Безопасность людей при пожаре / Kholshchevnikov - Naturniye nablyudeniya liudskikh potokov 2009

Глава 2. Методы натурных наблюдений движения людей в потоке

потоков могут оказывать влияние также и специфические особенности зданий различного назначения, то эти участки выбирались в самых разнообразных зданиях:

–театры, кинотеатры, клубы, концертные залы, цирки, дома культуры, стадионы – 2084 замера;

–школы, техникумы, вузы – 1257 замеров;

–заводы, фабрики – 1059 замеров;

–рынки, крупные магазины, учреждения питания – 890 замеров;

–вокзалы, пристани, станции метрополитена и трамвая – 748 заме-

ров.

Из общего числа 6038 замеров, на измерение пропускной способности приходилось 2303, скорости потока при движении по горизонтальным путям – 2804, по лестнице вниз – 420, по лестнице вверх – 363 замера при одновременных измерениях соответствующих значений плотности потока. (При этом было произведено и 148 измерений площади горизонтальной проекции людей). Наблюдения (1948–1950 гг.) проводились в зданиях крупных городов страны, находящихся в различных природноклиматических регионах (Москва, Санкт-Петербург, Нижний Новгород, Екатеринбург, Новосибирск, Харьков, Баку, Тбилиси, Ташкент, Киев, Львов, Донецк, Одесса, Челябинск). В этих городах наблюдения проводили наиболее квалифицированные сотрудники местных органов пожарной охраны. До сегодняшнего дня это самое массовое обследование, проведенное визуальным методом.

В общей сложности было проведено 8055 обследований, в которых приняли участие 164 наблюдателя. Эти исследования показали не только трудоёмкость проведения достаточно большого объема натурных наблюдений визуальным методом, но и на необходимость внимательного контроля соблюдения, казалось бы, простейшей техники их выполнения, которая состоит в следующем.

Для измерения скорости движения людского потока при определенной его плотности выбирается интересующий наблюдателя эвакуационный путь, имеющий на достаточно большом протяжении одинаковую ширину. В пределах этого пути намечается участок наблюдения. Замеряется его ширина b, м. Затем выбирается удобное для размещения наблюдателя место (черный квадрат на схемах рис. 2.1–2.3). От этого места в сторону, откуда должен двигаться поток людей, отмеряется произвольное (5–8 м), но четко выраженное расстояние l, м, например, до ка- кого-либо объекта (окно, пилястра, картина на стене и т. п.), хорошо видимого наблюдателю.

23

Натурные наблюдения людских потоков

	l
b	b
l
	b0
b0
Схема 1	Схема 2
b2
	l
	l
b1
b0	b0
Схема 3	Схема 4
l	b2
b	l
b0	b1
	b0
Схема 5	Схема 6

l	b1
	l1
b0
Схема 7	Схема 8

Рис. 2.1. Схемы движения людских потоков через проемы

24

Глава 2. Методы натурных наблюдений движения людей в потоке

b1 b2

l1

l2

Схема 9

b1

l1

b2 l2

Схема 11

b2

l2

b1

b3

l1 l3

Схема 13

l2 b2

b1

l1

b4 l4

b1 b2

l2

l1

Схема 10 l1

b1

b2

l2

Схема 12

b2 l2

b1

l1

b3 l3

Схема 14

b3

l3

Схема 15

Рис. 2.2. Схемы движения при изменении ширины участка, направления движения и расчленения людских потоков

25

Натурные наблюдения людских потоков

b2

l2

b1 b3

l1 l3

Схема 16

b2 l2

b1

l1

b4

Схема 18

b1

l1

Схема 20

b3

l3

l4

l1

b1

l1

Схема 22

b2

b1

l1

b3

Схема 17

l1

Схема 19 l1

l1

Схема 21

l2

l3

b1

Рис. 2.3. Схемы движения при слиянии и пересечении границы смежных участков путей

26

Глава 2. Методы натурных наблюдений движения людей в потоке

За несколько минут до начала движения людей наблюдатель занимает свое место. Во время движения потока он выбирает в потоке заметного (по росту или одежде) человека. В момент, когда выбранный человек достигает границы начала опытного участка на расстоянии l, наблюдатель включает секундомер и начинает подсчет количества N людей, проходящих мимо него. Подсчет продолжается до того момента, пока заметный человек достигает конца опытного участка – места расположения наблюдателя. В этот момент секундомер выключается, и подсчет проходящих мимо наблюдателя участников потока прекращается. На этом заканчивается процедура одного замера. Затем выбирается новый заметный человек и начинается процедура следующего замера.

В результате каждой процедуры в распоряжении исследователей оказываются значения:

–ширина участка b, м;

–его длина l, м;

–число человек N, прошедших мимо наблюдателя за фиксированный промежуток времени t, с.

По этим значениям рассчитываются соответствующие замеру значения плотности потока D и скорости V его движения

D =		N			2
				, чел./м ;		(2.1)
		bl
V =	60l				, м/мин.	(2.2)
		t

При производстве наблюдений в простых случаях замеры выполняются одним наблюдателем (схемы 1–8, 19–22), на наиболее сложных участках эвакуационного пути (резкие изменения направлений и ширины пути, разветвления и слияния потоков) замеры производятся уже не одним, а двумя (схемы 9–12), тремя (схемы 13, 14, 16, 17) или четырьмя (схемы 15, 18) наблюдателями. Обязательным условием является одновременное производство замеров всеми наблюдателями группы.

При определении скорости движения на лестницах (схемы 21, 22) длина пути l измеряется по истинной длине марша, а не по его горизонтальной проекции.

При подсчете пропускной способности дверного проема и сужения пути так же, как и при определении скорости, одновременно рассчитывается и соответствующая плотность людского потока. В этом случае для наблюдения выбирается участок пути, заканчивающийся исследуемым сужением. Сразу же замеряются ширина проёма bп и ширина подводящего к нему горизонтального участка bг. Место для наблюдателя всегда должно

27

Натурные наблюдения людских потоков

находиться около проёма. От него в сторону, противоположную направлению движения людского потока, как и при измерениях скорости, отмеряется ярко выраженное расстояние. Опять в потоке выбирается заметный человек и в момент достижения им участка наблюдения исследователь включает секундомер и начинает подсчет людей, проходящих через проём. Подсчёт прекращается и секундомер выключается, когда выбранный человек достигает проема. Пропускная способность дверного проема Qп, равная количеству людей, проходящих через него в единицу времени (например, в минуту), определяется по формуле

	Qп =	60N	, чел./мин.	(2.3)
		t

При измерениях пропускной способности на сложных участках эвакуационных путей (схемы 3–6), когда к проему одновременно двигаются несколько потоков с разных сторон, техника замеров остается прежней, с той лишь разницей, что в этом случае измеряется ширина всех участков пути, подводящих к исследуемому проему.

В исполнении разных исследователей эта простейшая техника замеров имеет некоторые модификации. Например, вместо выбора заметного человека из потока в поток включается второй наблюдатель, который старается двигаться со скоростью окружающих его людей. Этот наблюдатель фиксирует время своего движения от начала участка наблюдения до его конечной границы. На этой границе стоит другой наблюдатель, который, включив секундомер, одновременно с наблюдателем в потоке считает число людей, прошедших мимо него до момента подхода наблюдателя в потоке. Для того чтобы не было сбоев в счете, когда он ведется наблюдателем «про себя», можно вести счет вслух и записывать его на диктофон. Чтобы не происходило сбоев в счете людей или фиксации времени их движения одним и тем же наблюдателем, эти операции поручаются двум разным наблюдателям (счётчику и хронометристу). Все перечисленные модификации диктуются стремлением повысить точность получаемых результатов.

Разделение функций счётчиков и хронометристов особенно четко было осуществлено при проведении экспериментов на специально построенном манеже. Эксперимент проводился в 1972–1973 гг. под руководством В. А. Копылова [15] для исследования трудно наблюдаемых в натуре аспектов движения людских потоков при высоких плотностях. Состав экспериментальных потоков формировался слушателями Высшей инженерной пожарно-технической школы МВД СССР и служащими частей пожарных подразделений. Общий вид трансформируемого манежа показан на рис. 2.4.

28

Глава 2. Методы натурных наблюдений движения людей в потоке

Рис. 2.4. Трансформируемый манеж для проведения экспериментов

Он собирался из 14 дощатых щитов ограждения. За счет перестановки щитов достигалась возможность изменения ширины проходов и проемов от 0,8 до 3,0 м с градацией через 0,2 м. Наблюдения проводились одновременно визуально и при помощи кинофотосъемки.

На рис. 2.5 приведена схема расстановки наблюдателей и кинофотоаппаратуры при одном из вариантов трансформации манежа.

При визуальном определении параметров движения на каждом участке (крыле) манежа размещалось по два наблюдателя (хронометристы – 1, 3, 5 и счетчики – 2, 4, 6). Для облегчения работы наблюдателей на щиты ограждения манежа были нанесены яркой краской полосы, означающие длину пути 1, 2, 3, 4, 5, 6 м. По команде руководителя эксперимента: «Начать движение!» хронометристы 1, 3, 5 давали сигнал счетчикам 2, 4, 6 начать подсчет проходящих людей через условные плоскости 1–1, 2–2, 3–3 и включали секундомеры. Наблюдения за пропускной способностью проема осуществляли хронометрист 7 и счетчик 8, которые подсчитывали количество людей, прошедших через дверной проем за каждые 10 с. Схемы и размеры фрагментов эвакуационных путей, промоделированных при помощи трансформируемого манежа, представлены на рис. 2.6.

29

Натурные наблюдения людских потоков

b3

	3	В	В
	4		5	6
А				С
b1				b2
А				С
1	2		7
		b0	8	Кинокамера

Рис. 2.5. Схема расстановки наблюдателей и кинофотоаппаратуры припроведенииэксперимента наманеже:

1, 3, 5, 7 – места расположения хронометристов; 2, 4, 6, 8 – места расположения счётчиков; А–А, В–В, С–С – контрольные сечения пути

Опыт использования визуального метода показал, что он предельно прост, но имеет существенные недостатки:

–зависимость точности замеров параметров людских потоков от подготовленности и субъективных качеств наблюдателя;

–необходимость участия большого количества наблюдателей для получения достаточно представительной совокупности эмпирических данных;

–трудность определения непосредственно в ходе довольно скоротеч-

ных наблюдений точного количества людей на опытных участках при их большой ширине или плотностях потока на них более 6 чел./м2;

–невозможность зафиксировать и провести анализ кинематики движения потока: последовательных изменений местоположения людей в процессе движения, соответствующих изменений плотности потоков на площади участков, особенностей прохождения проемов при высоких плотностях и индивидуальных реакций людей на происходящие изменения ситуации.

30

Глава 2. Методы натурных наблюдений движения людей в потоке

					а
	1				2
	δ1			δ2	δ1			δ0
	1) δп = 0,8 м 2) δп		= 1,2 м 3) δп = 2,4 м		4)	δп = 1,2 м; 2,4 м; 4,8 м; δ0 = 0,8 м
					5)	δп = 2,4 м;	δ0 = 1,2 м	12 м
	Lп = 9 м	Lп	= 9 м	Lп = 9 м
					6)	δп = 2,4 м;	δ0 = 1,6 м
			L		7)	δп = 2,8 м;	δ0 = 0,7 м
					8)	δп = 2,8 м;	δ0 = 1,4 м
	3			L	4	δ2		δ1
	9) δп = 10,0 м;		δ0 = 0,8 м; L = 12 м				δ0
			δ3		10) δ1 = δ2 = 1,2 м; L1 = L2 = 6 м
		L		L	11) δ1 = δ2 = 2,4 м; δ0 = 1,2 м;			L1 = L2 = 6 м
	5				6
	δ1			δ2	d			C
					14) Lм = 1,8 м; 1,2 м; Вст = 0,3 м; Rст = 0,15 м;
			δ0			С = 1,5 м;	d = 2,4 м; 2,6 м; N = 11 ст.

12)δ1 = δ2 = δ3 = 1,2 м; δ0 = 0,8 м; L1 = L2 = L3 = 6 м

13)δ1 = δ2 = 2,4; δ3 = 1,2 м; δ0 = 0,8 м; L1 = L2 = L3 = 6 м

б

Рис. 2.6. Экспериментальные исследования людских потоков:

а– схема трансформирующегося манежа; б – планировочные схемы:

1– горизонтальныйучастокпутибезсужения; 2 – горизонтальныйучастокпутиссужением; 3 – горизонтальный участок пути со свободным формированием людского потока у входа;

4 – горизонтальный участок пути при движении двух сливающихся потоков; 5 – то же, при движении трех сливающихся потоков; 6 – двухмаршевая лестница

31

Натурные наблюдения людских потоков

Очевидно, что отмеченные недостатки в значительной мере устраняются, если процесс движения людского потока можно было бы зафиксировать на киноили видеопленку или какой-то другой носитель и затем проанализировать в камеральных условиях.

2.2. Методы кинофотосъёмки и видеонаблюдений

Сегодня может быть удивительно, что методика кинофотосъемки натурных наблюдений людских потоков появилась лишь в 1962 г. [16]. Но стоит учитывать технические и финансовые возможности исследований того времени. Так, постоянно используемая в последующих наблюдениях 35-мм кинокамера «Конвас-автомат» появилась в МИСИ лишь в 60-е гг. Надежность же применения фотоаппаратов для съемки всегда была сопряжена с очевидными трудностями точного контроля интервалов времени, с, между отдельными снимками. Интересно заметить, что и за рубежом (например, в Японии [17] и в Великобритании [18]) в 50-е гг. прошлого столетия зависимости между параметрами людских потоков были построены по эмпирическим данным, полученным визуальными методами. Но методика их проведения остается для нас неизвестной до сих пор.

Метод видеонаблюдения был впервые применен в 1988 г. при исследованиях людских потоков на станциях и пересадочных узлах метрополитена [19] с использованием стационарных систем телевизионного контроля и переносных телевизионных камер. Система телевизионного контроля состоит из телевизионной камеры наблюдения, которая транслирует изображение на монитор, и пульта оператора, при подключении к которому видеомагнитофона изображение записывается на видеокассету. Видеокассеты затем могут быть просмотрены в камеральных условиях, где изображение с них проецируется на экран телевизора или на специальный экран большого размера.

Для проведения натурных наблюдений при помощи фото-, киноили телесъемки (видеонаблюдения) выбирается нужный участок коммуникационного пути и составляется чертеж с указанием всех необходимых размеров его плана. При этом на плане фиксируется и положение всех характерных элементов и точек участка, которые на снимке можно будет использовать как ориентирующие точки. Кино-, фотоили телевизионную камеру рекомендуется устанавливать так, чтобы оптическая ось аппарата была вертикальна к плоскости снимаемого участка (предметная плоскость). Тогда на снимке получается геометрически неискаженный, уменьшенный в определенном масштабе план участка. Для контроля на пол участка может наноситься опорная сетка (наиболее удобный размер 1×1 м).

32