城市公共场所应急疏散安全风险评价研究

作者:毛鹏 吴堰武 孙小宇 乔元昊
单位:南京林业大学土木工程学院 上海中梁地产集团有限公司
摘要:近年来,我国城镇化进程不断加快,城市人口不断增多,各类公共场所的人群聚集活动也越来越多,突发事件下应急疏散安全风险问题愈发严峻。为了更好地评估城市公共场所应急疏散的安全风险,降低风险发生的概率,本文运用文献检索和案例分析法归纳总结出影响城市公共场所应急疏散安全风险的因素,采用熵权法和模糊综合法构建城市公共场所应急疏散安全风险评价模型,并通过该模型对南京新街口地下中心广场应急疏散安全风险进行评价,验证了模型的可行性和合理性。本文的研究为城市公共场所应急疏散安全管理提供了一定的理论支撑,有助于保障城市公共场所活动的健康秩序。
关键词:城市公共场所 应急疏散 影响因素 安全风险
作者简介:毛鹏,男,生于1977年,江苏靖江人,副教授,研究方向:工程项目管理。

随着改革开放的不断推进,我国工业化水平不断提高,城市建设也进入了快速发展阶段。但随着城镇人口总量的逐年增长,城镇化率的不断提高,城市公共场所的安全问题已经不容小觑。大量研究和调查发现,由于设计标准和设计思想的落后导致城市公共场所或多或少存在安全疏散隐患的问题,例如疏散距离过长、安全出口数量不足等[1,2,3];而公共场所安全管理措施的缺失可能会造成拥挤踩踏事故的发生,引起不必要的伤亡及财产损失,例如2014年上海外滩事件、2015年沙特朝觐者踩踏事件。因此,为了有效解决城市公共场所存在的安全疏散隐患,避免此类悲剧的发生,首先需要对城市公共场所应急疏散的安全风险进行客观的评价,才能有针对性地提出有效的应对措施。

目前关于应急疏散安全风险评价的研究中,国内外学者的关注重点多集中在火车站、地铁、炼油厂、煤矿等交通枢纽、大型工业企业的应急疏散管理上[4,5,6,7],对于人群相对集中的城市公共场所,应急疏散安全风险评价的研究则较为缺乏。因此,本文将通过文献检索和案例分析,并结合熵权法及模糊综合评价法构建城市公共场所应急疏散安全风险评价模型,以期能够准确全面地评估城市公共场所应急疏散的安全风险,为降低城市公共场所突发事件中的疏散隐患提供一定的理论支撑和实践指导。

1 评价指标体系构建

1.1 因素的初步识别

本文以“城市公共场所”、“疏散”、“应急疏散”、“安全疏散”、“安全风险”、“风险评价模型”、“Urban public places”、“Emergency evacuation”、“Emergency evacuation risk”、“Safe evacuation”、“Safety risk”、“Risk assessment model”等作为关键词检索了“中国知网”、“万方”、“ASCE”、“Web of science”、“EI”等相关数据库,整理搜集了近40年来的142篇文献,将查阅的城市公共场所应急疏散过程中所存在的安全风险因素名词频次进行罗列,如表1所示。

1.2 基于案例的因素筛选

在文献检索的基础上,本文通过上海外滩踩踏事件和沙特阿拉伯圣城麦加朝觐者踩踏事故这两个典型事件对城市公共场所应急疏散安全风险因素进行了补充。

1.2.1 上海外滩踩踏事件案例分析

2014年12月31日晚,上海外滩陈毅广场发生踩踏事故,造成49人受伤,36人死亡。造成此次踩踏事件的最主要原因是安全管理部门没有做好应急疏散管理工作,导致大量拥挤人群没有得到合理的分流;其次,人们缺少自我保护意识和相关应急疏散安全技能,在拥挤的情况下,人群中体型上占据劣势的妇女、老人、儿童很容易被人群的冲力压倒,结合当时现场氛围,人群心理从兴奋状态转化到慌乱状态,情急下很难清醒地判断现场形势,从而使得在推搡的过程中越来越多的人摔倒;最后上海外滩陈毅广场缺乏安全指示牌和安全报警广播系统,一旦人群中有个体跌倒,后方大量人群拥挤上来,就会导致踩踏事故的发生。

1.2.2 沙特阿拉伯圣城麦加朝觐者踩踏事件案例分析

2015年9月24日,沙特阿拉伯圣城麦加进行着每年一度的朝觐祭拜活动,但一些朝觐者没有遵守官方发布的安全规范,导致人群陷入高密度拥挤状态,引发踩踏事件,导致1399人死亡。相关资料显示,此次事件的处理措施存在许多不足,极为重要的一点就是没有充分考虑到安全应急疏散的重要性,也没有相应的应急疏散安全措施来进行补救。当朝觐的人群慢慢的聚集并达到极限时,警方和管理人员没有及时采取措施进行干预及引导,而是在事故发生后才进行补救;相应的应急疏散区域没有安全指示灯、安全警告指示牌和广播警报系统。此外,现场管理人员和警察的秩序管控并没有起到应有的强制作用,沙特警方也没有对不听指令的朝觐者进行现场干预管控,当人群中有一部分人的情绪出现波动时,就会直接影响周围人的心理状态,从而导致整个人群的情绪产生波动,在这种情形下,一点点的碰撞就会引起冲突,导致恶性事件的发生。

表1 城市公共场所应急疏散安全风险影响因素   

表1 城市公共场所应急疏散安全风险影响因素
图1 2014年上海外滩踩踏事件安全风险因素集

图1 2014年上海外滩踩踏事件安全风险因素集

 

图2 2015年沙特阿拉伯圣城麦加朝觐者踩踏事故安全风险因素集

图2 2015年沙特阿拉伯圣城麦加朝觐者踩踏事故安全风险因素集

 

通过对这两个案例的分析,进一步筛选出一些应急疏散安全风险因素,如图1和图2所示。

1.3 评价指标体系的确定

根据以上分析,本文进一步将城市公共场所应急疏散安全风险因素分为人为因素、设备因素、环境因素和管理因素这四大类,并据此形成城市公共场所应急疏散安全风险评价指标体系,具体构成详见表2。

2 基于熵权法的模糊综合评价模型

本文采用熵权法来确定城市公共场所应急疏散安全风险评价指标的权重,并结合模糊综合评价对多层次指标进行系统科学的综合评判,最终确定评分标准以及等级的划分。

2.1 熵权法计算流程

(1)对各个指标进行归一化处理,计算准则层Bi下指标层Cij每个指标对应的各个分值打分人数占总人数的相应比重:

 

(2)计算准则层Bi下指标层Cij指标的熵值Hij:

 

表2 城市公共场所应急疏散安全风险评价指标体系   

表2 城市公共场所应急疏散安全风险评价指标体系

其中,K=1/Ins(K>0,0≤Pij≤1),本文中s为纳入计算的指标重要性评价的类别数;并假设Pij=0时,PijIn Pij=0。

(3)计算信息熵冗余度dij:

 

(4)计算准则层Bi下指标层Cij指标的熵权Wij:

 

且有:0≤wij≤1,∑nj=1wij=1。其中n为准则层下指标Cij的指标个数。准则层的评分是按照其下指标层指标的平均分乘以对应指标层熵权的乘积之和:

 

(5)由指标层各个指标的熵值Hij和Wij熵权计算出各个准则层的熵值和熵权:

 

其中,m表示的是准则层指标个数。

(6)确定指标的综合权数βij:

城市公共场所应急疏散安全风险各指标层指标的综合熵权可以表示为βij:

 

2.2 权重确定

(1)问卷调查

为了使指标的权重确定更为客观,本研究分别对公共场所现场运营管理人员、现场安保人员、现场活动人员和安全管理领域的专家学者等发放了问卷,请其对各评价指标相对于评价目标重要程度进行打分。本次累计发放200份问卷调查表,最终回收有效问卷151份,其中公共场所现场运营管理人员42份、现场安保人员18份、现场活动人员53份、安全管理研究专家学者38份,问卷回收有效率达到了75.5%。

(2)指标计算

根据熵权法的公式计算出各个指标的熵权wij以及βij,如表3所示。

表3 城市公共场所应急疏散安全风险指标熵权   

表3 城市公共场所应急疏散安全风险指标熵权

进一步可以得到相应的准则层权重,结果如表4所示。

表4 准则层权重   

表4 准则层权重

2.3 评分标准的确定

各个因素下的指标包括定性指标与定量指标。定性指标包括人员生理健康状况、人员心理状态和人群活动性质等,评分标准主要来源于生理健康文献资料的收集总结[8,9,10,11]。定量指标包括安全出口数目、安全出口宽度、疏散通道长度、疏散通道宽度及灾害性天气等,评分标准主要来源于国家消防规范、气象规范以及相关文献资料[12,13,14,15,16]。还有部分定量指标,如居民收入稳定性、设备例行检查和应急模拟演练等,由于没有统一的国家规范标准,本文也根据相关文献资料进行了梳理和总结[17,18,19,20]。评分标准如表5所示。

2.4 评价等级划分

本文采用模糊综合评价法对评价等级进行划分。邀请多位相关专家根据现场实际情况对每一个指标进行客观打分,然后进行单因素评价,再根据最大隶属度原则,确定评价对象所属的评价等级,给出评价结果。

根据评价综合指数的大小,本文把城市公共场所应急疏散安全风险划分为四个等级,参照风险维度可分为低风险、一般风险、中等风险和重大风险,具体划分如表6。

3 案例分析

为了验证上文所构建的城市公共场所应急疏散安全风险评价模型的可行性和科学性,本文选取南京新街口地下中心广场作为案例进行实证分析。新街口是南京最大的核心商业圈,日均客流量约为40~50万人,其地下面积约为35365平方米。新街口地下中心广场由地铁内的步行街和莱迪地下商场,以及周边各大商场的地下层组成。新街口地下商业区有南京地铁1号线和2号线的交汇处,它是目前亚洲最大的地铁站,也是最为复杂的换乘站。该区域每天聚集了大量的人群,有工作上下班的人群,也有参与商业活动的人群,尤其是在商业大转盘区域,人群密度非常大。新街口地下商业区采用了地下三层T型岛式车站,地下建筑面积约为3.7万平方米。如图3所示,新街口站总共有24个出入口,除了直接通往地面的8个出入口外,其余出入口分别通往各个大型商场的地下层,其中也包括从新街口地下大转盘广场至大洋百货地下接口的步行街。

图3 新街口地下中心广场透视图

图3 新街口地下中心广场透视图

 

3.1 新街口地下中心广场基本情况

(1)新街口地下中心广场活动人群

新街口地下中心广场既属于大众商业活动中心,又是众多地铁线的转换中心,交通十分繁忙,人流量十分巨大。调研结果显示,人群年龄结构分布主要是以青年为主,进场人群的活动性质主要集中在逛街、消费、聚会活动等,人员生理健康状况整体处于一个较好的水平。由于新街口地下中心广场人群大多数是以逛街、消遣、娱乐目的为主,整体人群心理还是处于较为积极乐观、从众欢快的状态。

(2)新街口地下中心广场设备情况

新街口地下中心广场各个安全出口共15个,分别通向各个商场及地上,各个安全出口宽度在2.8m-3.2m之间,疏散通道长度集中在12-15m,疏散通道宽度基本集中在1.8m-2m左右,整个广场内应急照明设施应急照明应急时间大于85min,处于较好的照明时长状态,仅次于民用消防应急照明时长。广播警告设施功放容量系数是0.5。但存在部分店铺将安全警告指示牌遮挡起来的现象,导致人群看不到安全警告指示牌。新街口地下中心广场的电力综合保障设施供电时长为八小时,供电情况相对比较良好。

(3)新街口地下中心广场环境情况

南京属于亚热带季风性气候,整体气候条件比较平稳,远离地震带。居民收入稳定性为0.21,整体收入差距较小。紧急避难所使用面积占总建筑面积的30.14%,处于较高的水平。由于新街口地下中心广场地处市中心,上下班高峰期及节假日周边主干道堵车现象严重,主干道交通饱和度常年维持在0.26-0.57之间。

表5 城市公共场所应急疏散安全评价指标层评分标准   

表5 城市公共场所应急疏散安全评价指标层评分标准

表6 城市公共场所应急疏散安全风险评价等级   

表6 城市公共场所应急疏散安全风险评价等级

(4)新街口地下中心广场管理情况

新街口管理模式属于半集体半商业模式,预案机制完善度整体较好,应急疏散安全知识宣传整体较为良好,信息化程度、数字化程度都较好。安全管理人员以六个月为周期例行进行疏散设备设施故障排查检修。通常一年进行三次针对应急疏散安全应急模拟的演练。管理人员身体素质处于较好的水准且整体安全技能水平处于较高水平。但仍然还存在一些不完善的地方,例如预案编制部门对辖区内应急疏散安全风险隐患的种类、性质、危害程度缺乏深入了解,滞后性强。应急预案的有效性中等,编制流程缺乏科学的风险评估,整体针对性不强;且对于突发事件安全风险隐患、致灾因素和应急资源等都缺乏详细评估。

3.2 评价过程及结果

基于上文所构建的评价模型,本文邀请了6名专家学者根据项目的实际情况分别打分。其中3人为新街口地下中心广场现场消防管理人员,平均从业年限为6年;2人为高校安全管理方面的专家学者,平均从业年限为8年;1人为现场疏散管理人员,从业年限为5年。根据模型计算评价得分结果如表7所示。准则层中人的因素、设备因素、环境因素、管理因素最终评价得分依次为4.05、4.26、4.49和4.13,城市公共场所应急疏散安全风险评价总体得分为4.24,根据表6可知,该项目处于低风险状态。

3.3 结果分析

从评价的得分情况来看,新街口地下中心广场应急疏散安全总体处于低风险状态。新街口地下中心逛街游玩的人群总体生理健康状况较好,心理状态也较为积极,虽然人口密度较大,但是流动速度相对较快,因此人的因素虽然评价得分不高,但仍然处于低风险状态。在设施设备方面,由于新街口地下中心广场建设的年限较短,所以设备设施总体处于一个比较好的状态,因此评分处于一个较高的水平;而由于地下中心广场处于地表以下,恰好南京又处于华东地区长江中下游平原地带,远离各种自然灾害多发区域,所以处于比较好的地理位势,基本不会存在严重的自然因素侵扰。在四类风险因素中,管理因素的得分仅高于人的因素,也反映出城市公共场所安全管理还存在一些欠缺,虽然大多数管理人员综合素质相对较高,但是在应急准备方面还略有不足,如果发生突发状况管理人员很难进入较好的工作状态。

表7 南京新街口地下中心广场应急疏散安全风险评价得分   

表7 南京新街口地下中心广场应急疏散安全风险评价得分

进一步分析各项指标的具体评分可以看到,人员生理健康状况、人群流动速度、安全出口数量、安全出口宽度、疏散通道宽度、灾害性天气、紧急避难所、管理人员受教育程度、管理人员身体素质、管理人员安全技能水平这10个指标评分比较高。通过分析南京新街口地下中心广场现场情况发现,新街口地下中心广场建成年限不长,所以设计建造方面都充分地考虑安全疏散情况,尤其是设备因素方面的几个指标得分都达到了5分。然而,人群活动性质、人群密度、人群应急反应时间、疏散通道长度、应急照明设施、广播警告设施、电力综合保障系统、居民收入稳定性、周边道路通行情况、应急疏散安全知识宣传、设备例行安全检查、应急模拟的演练这12个指标的评分相对较低。这是由于新街口作为南京商业中心,经常聚集大量的流动人群,局部区域人群密度也会相应的增大,导致有限空间内人群之间安全距离缩小。此外,空间局限性也使得疏散通道需要经历多次弯折,应急疏散时间和安全风险都会增加,因此疏散通道长度的评分也不高。从专家评分结果来看,该场所在广播警告设施及电力综合保障系统建设方面还有所欠缺,因此,相关部门不仅要在硬件设施方面加大对广播警告设施方面的投入,也需要在日常设备检修中加大对电力综合保障系统的维护。在管理因素方面,新街口地下中心广场管理过程中应急预案机制完善度、应急预案的有效性、应急疏散安全知识宣传等管理内容及方式都有所欠缺,因此整体应急预案水平处在一个比较中等的位置。虽然管理过程中也考虑到了设备的例行安全检查和常规的应急模拟演练,但总体频率偏低,可以考虑在不影响日常工作的前提下,适当增加检查和训练的频次,从硬件和软件两个方面共同提高管理人员对于应急疏散安全风险的应对能力。

4 结语

随着城市公共场所活动人群不断增多,暴露出的城市公共场所应急疏散安全风险问题也日益增加。本文通过文献分析以及实际案例确定城市公共场所应急疏散安全风险影响因素,并且进一步构建城市公共场所应急疏散安全风险的评价指标体系,结合熵权法和模糊综合评价法建立了城市公共场所应急疏散安全风险评价模型。文章以南京新街口地下中心广场为例进行了案例分析,验证了评价模型的实用性、科学性与可行性,并针对评价结果给出了相应的改进建议。本文的研究不仅提出了一种对城市公共场所应急疏散安全风险进行评价的方法,而且能为城市公共场所的规划、建设和管理提供参考依据,从而保障城市公共场所应急疏散安全,促进社会协调稳定健康的发展。

 

参考文献[1]王振.城市公共场所人群聚集风险理论及应用研究[D].天津:南开大学,2007.
[2]冉丽君,刘茂.人群密度对人群拥挤事故的影响[J].安全与环境学报,2007(4):135-138.
[3]刘君思.应急演练在提升院前应急能力中的作用评价[D].大连:大连医科大学,2016.
[4]张俭让,王江艳,董丁稳,等.基于优化定权与灰色聚类的人流密集场所应急疏散能力评价[J].西安科技大学学报,2014(4):451-456.
[5]陈嘉杰.大功率参量阵定向扬声器在地铁应急疏散引导中的应用[J].城市轨道交通研究,2018(12):138-141.
[6] Kaiser M J. Empirical models of extreme weather impacts on shut-in production in the Gulf of Mexico[J]. Marine Technology Society Journal,2006(1):4-14.
[7] Liu Y,Ren D,Liu Z,et al. The development and evaluation of virtual reality platform for emergency evacuation in coal mines[M]. QI E. 2016:381-387.
[8]王春雪,索晓,吕淑然,等.地铁应急疏散恐慌程度模型研究[J].中国安全科学学报,2015(2):171-176.
[9]熊立新,熊立春,石东平,等.受限空间气体灭火应激对疏散时间影响试验[J].中国安全科学学报,2016(10):48-52.
[10]熊立春,陈建宏,石东平.考虑声光刺激对人员生理心理扰动的应急疏散研究[J].中国安全科学学报,2015(9):171-176.
[11]王静虹.非常规突发情况下大规模人群疏散的不确定性研究[D].合肥:中国科学技术大学,2013.
[12]中国气象局政策法规司.气象标准汇编[S].北京:北京气象出版社,2014.
[13]中华人民共和国住房和城乡建设部,中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB50016-2014建筑设计防火规范[S].北京:中国计划出版社,2018.
[14]贾慧超.基于性能化方法的铁路综合交通枢纽典型空间防火设计研究[D].天津:天津大学,2017.
[15]沈琳,李希胜,高蓓超.基于Ecotect-GRA模型的建筑方案综合优选[J].武汉理工大学学报(信息与管理工程版),2014(3):401-405.
[16]王军,李希胜,刘勤文.基于Dynamo的绿色建筑方案设计优化[J].土木建筑工程信息技术,2019(3):121-127.
[17]仇志岭.完善消防应急救援体系研究[D].天津:天津大学,2015.
[18]吕显智,王永西,葛巍巍,等.基层公安消防部队应急救援能力构成要素研究[J].中国安全生产科学技术,2011(3):137-141.
[19]张捷.基于模糊综合评价法的操作风险管理研究[M].天津:天津师范大学,2007.
[20] 陈嫚嫚,陈恺,侯艳,等.基于FAHP-FCE地铁PPP项目合同风险识别与评价[J].神州,2018(31):208-209.
Safety Risk Assessment of Emergency Evacuation in Urban Public Places
MAO Peng WU Yanwu SUN Xiaoyu QIAO Yuanhao
(School of Civil Engineering,Nanjing Forestry University Shanghai Zhongliang Real Estate Group Co.,Ltd)
Abstract: In recent years,with the accelerating urbanization process in China,the urban population is increasing,and the crowd gathering activities in various public places are also increasing. The problem of emergency evacuation safety risks under emergencies is becoming more and more serious. In order to better assess the safety risks of emergency evacuation in urban public places and reduce the probability of occurrence of risks,this paper uses the bibliometric method and case analysis method to summarize the factors affecting the emergency evacuation safety risk of urban public places,using entropy weight method and fuzzy synthesis. This paper constructs an emergency evacuation safety risk assessment model for urban public places,and evaluates the emergency evacuation safety risk of the underground center square in Xinjiekou,Nanjing,and verifies the feasibility and rationality of the model. The research in this paper provides a certain theoretical support for the emergency evacuation safety management of urban public places,and helps to ensure the healthy order of urban public places activities.
Keywords: urban public place; emergency evacuation; influencing factor; security risk
745 0 0
文字:     A-     A+     默认 取消