Методики

Упрощенная аналитическая модель движения людского потока (определение расчетного времени эвакуации людей из помещений и зданий по расчету времени движения одного или нескольких людских потоков через эвакуационные выходы от наиболее удаленных мест размещения людей)

С изменениями и дополнениями от:

Расчетное время эвакуации людей из помещений и зданий устанавливается по расчету времени движения одного или нескольких людских потоков через эвакуационные выходы от наиболее удаленных мест размещения людей.

При расчете весь путь движения людского потока подразделяется на участки (проход, коридор, дверной проем, лестничный марш, тамбур) длиной и шириной . Начальными участками являются проходы между рабочими местами, оборудованием, рядами кресел и т.п.

При определении расчетного времени эвакуации людей длину и ширину каждого участка пути эвакуации для проектируемых зданий принимают по проекту, а для построенных - по фактическому положению. Длину пути по лестничным маршам, а также по пандусам измеряют по длине марша. Длину пути в дверном проеме принимают равной нулю. Проем, расположенный в стене толщиной более 0,7 м, а также тамбур следует считать самостоятельными участками горизонтального пути, имеющими конечную длину .

Расчетное время эвакуации людей следует определять как сумму времени движения людского потока по отдельным участкам пути по формуле:

, (П2.1)

где - время движения людского потока на первом (начальном) участке, мин;

Время движения людского потока на каждом из следующих после первого участка пути, мин.

Время движения людского потока по первому участку пути , мин, рассчитывают по формуле:

где - длина первого участка пути, м;

Скорость движения людского потока по горизонтальному пути на первом участке, м/мин (определяется по таблице П2.1 в зависимости от плотности D).

Плотность однородного людского потока на первом участке пути рассчитывают по формуле:

где - число людей на первом участке, чел.;

f - средняя площадь горизонтальной проекции человека, . принимаемая в соответствии с пунктами 4 , приложения N 5 к настоящей Методике;

Ширина первого участка пути, м.

Скорость движения людского потока на участках пути, следующих после первого, принимают по таблице П2.1 в зависимости от интенсивности движения людского потока по каждому из этих участков пути, которую вычисляют для всех участков пути, в том числе и для дверных проемов, по формуле:

, (П2.4)

где , - ширина рассматриваемого i-го и предшествующего ему участка пути, м;

Интенсивности движения людского потока по рассматриваемому i-му и предшествующему участкам пути, м/мин (интенсивность движения людского потока на первом участке пути определяется по таблице П2.1 по значению , установленному по формуле (П2.3)).

Если значение , определяемое по формуле (П2.4) , меньше или равно , то время движения по участку пути , мин, равно:

при этом значения , м/мин следует принимать равными:

16,5 - для горизонтальных путей;

19,6 - для дверных проемов;

16,0 - для лестницы вниз;

11,0 - для лестницы вверх.

Если значение , определенное по формуле (П2.4) , больше то ширину данного участка пути следует увеличивать на такое значение, при котором соблюдается условие:

При невозможности выполнения условия (П2.6) интенсивность и скорость движения людского потока по участку i определяют по таблице П2.1 при значении D = 0,9 и более. При этом следует учитывать время задержки движения людей из-за образовавшегося их скопления.

Таблица П2.1

Интенсивность и скорость движения людского потока на разных участках путей эвакуации в зависимости от плотности

Плотность потока D,	Горизонтальный путь		Дверной проем, интенсивность q, м/мин	Лестница вниз		Лестница вверх
	Скорость	Интенсивность q, м/мин		Скорость	Интенсивность q, м/мин	Скорость	Интенсивность q, м/мин

Двигающиеся в одном направлении люди образуют людской поток, характеризующийся

плотностью потока D

скоростью движения V

интенсивностью движения q

пропускной способностью участка пути Q

Плотность потока D

Плотность людского потока составляет количество человек N, размещающихся на

единице площади эвакуационного пути F:

При эвакуации взрослых людей плотность может составлять 10 – 12 чел./м2; при

эвакуации школьников 20 - 25 чел./ м2.

Для расчета эвакуации использовалась также безразмерная характеристика плотности,

которая определяется как отношение площади проекции, занимаемой эвакуирующимися, к площади эвакуационного пути:

где d, l – соответственно ширина и длина участка эвакуационного пути;

f - средняя площадь горизонтальной проекции человека, которая

составляет:

для взрослого человека в одежде 0,125 м2/чел.,

для взрослого в домашней одежде – 0,1 м2/чел.,

для подростка – 0, 07 м2/чел.

Интенсивность движения q

Интенсивность движения людского потока q характеризует количество людей,

проходящих через 1 м ширины эвакуационного пути за 1 мин.

В связи с тем, что в данном случае количество людей выражается не в чел., а в м2

(вместо N применяется выражение N f), размерность интенсивности следующая:

[q] = м2/м мин. = м / мин.

Пропускная способность участка пути Q

Пропускная способность участка пути характеризует количество людей, которое он способен пропустить в единицу времени. Пропускная способность участка пути в м2/мин определяется как произведение интенсивности движения q на ширину участка d:

Используя понятие пропускной способности участка пути, можно получить формулы для расчета интенсивности движения и времени задержки движения при слиянии людских потоков.

При слиянии нескольких людских потоков:

При беспрепятственном движении должно соблюдаться условие: Qi = ΣQi-1

Задержка движения людей в начале i-го участка наблюдается при Qi ≤ Qi-1

42.Состав людского потока по мобильности образующих его людей. Группы м обильности населения и их влияние на параметры движения людского потока.

43.Закономерности движений людских потоков по коммуникационным путям.

44. Расчетное (фактическое) и необходимое (допустимое) время эвакуации. Протяженность путей эвакуации. Нормирование

Расчет необходимого времени эвакуации

Необходимое время эвакуации – время по истечении которого при пожаре на уровне рабочей зоны появляются опасные для жизни и здоровья людей факторы пожара.

Для определения необходимого времени эвакуации надо знать критические

значения опасных факторов пожара и, кроме того, уметь определять время появления этих значений при пожаре.

К числу опасных факторов пожара относится:

· повышенная температура среды,

· лучистые потоки,

· токсичные продукты горения,

· потеря видимости вследствие задымления

Расчет фактического времени эвакуации

Перед тем, как выполнять расчет, необходимо:

1. весь путь эвакуации людей; разделить на отдельные расчетные участки пути

2. за начальный участок пути принимается проход между рабочими местами,

оборудованием, рядами кресел и т.п., наиболее удаленный от эвакуационного выхода;

3. при определении границ последующих участков на пути движения к

эвакуационному выходу исходят из того, что в пределах расчетного участка пути не должна изменяться ширина пути и не должно быть слияния потоков. Только при таких условиях можно принимать интенсивность и скорость движения постоянными по всей длине участка.

При таком подходе участками пути являются: проходы, коридоры, дверные

проемы, лестничные марши, тамбуры и т.д.

По проекту или в натуре определяются размеры каждого участка (ширина и длина) по их истинному значению. (Например, ширина дверного проема определяется за вычетом дверной коробки и выступающих частей двери, если они имеются. Ширина коридора при открывании дверей в сторону коридора (а так чаще всего и бывает) принимается с учетом того, что открытые двери фактически уменьшают ширину эвакуационного пути. При одностороннем расположении дверей ширина коридора уменьшается на половину ширины двери, а при двухстороннем – на ширину двери)

Длина пути в проеме принимается равной нулю, если толщина стены, в которой размещен проем менее 0,7 м.

Длина пути по лестнице определяется как суммарная длина ее маршей и площадок и может быть принята равной утроенной разности отметок между входом на лестницу и выходом из нее.

Методика расчета времени эвакуации заключается в следующем.

Расчетное время эвакуации определяется как сумма времен движения людского потока по отдельным участкам от наиболее удаленных рабочих мест размещению людей до эвакуационного выхода.

Время движения людского потока на отдельных участках пути определяется по формуле τ1 = l 1 /v 1

Величина скорости движения людей на первом участке пути определяется по

таблицам или графику в зависимости от вида пути и плотности людского потока.

На последующих участках скорость определяется по тем же таблицам или графику в зависимости от интенсивности движения, которая определяется по формулам в зависимости от характера слияния потоков (или отсутствия слияния).

Кроме этого в соответствии с реальной планировкой здания необходимо оценить загруженность выходов при эвакуации и рассчитать время эвакуации по наиболее загруженному эвакуационному выходу.

45-48 (Нуллаев)

45. Эвакуационные выходы и пути, время эвакуации, протяженность путей эвакуации, количество и размеры эвакуационных выходов.

Выходы являются эвакуационными, если они ведут:

а) из помещений первого этажа наружу:

Непосредственно;

Через коридор;

Через вестибюль (фойе);

Через лестничную клетку (ЛК);

Через коридор и вестибюль (фойе);

Через коридор и ЛК;

б) из помещений любого этажа, кроме первого:

Непосредственно в ЛК или на лестницу 3-го типа;

В коридор, ведущий в ЛК или на лестницу 3-го типа;

В холл (фойе), имеющий выход непосредственно в ЛК или на лестницу 3-го

в) в соседнее помещение (кроме помещения класса Ф5 категории А или Б) на том

же этаже, обеспеченное выходами, указанными в п.п. «а» и «б».

Нормируемые параметры эвакуационных выходов

минимальное расстояние между выходами:

п.6.15* СНиП 21-01-97* При наличии двух эвакуационных выходов и более они

должны быть расположены рассредоточено (за исключением выходов из коридоров в

незадымляемые ЛК). Минимальное расстояние L, м между наиболее удаленными один от

другого эвакуационными выходами следует определять по формулам:

из помещения L ≥ 1,5 √P/ (n – 1)

из коридора L ≥ 0,33 D/ (n – 1)

где P – периметр помещения, м;

n – число эвакуационных выходов;

D – длина коридора, м.

При наличии двух и более эвакуационных выходов общая пропускная

способность всех выходов, кроме каждого одного из них, должна обеспечить

безопасную эвакуацию всех людей, находящихся в помещении, на этаже или в

расстояние по коридору от двери наиболее удаленного помещения до ближайшего

выхода наружу или в ЛК (для производственных зданий п.6.9, табл.2 СНиП 31-03-2001);

высота эвакуационных выходов в свету (не менее 1,9 м);

ширина эвакуационных выходов в свету:

1,2 м – из помещений класса Ф1.1 при числе эвакуирующихся более 15 чел., из

помещений и зданий других классов функциональной пожарной опасности, за

исключением класса Ф1.3 (многоквартирные жилые дома) – 50 чел.;

0,8 м – во всех остальных случаях.

Для производственных зданий (п.6.10 СНиП 31-03-2001) ширину эвакуационного

выхода (двери) из помещений следует принимать в зависимости от общего количества

людей, эвакуирующихся через этот выход, и количества людей на 1 м ширины выхода

(двери), установленного в таблице 3, но не менее 0,9 м при наличии в числе работающих

инвалидов с нарушениями опорно-двигательного аппарата. Ширину эвакуационного

(двери) из коридора наружу или в ЛК … по табл.4.

направление открывания дверей на путях эвакуации;

Двери эвакуационных выходов и другие двери на путях эвакуации должны

открываться по направлению выхода из здания.

Не нормируется направление открывания дверей для: помещений классов одно-

и многоквартирные жилые дома; помещений с одновременным пребыванием не более 15

чел., кроме помещений категорий А и Б; кладовых площадью не более 200 м2 без

постоянных рабочих мест; санитарных узлов; выхода на площадки лестниц 3-го типа;

наружных дверей зданий, расположенных в северной строительной климатической зоне.

освещение путей эвакуации;

Пути эвакуации должны быть освещены в соответствии с требованиями СНиП

материалы (их горючесть), используемые на путях эвакуации;

В зданиях всех степеней огнестойкости и классов конструктивной пожарной

опасности, кроме зданий V степени огнестойкости и зданий класса С3, на путях эвакуации

не допускается применять материалы с более высокой пожарной опасностью, чем:

(п.6.25* СНиП 21-01-97*)

высота и ширина горизонтальных участков путей эвакуации;

Высота горизонтальных участков путей эвакуации в свету должна быть не менее

2 м, ширина горизонтальных участков путей эвакуации и пандусов должна быть не менее

(п.6.27 СНиП 21-01-97*):

1,2 м – для общих коридоров, по которым могут эвакуироваться из помещений

класса Ф1 более 15 чел., из помещений других классов функциональной пожарной

опасности – более 50 чел.;

0,7 м – для проходов к одиночным рабочим местам;

1,0 м – во всех других случаях.

В любом случае эвакуационные пути должны быть такой ширины, чтобы с

учетом их геометрии по ним можно было беспрепятственно пронести носилки с лежащим

на них человеком.

46.Требования пожарной безопасности при разработке генеральных планов. Проти-вопожарные разрывы. Нормирование.

Общие принципы генеральной планировки

В генеральных планах предприятий и промышленных узлов следует

предусматривать (п. 3.3* СНиП II-89-80*):

а) функциональное зонирование территории с учетом технологических связей,

санитарно-гигиенических и ПП требований, грузооборота и видов транспорта;

б) рациональные производственные, транспортные и инженерные связи на

предприятиях, между ними и селитебной территорий;

в) кооперирование основных и вспомогательных производств и хозяйств, включая

аналогичные производства и хозяйства, обслуживающие селитебную часть города или

населенного пункта;

г) интенсивное использование территории, включая наземное и подземное

пространства при необходимых и достаточных резервах для расширения предприятия;

д) организацию единой сети обслуживания трудящихся;

е) возможность осуществления строительства и ввода в эксплуатацию пусковыми

комплексами или очередями;

ж) благоустройство территории (площадки); и т.п.

Противопожарные разрывы

ПП разрывы предназначены для предупреждения возможности распространения

пожара на соседние здания и сооружения до момента введения сил и средств на тушение

пожара и защиту смежных объектов, а также для обеспечения успешного маневрирования

пожарных подразделений.

Таким образом, разрывы между зданиями и сооружениями можно рассматривать

один из видов ПП преград.

Факторы, влияющие на величину ПП разрывов

1. Допустимая интенсивность облучения.

2. Коэффициент облученности.

3. Геометрические характеристики пламени.

4. Излучающая способность пламени.

Нормирование ПП разрывов

СНиП 2.07.01-89* Градостроительство. Планировка и застройка городских и

сельских поселений;

СНиП II-89-80* Генеральные планы промышленных предприятий;

СНиП II-97-76 Генеральные планы сельскохозяйственных предприятий;

СНиП 2.11.03-93 Склады нефти и нефтепродуктов. Противопожарные нормы;

СНиП 2.11.06-91 Склады иных материалов. Противопожарные нормы

проектирования.

Как правило, главы строительных норм и правил регламентируют величину

разрыва между зданиями и сооружениями в зависимости от:

· их назначения,

· степени огнестойкости.

47.Пожарная безопасность систем вентиляции, кондиционирования воздуха, отопления и теплогенерирующих установок.

Требования к системам отопления

Санитарно-гигиенические

Экономические

Архитектурно-строительные

Производственно-монтажные

Эксплуатационные

1-поддержание заданной температуры

2-невысокие капитальные вложения

3-соответствие интерьерам и увязка строительным решениям

4-минимальное число унифицированных узлов и сокращение трудозатрат

5-эффективность действия, надежность, техническое совершенство.

Системы вентиляции

Вентиляция – совокупность мероприятий и устройств, обеспечивающих расчетный

воздухообмен в помещениях жилых, общественных и промышленных зданий.

Системы вытяжной и аварийной вентиляции (“ВОб”) следует предусматривать

отдельными для каждой группы помещений, размещенных в пределах одного пожарного

Системы ВОб проектируются общими для помещений

А) жилых;

Б) общественных, административных и производственных категории Д (в любых

сочетаниях);

В) производственных одной из категорий А или Б, размещенных не более, чем на

трех этажах;

Г) производственных одной из категорий В, Г или Д;

Д) складов и кладовых одной из категорий А, Б или В, размещенных не более, чем

на трех этажах;

сочетаниях общей площадью не более 1100 м2,

И) бытовых помещений - санитарных узлов, душевых, бань, прачечных и др.

помещений бытового назначения.

Системы ВОб допускается соединять в одну систему

а) жилые и административные или общественные, при условии установки

огнезадерживающего клапана;

48.Основные направления противодымной защиты зданий. Системы дымоудаления: назначение, виды и область применения.

Для удаления дыма при пожаре, для обеспечения эвакуации людей из помещений здания в начальной стадии пожара, возникшего в одном из помещений

Противодымная защита представляет собой комплекс объемно-планировочных и

инженерно-технических решений, направленных на предотвращение задымления при

пожаре путей эвакуации из помещений и зданий и уменьшение их задымления.

Может включать в себя систему дымоудаления из помещений и (или) коридоров при

пожаре, систему удаления дыма и газов после пожара, системы обеспечения

незадымляемости лестничных клеток, систему подпора воздуха в шахты лифтов,

лестничнолифтовые, лестничные и лифтовые холлы.

Расчет осуществляется по «периметру очага пожара» либо «по защите эвакуационных

проемов». В первом случае система дымо-удаления обеспечивает незадымленную зону

заданной высоты от пола в нижней части помещения, во втором случае предотвращает

выход дыма за пределы горящего помещения.

49-52 (Рогалев)

49. Порядок проведения пожарно-технической экспертизы проектной документации.

Экспертиза пожарной безопасности - это оценка соответствия объекта экспертизы предъявляемым к нему требованиям пожарной безопасности, результатом которой является заключение.

Пожарная безопасность – состояние защищенности личности, имущества, объекта защиты, характеризуемое возможностью предотвращения возникновения и развития пожара, а также воздействия на людей и имущество опасных факторов пожара.

Система противопожарной защиты - комплекс организационных мероприятий и технических средств, направленных на защиту людей и имущества от воздействия опасных факторов пожара и (или) ограничение последствий воздействия опасных факторов пожара на объект защиты (продукцию);

Пожарно - техническая экспертиза позволяет:

провести экспертизу строительных сооружений, проектов и рабочих чертежей;

провести проверку соответствия объектов противопожарным нормам, определение состояния противопожарной защиты объектов;

разработать декларацию пожарной безопасности (пожарнойдекларации ) для зданий различного назначения;

произвести независимую оценку пожарных рисков;

провести аудит пожарной безопасности;

установить причину возникновения пожара, место начала горения, способ поджога;

исследование, анализ и установления причин по факту возгорания автотранспортных средств.

Результатом независимой экспертизы пожарной безопасности является заключение (Декларация):

§ о соответствии (несоответствии) объекта защиты установленным законодательными и иными нормативными, правовыми актами Российской Федерации требованиям в области обеспечения пожарной безопасности, либо обосновывающее (подтверждающее) приемлемый (неприемлемый) уровень риска для жизни, здоровья людей, имущества при эксплуатации объекта защиты вследствие возможного воздействия на них опасных факторов пожаров.

Мотивацией объектов для проведения независимой экспертизы пожарной безопасности является:

1. Получение руководством (владельцем) полной и объективной картины относительно уровня обеспечения пожарной безопасности на объекте защиты в форме Декларации пожарной безопасности - документа, являющегося формой оценки соответствия объекта требованиям пожарной безопасности ;

2. Определение приоритетных направлений финансирования создания (реконструкции, совершенствования) систем пожарной безопасности при большом количестве недостатков;

3. Снижение финансовых рисков, связанных с возникновением пожаров;

4. Установление страховых сборов в зависимости от уровня защищенности объектов в области пожарной безопасности.

Объектами исследования пожарно - технической экспертизы , при проведении которой ставится вопрос о причине пожара, могут быть здания, сооружения, транспортные средства, оборудование, отдельные изделия или устройства, местность и др., подверженные воздействию пожара, а также обломки и осколки, обгоревшие части зданий, конструкций, транспорта, различные механизмы и материалы, остатки горевших веществ и материалов, документы, фотоснимки и пр. Как правило, в отношении проверки после пожара собственники целиком полагаются на Государственную противопожарную службу. Их вполне устраивает вывод о коротком замыкании как о причине пожара. Только при явных признаках поджога или значительном ущербе от пожара подается заявление в правоохранительные органы. Но поверхностно проведенная предварительная проверка не бывает квалифицированной, а ее материалы не содержат необходимой и всеобъемлющей информации о причине пожара. И если впоследствии пострадавшая сторона пытается получить компенсацию и защитить нарушенные в результате небрежного расследования права, то это удается далеко не всегда. Время потрачено, объект не подлежит исследованию, доказательства уничтожены.

ЛЮДСКОЙ ПОТОК

3.1. Особенности движения людей в составе потока

3.2. Плотность людского потока

3.3. Скорость движения людского потока

3.4. Интенсивность движения

3.5. Пропускная способность участка пути

3.1. Особенности движения людей в составе потока

Приняв решение об эвакуации, человек выходит на начальный участок эвакуационного пути. Это может быть проход между рабочими местами или оборудованием, проход между рядами зрительных мест, свободное пространство около места нахождения человека, соединяющие его с выходами из помещения. Одновременно с ним на этот участок могут выходить и другие люди. Они выбирают направление движения к тому или иному выходу и тем самым определяют маршрут своего движения, то есть последовательность участков эвакуационных путей, которые они должны пройти для того, чтобы попасть в безопасное место. Множество людей, одновременно идущих по общим путям в одном направлении, образует людские потоки.

Несмотря на очевидность такого определения, оно не определяет ни структуры, ни характеристик людского потока как процесса, явно имеющего социальную природу и показатели, далекие от привычных при описании физико-технических явлений (потоков жидкостей, электрического тока, сыпучих веществ и т. п.). Вероятно, именно эти различия и объясняют тот факт, что этот веками наблюдаемый процесс не получил технического описания, пригодного для использования при проектировании коммуникационных путей и для разработки мероприятий по обеспечению безопасности эвакуации людей в чрезвычайных ситуациях.

По-видимому, непростая для человеческого восприятия структура людского потока определила первоначальное его описание как массы людей, состоящей из рядов идущих в затылок друг другу людей – «элементарных потоков» . Такая модель быстрее соответствует воинскому подразделению на марше, чем неорганизованному перемещению людей, обгоняющих друг друга или идущих каждый в своем темпе и со своими целями.

Потребовались долговременные многочисленные натурные наблюдения людских потоков и теоретические исследования, основанные на их результатах, прежде чем сформировалось современное представление

о структуре и характеристиках людского потока, отражающее его суть в технических параметрах процесса. Имеющиеся методы фиксации параметров людского потока приведены на рис. 3.1.

Поток людей

Заметный человек

Рис. 3.1. Методы фиксации данных в натурных наблюдениях и экспериментах:

а – визуальный; б – кино-фотосъемка; в – учет перспективных искажений;

г – пример кинограммы движения людей

Натурные наблюдения показывают, что людской поток обычно имеет вытянутую сигарообразную форму (рис. 3.2).

Направление движения

Рис. 3.2. Схема людского потока:

1 – головная часть; 2 – основная; 3 – замыкающая

«Размещение людей в потоке (как по длине, так и по ширине) имеет всегда неравномерный и часто случайный характер. Расстояние между идущими людьми постоянно меняется, возникают местные уплотнения, которые затем рассасываются и возникают снова. Эти изменения неустойчивые во времени…» . Следовательно, на участке, занимаемом потоком, могут образовываться части с различными параметрами. При этом головная

и замыкающая части состоят из небольшого числа людей, двигающихся, соответственно, с большей или меньшей скоростью, чем основная масса людей в потоке. При эвакуации головная часть потока уходит с большей скоростью вперед, и по длине и числу людей возрастает, а замыкающая часть, наоборот, уменьшается.

Ширина потока b , как правило, обусловливается свободной для движения шириной участка, ограниченного ограждающими конструкциями, которые нарушают равномерность распределения людей в потоке, поскольку между ограждающими конструкциями и потоком людей при движении всегда образуются зазоры Δδ, соблюдаемые людьми из-за неизбежного раскачивания при ходьбе и опасения задеть конструкцию или какую-нибудь выступающую ее деталь. Поэтому движение людей в середине потока происходит при большей плотности, чем по его краям. Ширина пространства, которое людской поток использует для движения, называют шириной потока или эффективной шириной участка пути . Величины зазора, на которые уменьшается эффективная ширина участков различных видов пути в свету, приведены в табл. 3.1. Однако в дальнейшем, для упрощения изложения материала, ширину потока будем принимать равной ширине участка.

Таблица 3.1

Разница между эффективной шириной и шириной в свету участков различных видов пути

		Величина зазора Δδ, см
	Лестничный марш с оградой, перилами
	Проход между кресел в зрительном
	или спортивном зале
	Коридор, пандус
	Препятствие
	Дверной проем, проем

Движение людей в потоке не прямолинейно и имеет сложную траекторию, что иллюстрирует кинограмма, приведенная на рис. 3.1 г .

Наблюдаемыми параметрами людского потока являются: количество людей в потоке N; плотность D ; скорость V ; величина потока Р .

3.2. Плотность людского потока

Плотность людского потока D , чел/м2 , – отношение количества людей в потоке N к площади занимаемого им участка, имеющего ширину b (для простоты вычислений ширину потока принимают равной ширине участка) и длину l :

Диапазон возможных плотностей проиллюстрирован на рис. 3.3.

Рис. 3.3. Иллюстрация значений плотностей людского потока

Плотность потока определяет свободу движения людей в нем, и, как следствие, соответствующий уровень комфортности людей. В зависимости от значений плотности предложено различать несколько уровней комфортности людей в потоке (табл. 3.2) .

Свободное пространство в потоке зависит не только от количества человек, но и от площади, занимаемой каждым из них, поэтому определенную роль играют габариты людей, рис. 3.4.

Для учета габаритов людей было предложено вводить в расчет плотности потока площадь, занимаемую человеком (его горизонтальную проекцию f , м2 , см. Прил. 3) :

М2 /м2 . (3.2)

Формой горизонтальной проекции человека принят эллипс, диаметры которого соответствуют ширине и толщине тела человека (рис. 3.5 а ). Площадь эллипса f = 0,25πac .

Таблица 3.2

Характеристики уровней комфортности

	Плотность,		Расстояние между	Характеристика уровня
	чел/м2	комфорта	людьми, м
			Горизонтальная поверхность. Движение
				Свобода движения и выбора направлений.
				Небольшие конфликты
				Свобода движения и выбора направлений
				ограничена
				Скорость движения ограничена. Наиболее
				высокая плотность для общественных зданий
				Скорость движения ограничена, наблюдается
				частое изменение ритма движения. Движение
				вперед с высокой скоростью возможно только
				маневрированием. Существование такой
				плотности допускается только на короткие
				интервалы времени
				Скорость движения крайне ограничена.
				Движение вперед с высокой скоростью
				возможно только маневрированием. Частые
				неизбежные контакты с окружающими, потеря
				контроля над ситуацией и нарушение
				нормального функционирования
				коммуникационного пути
		Горизонтальная поверхность. Скопление, очередь, зона ожидания
				Свободное движение в зоне ожидания
				без контактов с окружающими
				Ограниченное движение в зоне ожидания
				с контактами с окружающими
				Размещение без контактов с окружающими.
				Движение в зоне ожидания ограничено
				Размещение с контактами с окружающими
			Физический	Тесный физический контакт с окружающими

Рис. 3.5. Площадь горизонтальной проекции человека:

а – расчетная; б – действительная

Следует отметить, что действительная форма горизонтальной проекции человека несколько отличается от эллипса (рис. 3.5 б ). Однако с учетом разнообразия физических данных и одежды принятое допущение несущественно искажает фактические размеры и форму горизонтальной проекции. Размеры людей изменяются в зависимости от физических данных, возраста и одежды. В таблицах и на рисунках Прил. 3 приводятся усредненные размеры людей разного возраста, в различной одежде и с различным грузом. Там же даны и значения площади горизонтальной проекции инвалидов с нарушением опорно-двигательного аппарата.

в фойе достигла критических значений 5,3 чел/м2 , а в некоторых местах

и до 7 чел/м 2 .

В рассмотренном случае никто не пострадал. Однако при возникновении чрезвычайной ситуации (или даже просто слухов о ней), он мог бы иметь трагические последствия. Безусловно, такие массовые мероприятия необходимо планировать заблаговременно.

			Таблица 3.3
	Инциденты с гибелью людей от компрессионной асфиксии
			Количество
		Место, мероприятие	погибших/
			пострадавших
		Россия, Москва, Трубная площадь,	Около 2000/–
		похороны И. В. Сталина
		Аргентина, Буэнос-Айрес, стадион
		Россия, Москва, стадион
		Мекка, хадж
		Мекка, хадж
		Гватемала, стадион
		Мекка, хадж
		Беларусь, Минск, вход в станцию метро
		Бразилия, стадион
		Западная Африка, Хана, стадион
		Мекка, хадж
		Индия, Вай, религиозное мероприятие
		Багдад, религиозное мероприятие
		Мекка, хадж
		Филиппины, Манила, стадион
		Индия, Раджастан, индуистский храм
		Россия, Первоуральск, дискотека
		Кот-д-Ивуар, футбольный матч
		Нью-Дели, школа
		Китай, провинция Хунань, школа

Рис. 3.6. Неудовлетворительная организация открытия магазина – давка в вестибюле торгового комплекса

Следует заметить, что нормативные документы некоторых стран, на-

пример США, в частности, п. 20.1.4.6 NFPA 1 Uniform Fire Code, требуют присутствия на массовых мероприятиях одного крауд-менеджера8 на каждые 250 человек. Более того, существуют специальные курсы для их подготовки. Тем не менее, для таких случаев должна быть проведена работа по следующим направлениям:

–  определение общего максимально допустимого числа людей на объекте;

–  определение площади, необходимой для размещения ожидаемого количества людей;

–  определение и исключение мест образования высоких травмоопасных плотностей (более 5 чел/м2 );

–  определениеоптимальныхинтерваловподходагрупплюдейсучетом пропускной способности участков пути;

–  оптимизация путей движения людей, исключающая пересечение, слияние и движение встречных людских потоков;

–  определение времени заполнения помещений (территории) и время выхода (эвакуация при возникновении ЧС);

–  предложение комплекса организационных мероприятий, исключающих образование паники.

Изменения плотности оказывают сильнейшее влияние и на характер движения людей в потоке, меняя его от свободного, при котором человек

8 От англ. crowd – толпа.

может выбирать скорость и направление своего движения, до стесненного в результате дальнейшего увеличения плотности потока, при котором он испытывает все возрастающие силовые воздействия окружающих его людей (табл. 3.4).

							Таблица 3.4
	Вид движения людей в интервалах плотности потоков
Значение
плотности,
м2 /м2
	Индивидуальное			Поточное
				С контакт-	С силовыми воздействиями
движения	Свободное
				ными поме-

Очевидно, что ограничение возможностей движения человека в потоке при увеличении его плотности ведет к снижению скорости, которая определяет и расчетное время движения по рассматриваемому участку пути. Изменение скорости движения людей в потоке в зависимости от его плотности, изображенное графически, обнаруживается впервые в работе С. В. Беляева .

Состав людей в потоке, как правило, неоднородный, как по их индивидуальному физическому, так и психическому состоянию (рис. 3.7).

Рис. 3.7. Психофизиологические характеристики людского потока

На рис. представлена схема плана типового этажа корпуса технического вуза. Здание второй степени огнестойкости имеет 7 этажей На этаже размещаются помещения кафедр и помещения для занятий по половине группы, размером в осях 6 ´ 6 м, которые могут объединяться в общую аудиторию для занятий целой группы (размером в осях 6 ´ 9 м и 6 ´ 12 м).

Схема плана типового этажа технического вуза

Абсолютно симметричное размещение лестничных клеток (А, Б, В и Г) позволяет подразделить план на четыре равные зоны. На рис. приведена схема планировки одной из таких зон, обслуживаемых лестничной клеткой Б, с указанием количества людей, эвакуирующихся из каждой аудитории, и маршрутов их движения в лестничную клетку Расчетная схема путей эвакуации и движения людских потоков дана на рис.

В каждом помещении аудиторий находится менее 50 чел. и расстояние от любой точки в ней до выхода не превышает 25 м, поэтому согласно п. 3.5 и СНиП 2.08.02-85 из аудиторий может быть один выход в коридор с минимальной шириной двери выхода из помещения, равной 0,9 м.

Ширина коридора в свету d К составляет 2,6 м. Поток в коридоре формируется на участках от выходов из помещений, наиболее удаленных от лестничной клетки Б, до дверного проема, отдаляющего его от поэтажного холла, т. е. на участках (слева и справа по отношению к лестничной клетке) длиной l 1 = 6 + 6 + 1,5 = 13,5 м. Плотность людского потока на участке его формирования в коридоре определяется как количество людей N, выходящих на него, к его площади. При этом следует учитывать неодновременность использования всех помещений, принимая расчетную численность студентов с коэффициентом К = 0,8 от проектной вместимости помещений. Следовательно, расчетная плотность людского потока на участке формирования в коридоре определится по формуле

D К = = 6 × 14 × 0,8 / 2,6 × 13,5 = 1,91 ~ 2 чел/м 2 .

По табл. 6 СНиП 2.08.02-85 этому значению плотности соответствует допустимое расстояние от наиболее удаленного выхода из помещения до выхода в лестничную клетку:

60 м - из помещений, расположенных между лестничными клетками;

30 м - из помещений с выходами в тупиковый коридор.

Фактические расстояния в рассматриваемом проекте составляют 13,5 + 6 + 2 = 21,5 м, что меньше нормативных.

Двигаясь по пути эвакуации, людские потоки проходят через три дверных проема. Следует определить их требуемую ширину , согласно данным п. 3.9 СНиП 2.08.02-85 по формуле

S NK / 165 = Np \ 165 ,

Где S NK - суммарное количество людей (с учетом неодновременности использования аудиторного фонда вуза), чел.; 165 - нормативное для зданий I и II степени огнестойкости количество людей, пропускаемых 1 м ширины двери без образования скоплений людей перед ней, чел.

Через дверной проем, отделяющий коридор от поэтажных холлов, эвакуируется N р = 67,2 чел., следовательно

67,2 / 165 = 0,41 м,

И поэтому может быть принята равной минимально допустимой ширине 1,2 м.

Перед следующим дверным проемом на путях эвакуации расположен дверной проем в лифтовый холл. Передним сливаются людские потоки, идущие с правой и левой частей коридора. Суммарное расчетное количество людей составляет N p = 2 × 67,2 = 134,4 чел. Требуемая расчетная ширина дверей этого выхода составит

134,4 / 165 = 0,81 м

И должна быть принята минимально допустимой, равной 1,2 м.

Поскольку количество людей, эвакуирующихся через последующий выход (выход из лифтового холла в лестничную клетку), равно количеству людей, эвакуирующихся через предыдущий выход, то ширина этого выхода должна быть такой же, т. е. d 3 = d 2 = 1,2 м.

Ширина лестничного марша согласно требованиям п. 3.19 должна быть не менее ширины выхода в лестничную клетку с этажа, т. е. d 4 = 1,2 м и соответствует минимальной (п. 3.19) для рассматриваемого вида зданий.

К сожалению, подобных классических законов, описывающих пове­дение и движение людей в потоке эвакуирующихся при пожаре, не извест­но. Поэтому, чтобы «заглядывать в будущее» эвакуации необходимо было прежде суметь «увидеть» прошлое движение людей в подобных ситуаци­ях.

Решив эвакуироваться, человек в любом случае, выходит на началь­ный участок эвакуационного пути. Это может быть проход между рабочи­ми местами или оборудованием, проход между рядами зрительных мест, свободное пространство около места нахождения человека, соединяющие его с выходами из помещения.

Одновременно с ним на этот участок могут выходить и другие люди. Они выбирают направление движения к тому или иному выходу и тем самым определяют маршрут своего движения, т.е. по­следовательность участков эвакуационных путей, которые они должны пройти для того, чтобы попасть в безопасное место. Множество людей, одновременно идущих по общим путям в одном направлении, образует людские потоки.

Не смотря на очевидность такого определения, оно не определяет ни структуры, ни характеристик людского потока как процесса, явно имею­щего социальную природу и показатели, далёкие от привычных при опи­сании физико-технических явлений (потоков жидкостей, электрического тока, сыпучих веществ и т.п.).

Именно эти различия и объясняют, по-видимому, тот факт, что этот веками и повседневно наблюдаемый про­цесс не имел технического описания, пригодного для использования при проектировании коммуникационных путей и для разработки мероприятий по обеспечению безопасности эвакуации людей в чрезвычайных ситуаци­ях.

По-видимому, не простая для человеческого восприятия структура людского потока определила первоначальное его описание как массы лю­дей, состоящей из рядов, идущих в затылок друг другу люден - «элемен­тарных потоков» .

Такая модель, быстрее, соответствует воинскому подразделению на марше, чем неорганизованному перемещению людей, обгоняющих друг друга или идущих каждый в своём темпе и со своими целями.

Потребовались долговременные многочисленные натурные наблю­дения людских потоков и теоретические исследования, осно­ванные на их результатах, прежде чем сформировалось современное представление о структуре и характеристиках людского потока, отража­ющие его суть в технических параметрах процесса.

Натурные наблюдения показывают, что людской поток обычно имеет вытянутую сигарообразную форму.

Рис. 1 Схема людского потока: 1 головная часть; 2 основная: 3 замыкающая.

«Размещение людей в потоке (как по длине, так и по ширине) имеет всегда неравномерный и часто случайный характер. Расстояние между идущими людьми постоянно меняется, возникают местные уплотнения, которые затем рассасываются и возникают снова. Эти изменения неустой­чивые во времени...» .

Следовательно, на участке, занимаемым пото­ком, могут образовываться части с различными параметрами. При этом головная и замыкающая части состоят из небольшого числа людей, дви­гающихся, соответственно, с большей или меньшей скоростью, чем ос­новная масса людей в потоке. При эвакуации, головная часть потока уходит с большей скоростью вперед и по длине и числу людей возрас­тает, а замыкающая часть, наоборот, уменьшается.

Ширина потока b, как правило, обусловливается свободной для движения шириной участка, ограниченного ограждающими конструкци­ями, которые нарушают равномерность распределения людей в потоке, поскольку между ограждающими конструкциями и массой людей при движении всегда образуются зазоры Δδ, соблюдаемые людьми из-за неизбежного раскачивания при ходьбе и опасения задеть конструкцию или какую-нибудь выступающую ее деталь.

Поэтому движение людей в середине потока происходит при большей плотности, чем по краям. Ширина, которую людской поток использует для движения, называют шириной потока или эффективной шириной участка пути. Ве­личины зазора, на которую уменьшается эффективная ширина участков различных видов пути в свету, приведены на рис. 2.

Рис. 2. Разница между эффетивной шириной и шириной в свету участков различных видов пути

Движение людей в потоке не прямолинейно и имеет сложную траек­торию. Наблюда­емыми параметрами людского потока являются: количество людей в пото­ке N, его плотность D, скорость V и величина потока P. Плотность людского потока D i - отношение количества людей в по­токе (N i) к площади занимаемого им участка, имеющего ширину b i (для простоты вычислений ширину потока принимают равной ширине участка) и длину l i: D i = N i /b i l i чел/м 2 . Плотность потока определяет свободу движения людей в нем, и, как следствие, соответствующий уровень комфортности людей.

Кинематические закономерности движении людских потоков. Движение через границы смежных участков пути

В простейшем случае движения людских потоков имеем следующую ситуацию.

По участку n имеющему ширину δ n , к границе со следующим участком (n+1), имеющему ширину δ n+1 ,подошёл людской поток численностью N человек. По прошествии времени t весь поток перешёл на уча­сток n+1 и занял часть его длины Δl n +1 . Спрашивается: с какими же значениями параметров двигался поток по участку n+1? Для облегчения понимания процесса перехода была принята упро­щенная модель людского потока.

Упрощение состояло в том, что «по­скольку количество людей, составляющих головную и замыкающую части, относительно невелико по сравнению с основной массой, то вполне воз­можно показать поток в виде прямоугольника».

(Однако, в реально­сти, «В аварийных... условиях движения... головная, уходящая с боль­шей скоростью вперёд часть потока будет по длине н количеству людей возрастать, а остающаяся, замыкающая часть, наоборот, уменьшаться.

По­этому для аварийных условий необходимо обязательно учитывать так называемое растекание потока и, следовательно, постепенное изменение его плотности.»).

Размещение людей в потоке ни занятом нм участке Δl n принимается равномерным, а ширина потока b равной ширине участков, по которым он перемешается, т.е., соответственно, δ n и δ n +1 .

Впервые этот вопрос было предложено решить следующим образом: «Если известна плотность D 1 потока на данном участке пути шириною δ 1 , то его плотность D 2 на следующем по ходу движения участке шириной δ 2 определяется из выражения D 2 =D 1 δ 1 /δ 2 “

Однако, предположим, что людской поток численностью N человек и с плотностью D 1 двигается по горизонтальному участку постоянной шири­ны δ 1 , разделенному проёмом шириной δ 0 . Следовательно, плотность в проёме будет равна:

D 0 =D 1 δ 1 /δ 0 чел/м 2 .

Соответственно плотность на последующем после проёма участке пути:

D 1 =D 0 δ 0 /δ 1 чел/м 2 .

Из расчёта следует, что плотность на участках перед проёмом и после проёма при равной ширине участков оказывается одинаковой даже в том случае, когда пропускная способность проёма меньше пропускной способ­ности предшествующего проёму участка.

Очевидно, что пропускная спо­собность участка не может быть больше пропускной способности предше­ствующего ему проёма. Иначе говоря, участок не может пропустить боль­шее количество людей, чем на нею поступает за то же время с предыдуще­го участка.

Из расчёта также следует, что движение через проём протекает при постоянной плотности. Следовательно, при одном и том же количестве людей, но при разных ширинах предшествующего проёму участка, плот­ность в проёме не меняется.

Однако при большей ширине участка и, сле­довательно, при меньшей плотности скорость будет больше, то есть коли­чество подходящих к проёму людей в единицу времени будет больше. По-видимому, предпосылку расчёта, вытекающую из выражения сле­дует признать неточной.

Возможны два случая:

первый - поток переходит через границу участков без задержки;

второй - перед границей следующего участка происходит задержка людей

В первом случае, если задержки движения на границе участков не происходит, то время, которое потребуется потоку для окончания движе­ния по участку n (пройти оставшийся отрезок длиной Δl n =N/D n δ n) со­ставит:

t n =Δl n /V n =N/V n D n δ n

Ясно, что это время движения замыкающей плоскости потока по участку n.

За это же время поток пройдёт по участку n+1 отрезок пути длиной Δl n +1 при неизвестной плотности D n +1 и неизвестной скорости движения V n +1 . Длина этого отрезка составит: Δl n +1 =N/D n +1 δ n +1 а время:

t n+1 = Δl n +1 /V n +1 =N/V n +1 D n +1 δ n +1

Но, поскольку t n = t n +1 , то, следовательно, V n D n δ n = V n +1 D n +1 δ n +1 Обозначим величину D V через q, тогда можно записать:

q n +1 = q n δ n /δ n +1

Это соотношение впервые было установлено (иным способом) лишь в 1957 году. Позже величина q была названа интенсивностью движения людского потока, «так как значения q, не зависящие от ширины пути, ха­рактеризуют кинетику процесса движения людского потока.

Значения ин­тенсивности движения соответствуют значениям пропускной способности пуги шириной 1м».

(Следует отметить, что величина «интенсивность движения», обозначаемая также через q используется и в теории транс­портных потоков, хотя и имеет несколько иную интерпретацию).

Каждому значению интенсивности движения соответствует опреде­лённое значение плотности потока, поэтому по найденному q n +1 = q n δ n /δ n +1 значению интенсивности движения по участку n+1 всегда можно определить соот­ветствующее ему значение плотности D n +1 ,а по нему - и значение скоро­сти V n +1 .

Каков же характер кинетики людского потока, характеризуемый ин­тенсивностью ею движения?

Поскольку эта величина является произведением двух величин, при возрастании одной из которых (D) вторая (V) снижается, то при любом ви­де зависимости V=φ(D), это произведение должно иметь максимум, q m a x .

Положение и значение максимума зависит от вида функции V=φ(D) и от её конкретных значений. Для примера в таблице 1 приведены значения V и q. Графики зависимости q =φ(D) при соответствующих значениях V* и V** приведены на рис.3

Таблица 1. Изменение значений интенсивности людского потока q от вида зависимостей скорости его движения от плотности потока. Плотность D, чел/м 2 Скорость V*, м/мин Интен-сивность, чел/ммин Скорость V**. м/мин Интен-сивность чел/ммнн

Рис. 3 Графики функции q=φ(D)

Поскольку произведение интенсивности движения на ширину участка показывает количество людей, проходящих в единицу времени через попе­речное сечение участка пути, занятому потоком, то величина людского по­тока Р равна Р = qb, чел/мин.

Здесь b - именно ширина потока, которая в данном случае ограниче­на конструкциями пути эвакуации; это хорошо понятно в случае движения людского потока по участку неограниченной ширины, когда ширина потока н ширина участка пути (вестибюля) не совпадают.

Можно сказать, что геометрия путей движения деформирует поток, вынуждая его принимать различную ширину и длину; величина же потока, как показыва­ет соотношение q n +1 = q n δ n /δ n +1 , остаётся, при обеспечении беспрепятственности его движения, неизменной.

Иная ситуация складывается во втором случае движения людского потока через границы смежных участков пути, когда недостаточная шири­на последующего участка (n+1) заставляет поток двигаться с интенсивно­стью больше максимальной (значение q n +1 , определённое по формуле q n +1 = q n δ n /δ n +1 , больше значения q max для данного вида пути), что невозможно.

Поэтому часть людей не может перейти на последующий участок пути и скаплива­ется перед его границей, в чрезвычайных ситуациях - при максимальной плотности D max . Продолжающие подходить к скоплению люди, надавли­вают на находящихся в нём людей. В следующий момент времени они са­ми оказываются под давлением вновь подошедших людей. Плотность в скоплении может достичь физического предела.

Давление людей друг на друга продолжает расти и никто из них уже не можег ею регулировать, а оно достигает таких величин, которых не может выдержать человеческий организм длительное время. Спустя 3-4 минуты в нем уже возникают про­цессы компрессионной асфиксии, сопровождающиеся тканевым и костным травматизмом.

Как показали специальные натурные наблюдения в услови­ях, приближенных к аварийным ситуациям , высокие плотности в скоплениях перед проёмами с недостаточной пропускной способностью возникают очень быстро, через 5-7 сек., после начала их образования.

Очевидная опасность таких ситуаций определила большое внимание к их исследованиям в местах наиболее вероятного образования в дверных проёмах.

Эти исследования показали, что люди, подходя к более узкому участ­ку пути, в частности к проёму, заранее несколько корректируют направле­ние своего движения к центру.

В результате происходит взаимное сближе­ние человеческих тел и соответствующее уплотнение потока. При этом взаимное расположение тел приближается по виду к непрерывной вогну­той цепи.

Чем меньше ширина проёма, тем ближе люди в этой цепи вы­нуждены прижиматься друг к другу. В проёме люди образуют своего рода арку, пяты которой упираются в дверную коробку, причем выпуклость ар­ки направлена в сторону, противоположную направлению движения, рис. 4.

Явление возникновения арки тесно связано с возникновением эффекта «ложного проема». При проходе через дверной проем, люди стремятся из­бежать быть прижатыми к косяку проема. Для этого люди, идущие с боков, отталкиваются от косяка к центру проема.

Они на короткое время умень­шают действительную ширину проема, создавая тем самым «эффект лож­ного проема», рис.4. Одновременно люди, идущие ближе к оси проема, оказываются в зазоре между людьми, идущими с боков, и при определен­ных условиях как бы заклинивают проем, образуя арку.

Рис.4. Движение людского потока через проемы при их недостаточной пропуск­ной способности: а) схема образования арки, б) эффект ложного проема.

Существование арки носит пульсирующий характер, устойчивое ее положение явление редкое. Причем, арки редко возникают в проемах шириной 1,2м и практически не образуются в проемах шириной более 1.6м.

На рис.4 буквой Р обозначено усилие, сообщаемое звену арки тол­пой людей. Это усилие в арке раскладывается на систему сил, вызываю­щих и боковые давления (Т) на торцы элементов арки (плечи людей). Тор­цовые усилия могут быть вычислены по формуле T=P/2sin0,5φ. из кото­рой видно, что силы, которыми человек зажат с богов тем больше, чем значительнее давление на арку (Р) со стороны толпы и меньше угол φ. Си­ла Р слагается из усилий, оказываемых людьми, оказавшимися в каждом секторе толпы, спирающемся на человека в образовавшейся арке.

Такие усилия создаются людьми сознательно или бессознательно, когда они смещают центр тяжести своего тела в сторону арки и отставляет свою ногу в противоположном направлении для упора. Расчёты показыва­ют, что силы Р могут составлять более 100 кг, а Т - более 150 кг.

Мри таких силах сдавливания человеку трудно самостоятельно вырваться из арки и, сели арка не разрушается, то их воздействие может привести к увечьям и даже смерти. Печальные по­следствия их практического подтверждения давно известны.

Так. в ре­зультате образования скоплений перед выходами во время паники в театре Броклона (г. Нью-Йорк) в 1879 году погибло 283 человека. К сожалению, они продолжают происходить и в наше время.

Оставаясь в рамках модели с равномерным распределением людей по длине потока, следует считать, что образование скопления начинается сра­зу, как только передняя граница потока на участке n достигнет границы с участком n+1. Перед этой границей образуется скопление с плотностью D max , состоящее из людей, не успевших перейти её до подхода следующей части потока с плотностью D n .

Таким образом, образуется поток, состоя­щий из двух частей с разными плотностями. Поскольку скопление растёт, то граница между этими частями потока перемещается в направлении, противоположном направлению движения потока.

Интенсивность движения в скоплении q Dmax определяет и величину людского потока на последующем участке пути, т.е. то количество людей, которое может перейти на него из скопления перед его границей за едини­цу времени: Р = q Dmax δ n +1 . При этом возможны два варианта развития про­цесса движения людского потока но участку n+1.

Первый вариант: поток продолжает движение при плотности D max . Второй вариант: люди, перехо­дя на участок n+1, имеют перед собой пространство свободное для движе­ния, поэтому они увеличивают скорость до значения V n +1 , соответствую­щего значению интенсивности движения в скоплении q max , но при значе­нии плотности в интервале до D при q max .

Слияние людских потоков

Слияние людских потоков может происходить на участках пути, где соединяются несколько путей и идущие по ним потоки, слившись в общий поток, затем идут по общему пути.

Таким образом, процесс слияния всегда сопровождается процессом движения потоков через границы смежных участков пути.

Только, в отли­чие от рассмотренного выше, в данном случае участку общего пути дви­жения (n+1) будет предшествовать не один, а несколько, по крайней мере, два или три (n 1 , n 2 и n 3) участка. И здесь так же возможны два случая: беспрепятственное движение через границу смежных участков пути или образование скопления людей перед границей участка n+1.

Очевидно, что одновременный подход головных частей потоков к ме­сту слияния в практике встречается редко.

Как правило, люди из боковых проходов выходят либо в общий проход без слияния, либо вклиниваясь в поток идущих людей (рис.5.). Слияние людских потоков происходит при выполнении условия слияния потоков: передний фронт потока n, должен подойти к месту слияния до того, как последний человек из потока n пройдет место слияния потоков, т.е.:t n 1 ≤t n 2

Рис. 5. Слияние людских потоков.

Если слияние потоков происходит, то величина объединенного потока равна сумме величин сливающихся потоков, если ширина участка, на гра­нице коюрою они сливанлси, достаючна дли сю беспрепятственною движения, т.е. соблюдается условие q n +1 =S(q n δ n /δ n +1)

Если же пропускная способность последующего участка пути недо­статочна, то перед его границей с участками n 1 , и n 2 на этих участках об­разуются скопления людей с максимальной для данных условий плотно­стью, а поток, переходящий на участок n+1, будет иметь параметры дви­жения. соответствующие q при D max .

Переформирование и растекание людского потока.

При движении людских поток по участкам пути, весьма вероятны случаи, когда объединенный людской поток имеет несколько частей с раз­личной плотностью, рис.2.9. Например, при неодновременном слиянии двух потоков в объединённом потоке образуются три части: первая часть - с параметрами потока, первым прошедшем место слияния, вторая - с па­раметрами слившихся потоков, третья - с параметрами потока, последним миновавшем участок слияния.

Переформирование людского потока про­цесс выравнивания параметров движения в различных частях потока. В ре­зультате, вне зависимости от исходных параметров, каждая часть потока приобретает параметры впереди идущей части. Скорость переформнрования V - скорость движения границы увеличения впереди идущей части - определяется скоростью перемещения границы между частями потока с различной плотностью.

Рис. 6. Схема процесса переформирования людского потока.

К началу процесса переформирования люди в авангарде второй части потока, имеющей плотность D 2 , идут со скоростью V 2 и разметаются вплотную к первой части, имеющей плотность D 1 и скорость V 1 . По про­шествии времени t все люди из второй части потока разместятся на участ­ке Δl n 1 с плотностью D 1 в конце впереди идущей части, образуя единый поток с этой плотностью D 1 . Если D 1 ≥D 2 , то Δl n 2 ≤l n 2 и Δl n 2 =l n 2 D 2 /D 1 .

На рисунке 2.9. видно, что за время t люди, замыкающие первую часть потока, а вместе с ними и люди из примыкающего авангарда второй части проходят расстояние х+Δl n 2 =V 1 t. Люди же из замыкающей части второго потока проходят расстояние х + Δl n 2 =V 2 t. Исходя из приведённых соотношений можно записать: (х + l n 2 D 2 /D 1)/ V 1 = (х + l n 2)/V 2 и, преоб­разовав, получим

х(1-V 1 /V 2)= Δl n 2 (q 1 /q 2 -1).

Поскольку скорость переформирования потока, т.е. скорость приобре­тения второй частью потока плотности первой части, неизвестна, то обо­значим её V 1 . Тогда можно записать x = V 1 t. Но: x+ l n 2 D 2 /D 1 =V 1 t и, по­сле алгебраических преобразований, имеем:

V 1 = (q 1 –q 2)/(D 1 -D 2).

Подобным образом может быть выведена и формула для расчёта вре­мени переформирования потока:

t 1 = Δl n2 (D 1 -D 2)/D 2 (V 2 -V 1) = l n2 (D 1 -D 2)/ D 1 (V 2 – V 1).

Пока рассматривалась ситуация, в которой плотность людского пото­ка в его впереди расположенной части выше плотности сзади расположен­ной части потока, и, следовательно, V 1 ≤V 2 . Считается, что и в случае V 1 ≥V 2 также происходит переформирование людского потока: люди из второй части потока, идущие с меньшей скоростью, увеличивают скорость и продолжают движения со скоростью первой части.

Если головная часть потока имеет плотность свободного движения, то и весь поток, со време­нем. будет идти со скоростью свободного движения, т.е. с максимальной при данном уровне эмоционального состояния людей. Происходит расте­кание потока. Расчёт процесса растекания потока производится по форму­лам, принимая V 1 =V 0 и D 1 =D 0 , т.е. равные значениям при сво­бодном движении людей в потоке.

Однако, очевидно, что для этого все люди в потоке должны иметь одинаковые физические возможности или стимулировать свою подвиж­ность, переходя на более высокий уровень эмоционального состояния.

Та­кое наиболее вероятно в чрезвычайных ситуациях. Частичное растекание потока ежедневно наблюдается в часы пик на пешеходных коммуникациях станций и пересадочных узлах метрополитена. Но здесь же мы наблюдаем и образование г рупп более медленно идущих, не так торопящихся и пожи­лых, люден.

• Пневматическое прыжковое спасательное устройство «Куб жизни». Технические характеристики ППСУ-20
• Собаки спасатели. Породы. Кинологическая служба МЧС России.