961.2421.1841.151上楼梯0.7020.7380.7140.689下楼梯0.6930.8110.7840.683（二）影响移动速度的人员特性（1）人员

50、的年龄差异是影响人员移动速度的重要因素。通常青壮年的移动速度比老年人和儿童的移动速度要快。（2）一般情况下，性别的差异对移动速度的影响不是很明显。统计发现，整体男性移动速度稍大于女性，但在同一年龄段内，男女之间的移动速度往往趋于相近。另外，在发生火灾等紧急情况下，性别的不同，可能在体力和心理方面也有所不同，对安全疏散会产生不同的影响。（3）大件的行李会直接影响到人员移动速度，携带小件行李移动速度与未携带者基本相等。因此，在发生火灾等紧急情况下，携带行李的大小可能会直接影响到人员安全疏散效果。（4）穿高跟鞋者移动速度明显低于其余两者。另外，穿拖鞋者移动速度上下起伏很大，一定程度的也会影响移动速度

51、。所以，在安全疏散模拟等情况下，人员特性的模拟一定要考虑穿鞋状况对疏散的影响因素。（5）在一般情况下，群体关系也会影响个人和整体人流的移动速度。（三）影响移动速度的环境因素（1）人员在水平方向的移动速度最大，其次是下楼梯，上楼梯的移动速度为最小。因此，要重点考虑上行方向的人员疏散问题，提高上行方向疏散的安全标准。5.2 未来工作的展望地铁人员疏散基本参数的测定，对于研究地铁安全疏散是一个亟待解决的问题。本论文虽然以北京地铁为代表收集了有关人员疏散基本参数的相关数据，也提出了一些建议。限于时间和精力的限制，没有进一步的深入研究。未来的工作仍然很复杂，任务还很艰巨，但主要围绕以下几个方面展开：有关

52、统计数据的缺乏是人员安全疏散的“瓶颈”。在未来的工作中，将继续收集、调查有关人员特征的数据，尤其是注重其它公共聚集场所人员疏散资料的收集。将所得一般人员特征数据运用于模拟软件，进一步深入研究，在发生火灾等紧急情况下，人员的行为特征规律。参考文献1 胡忠日. 安全疏散研究的国内外动态和发展趋势J.消防科学与技术,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 田娟荣. 地铁火灾人员疏散的行为研究及危险性分析D. 广州:广州大学,2006.5 叶龙，李森. 安全行为学M. 北京:清华大学出版社；北京交通大学出版社, 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. 在性能化设计中综合考虑人的因素C消防安全工程工作组.国外建筑火灾人员安全疏散研究译文集,2001.8 徐高. 地铁车站人员疏散的计算机仿真研究J.现代隧道技术,2003,40 (2).9 理查德P,凯A. 行为统计学基础M. 王星,译.北京:中国人民大学出版社,2007.10 Henderson L F. The statistic of crowd fluid

55、sJ. Nature, 1971(229): 3812383111 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（工学版）2002,35(2):66-70.12 黄恒栋. 高层建筑火灾安全疏散中的人流集结、出口流出时间特性曲线J. 重庆建筑大学学报,1997 (1) :26 - 34.13 Daamen, W, Hoogendoorn. Experimental Research of Pedestrian Walking BehaviorJ. Washington DC: National Academy Press, 14 张培红,陈宝智. 火灾时人员疏散的

56、行为规律J.东北大学学报,2001,22(1).15 杨立中. 基于元胞自动机的火灾中人员逃生的模型J. 科学通报,2002,12(4):7-12. 附录A：地铁人员疏散基本参数原始数据表6.1 人员疏散基本参数原始统计数据年龄路程时间速度备注（上楼梯录像位置(m)(s)(m/s)箱包穿鞋陪同15-30岁男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岁男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岁女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中平年龄路程时间速度备注（下楼梯录像位置(m)(s)(m/s)箱包穿鞋陪同15-30岁女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岁以下男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岁以上男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岁女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小平有年龄路程时间速度备注（下楼梯录像位置(m)(s)(m/s)箱包穿鞋陪同15-30岁女12.4419.070.652333508小高M2U00219男12.4416.030.776044916平有女12.4416.030.776044916中平有女12.