1、人員應(yīng)急疏散安全是公共安全的一個重要環(huán)節(jié)

??? 就普遍意義而言，奧運 會前后，北京市在短期內(nèi)增加幾百萬流動人口，機(jī)場、車站、地鐵等交通樞紐的人員密度可能空前增大，人員組成復(fù)雜，幾乎所有人員對周圍環(huán)境都不熟悉，給緊急情況下的人員應(yīng)急安全疏散造成很在壓力；而在奧運期間，大型場館人員高度密集，許多場館的容量都在10萬人以上，由于場館結(jié)構(gòu)復(fù)雜，出口有限，觀眾對場館內(nèi)外的環(huán)境都不熟悉，很難保證在要求的時間內(nèi)(如10min)將場館內(nèi)的人員疏散完畢。
??? 從目前的國際形式來看，自9·11事件以來，國際上普遍對人員密集公共場所的應(yīng)急疏散安全性能十分重視。2003年美國和加拿大發(fā)生的大規(guī)模停電事件以及英國倫敦地鐵的停電事件，更加深了全社會對公共場所的應(yīng)急疏散安全性能重要性的認(rèn)識。
??? 從我國和北京市的具體情況來看，國內(nèi)目前還沒有頒布和執(zhí)行專門針對大型非常規(guī)建筑(如奧運場館)的性能化設(shè)計法規(guī)，沒有推選制度化的疏散演習(xí)，公眾沒有接受經(jīng)常性的培訓(xùn)和演習(xí)，因而普遍缺乏應(yīng)急疏散常識。由于許多發(fā)達(dá)國家長期以來便十分重視應(yīng)急疏散宣傳教育，要求定期進(jìn)行疏散演習(xí)，所以公眾對于如何應(yīng)對緊急情況都有相當(dāng)程度的知識。正是由于公眾在這方面的素質(zhì)比較高，所以無論是在9·11事件、美國和加拿大大規(guī)模停電事件以及英國倫敦地鐵的停電事件中，都沒有因為人員恐慌、擁擠踐踏而造成額外的人員傷亡。而在我們國家，民眾在這方面的素質(zhì)與發(fā)達(dá)國家有很大差距。90年代，在唐山西林百貨大樓火災(zāi)中，雖然火災(zāi)發(fā)生在白天，但由于人員過度恐慌，相互爭搶樓梯致使樓梯扶手跨塌而造成了不必要的人員傷亡。2004年正月十五晚上，在密云縣舉辦的元宵燈會上，因游客暴增，過度擁擠，發(fā)生了擠死37人、傷15人的慘劇。不難想象，若在我國發(fā)生類似的大規(guī)模停電事件，很可能會因為人員過度恐慌和相互擁擠造成重大人員傷亡。另外，就北京奧運公園和其他場館所處的環(huán)境來看，周圍建筑林立，交通人流繁忙，沒有足夠的空曠地帶，短時間內(nèi)從各場館涌出的人流可能無法很快疏散出去，而只能滯留在場館周圍，結(jié)果一方由于大規(guī)模人群在場館周圍的積聚而造成新的安全隱患。
??? 以上三方面決定了北京公共場所及至奧運會在確保人員疏散方面將面臨空前的壓力和挑戰(zhàn)，人員應(yīng)急疏散安全已經(jīng)成為公共安全首先應(yīng)該考慮的環(huán)節(jié)。

2、計算機(jī)模擬技術(shù)是提高人員疏散安全水平的有效的技術(shù)手段

??? 要從根本上提高大型公共場所和奧運場館一疏散性能，確保緊急情況下人員能夠安全疏散，只有在設(shè)計階段優(yōu)化人員疏散系統(tǒng)設(shè)計方案，在平時加強(qiáng)科學(xué)管理，并且制定有量化指標(biāo)易于操作的應(yīng)急預(yù)案，而一旦發(fā)生緊急情況，能夠及時進(jìn)行有效組織疏導(dǎo)。所有這些都需要對建筑物的人員疏散安全性能進(jìn)行定量分析。要定量分析公共場所或奧運場館的應(yīng)急疏散安全性能，只有兩種方法：一種是大規(guī)模的實地疏散演習(xí)，另一種是計算機(jī)模擬。由于(1)無法集中數(shù)萬人均布于某個公共場所內(nèi)專門進(jìn)行疏散演習(xí)，同時對所有人的相關(guān)屬性和疏散軌跡進(jìn)行跟蹤記錄；(2)人的行為具有很大的隨機(jī)性，即使同樣的人群在同一場景中，其前后兩次的疏散行為也會有許多差別，所以需要多次重復(fù) ，才能得到有意義的結(jié)果；(3)在實地演習(xí)中，難以對疏散場景進(jìn)行精確設(shè)定和改變，難以全面考察人們在所有可能發(fā)生的疏散場景中的疏散狀況；所以從財力、人力和實際可操作性等各個角度考慮，第一種方法并不可取。相反，第二種方法則因是在計算機(jī)上進(jìn)行各種場景下的疏散狀況模擬，可以精確地定義并根據(jù)需要隨時改變各種因素，因而可以很好地全面反映建筑物的應(yīng)急疏散安全性能。大規(guī)模的實地疏散演習(xí)從可行性和經(jīng)濟(jì)性等多方面考慮都是不可取的，人員疏散計算機(jī)模擬技術(shù)才是解決上述問題的唯一有效的科技手段。

3、發(fā)達(dá)國家通行的做法

??? 許多發(fā)達(dá)國家，象英國(1985年)、新西蘭(1992年)、日本(1996年)和美國等，一般有處方式(prescriptive)和性能化(performance-based)兩套設(shè)計規(guī)范，對大型非常規(guī)建筑，一般按性能化規(guī)范進(jìn)行設(shè)計。按照性能化設(shè)計規(guī)范的要求，在設(shè)計階段就要應(yīng)用人員疏散計算機(jī)模擬軟件對設(shè)計方案進(jìn)行模擬評價，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行優(yōu)選改進(jìn)，從而在設(shè)計階段杜絕了人員疏散系統(tǒng)存在較大先天缺陷的可能性，從根本上保證了建筑物的安全疏散性能。另外在對現(xiàn)有大型非常規(guī)建筑進(jìn)行疏散安全評估以及制訂應(yīng)急預(yù)案時，人員疏散模擬也是有關(guān)技術(shù)人員普遍應(yīng)用的技術(shù)手段。國外有若干大型咨詢公司專門從事這方面的技術(shù)咨詢服務(wù)，一些實力雄厚的公司甚至開發(fā)了自己的人員疏散模型，如前面已經(jīng)提到的美國RJA公司和英國AEA公司。所以，在這些國家，他們在建筑設(shè)計及為其制訂應(yīng)急預(yù)案時，按照其現(xiàn)行的做法如法炮制便基本可以了。在我們國家，目前恰恰是因為缺乏成熟的人員疏散計算機(jī)模擬技術(shù)和軟件，沒有實施性能化設(shè)計規(guī)范，所以不得不在如何確保公共場所及奧運相關(guān)的大型建筑疏散安全性能方面大費周章。

4、國內(nèi)的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀

??? 受多方面因素制約，國內(nèi)在人員疏散計算機(jī)模擬技術(shù)方面的研究明顯落后于發(fā)達(dá)國家。目前尚沒有比較成熟的模型和軟件，因而更談不上很有影響的工程應(yīng)用范例。
??? 國內(nèi)目前從事人員疏散計算機(jī)模擬研究的高校和研究機(jī)構(gòu)主要有：
??? 香港城市大學(xué)和武漢大學(xué)使合作，建立了一個基于局部細(xì)網(wǎng)格和個體描述的過程模擬模型——SGEM；
??? 東北大學(xué)近十年來一直在進(jìn)行人員疏散群集行為規(guī)律模擬研究，已經(jīng)發(fā)表了很多文章；
??? 中國建筑科學(xué)研究院建立了一個地下商業(yè)街人員疏散模型，屬于粗網(wǎng)格群體描述的最優(yōu)化模型；
??? 公安部天津消防所建立了一個地下商場人員疏散模型，也屬于粗網(wǎng)格群體描述的最優(yōu)化模型；
??? 公安部天津消防研究所牽頭，由國內(nèi)幾家研究機(jī)構(gòu)合作，目前正承擔(dān)十五攻關(guān)課題——建筑物消防性能化設(shè)計導(dǎo)則研究，實則是為將來制訂我國的性能化規(guī)范進(jìn)行預(yù)研；
??? 中國科技大學(xué)火災(zāi)科學(xué)國家重點實驗室也建立了一個人員疏散模型，因為目前沒有詳細(xì)介紹該模型的文章，無法了解其對幾何究竟、人群和行為的具體描述方法，從現(xiàn)有資料看應(yīng)該屬于基于細(xì)網(wǎng)絡(luò)和個體描述的過程模擬模型。
??? 北京城市有毒有害易燃易爆危險源控制技術(shù)研究中心結(jié)合所承擔(dān)的多項科研項目，先后與中國科技大學(xué)火災(zāi)科學(xué)國家重點實驗室和英國格林威治大學(xué)火災(zāi)安全工程研究室合作，對應(yīng)用人員疏散計算機(jī)模擬技術(shù)定量評價人員密集的城市典型公共場所的方法進(jìn)行了研究和嘗試。
??? 在工程應(yīng)用方面，盡管目前已經(jīng)少數(shù)建筑在設(shè)計過程中不同程度地使用了性能化設(shè)計的理念和方法，但到目前為止真正在設(shè)計階段應(yīng)用人員疏散計算機(jī)模擬技術(shù)幫助校核設(shè)計方案的寥寥無幾。
??? 2002年中國科技大學(xué)火災(zāi)科學(xué)國家重點實驗室針對濟(jì)南遙墻機(jī)場的設(shè)計方案進(jìn)行了人員疏散計算機(jī)模擬。火災(zāi)實驗室在進(jìn)行詳細(xì)危險源辨析的基礎(chǔ)上，針對潛在的火災(zāi)場景進(jìn)行了模擬，然后針對潛在的人員疏散場景進(jìn)行了人員疏散模擬。在人員疏散模擬過程并沒有詳細(xì)考慮火災(zāi)發(fā)生和發(fā)展的動態(tài)影響，只是將火災(zāi)允許人們安全疏散的時間和人員安全疏散所需要的時間進(jìn)行了對比分析。
??? 同樣在2002年，北京城市有毒有害易燃易爆危險源控制技術(shù)研究中心與中國科技大學(xué)火災(zāi)科學(xué)國家重點實驗室合作，對西單文化廣場最典型的火災(zāi)場景進(jìn)行了模擬，得到了這些場景下 火災(zāi)煙氣蔓延和溫度分布的動態(tài)變化規(guī)律；在此基礎(chǔ)上，利用人員疏散模型對其典型客流量和人員分布下的人員疏散情況進(jìn)行了計算機(jī)模擬，并把人員安全疏散所需要的時間與各種火災(zāi)情形下可供人員安全疏散的時間進(jìn)行了對比，得到了若干有用的結(jié)論。
??? 2003年，北京城市有毒有害易燃易爆危險源控制技術(shù)研究中心進(jìn)行了王府井步行街人員疏散計算機(jī)模擬研究。在研究過程中，首先對可能影響人員疏散的各種因素的獨立影響逐一進(jìn)行了計算機(jī)模擬，評價其對步行街人員疏散的影響程度，確定了其最佳模化方法。在此基礎(chǔ)上，在同一場景中合理選取和表達(dá)了所有必要和可能的影響因素，模擬評價不同影響因素對整個疏散過程的綜合影響，最終得到了對反映步行街的人員應(yīng)急疏散安全性能、揭示其可能存在或發(fā)生的各種問題以及改進(jìn)日常管理和應(yīng)急預(yù)案有直接作用的若干結(jié)論。