开展大型超市人员疏散STEPS模拟计算，可以大大降低人员伤亡
导读：近年来，大型建筑物内突发事件造成的人员伤亡事件层出不穷，如何快速有效地将人员疏散至安全区域已成为国内外公共安全工作的重心。人员疏散作为紧急情况下降低人员伤亡的重要措施之一，其研究内容也在不断拓展和深化。大型超市的建立是城市发展的必然结果，满足了人类日常生活的物质需求。但一旦发生突发事件，极易造成财产损失和大量的人员伤亡。如2019年6月10日，新余市某超市由于电线线路老化发生火灾，导致一人死亡，超市内的物品悉数被毁等等。Steps人员疏散模拟软件可以有效计算各类建筑物（商场、地铁、列车、学校、医院等等）内不同工况下人员疏散所需要的时间及人群疏散状态。、
大型超市内人员疏散的出口位置、出口宽度、人员亲情行为、对疏散出口的认知度、人员密度、人员自身行走（比如速度、耐力等）的特性等等对疏散时间的计算结果有很大的影响。一、模型简介
本文以某超市为案例，对不同人员疏密、不同疏散诱导策略工况下的人员疏散时间进行了计算比较，可以有效指导此超市内的人员疏散。超市长为100m，宽40m，超市内布置些许平行货架，其尺寸为1×6m；超市内货架的布局方式有A、B两种。超市整体的进出口局图如下图所示，其中进出口1为超市正常营业的进口或出口，在另一端头布置有紧急出口2、3（仅在突发 情况下开启）；本文主要比较A\B布局，疏散诱导策略对不同人员数量（100人/500人/1000人）疏散时间的影响。本文假定超市内的人员身体特性类似，其身高、耐力如下图所示，人员的行走速度服从Fruin分布（为正态分布，最大速度为2.05m/s，最小速度为0.65m/s，平均速度为1.35m/s，标准方差0.255），如下图所示；Steps可以考虑人员的斜坡行走因子，人员之间距离对行走速度的影响，人员密度对行走速度的影响等等。二、疏散模拟计算
通过在Steps中设置随机种子，在人员数量相同的工况下，可以保证初始时刻人员位置的一致性。超市内的人员正常疏散（如超市打烊关闭），进出口1开启，紧急出口2、3封闭。正常状态下，人员均走向出口1，A布局超市需要2分20秒疏散完毕，B布局超市需要2分22秒完成疏散。由于人员比较少，出口处未出现排队等待现象。二者疏散时间相近。
A布局超市
当超市人员为500人时，可以看出，在30秒时，A布局超市进出口1处出现非常明显的排队等待现象；B布局超市中4列横向的货架形成了明显的导流通道，在进出口1处无排队等待现象；在30秒时，A布局超市疏散人员103人，B布局超市疏散人员146人；诱导措施良好。A布局超市需要2分20秒疏散完毕，B布局超市需要2分24秒完成疏散，二者疏散时间相近。
B布局超市
当超市人员为1000人时，可以看出，在39秒时，A布局超市进出口1处出现非常明显的排队等待现象；B布局超市中4列横向的货架形成了明显的导流通道，在进出口1处无排队等待现象，诱导措施良好。A布局超市需要4分11秒疏散完毕，B布局超市需要3分01秒完成疏散，B布局比A布局节省了1分10秒的疏散时间。通常而言，人员对超市内的所有紧急出口都有认知了解，并能根据自身所处位置选择最近的出口疏散，但当突发时间发生后，人们可能会由于心理紧张等因素，不会过多去选择合理的出口，一般会去选择常用的出口（本案例为进出口1）进行疏散，即人类的惯性行为。当突发事件发生后，疏散人员可以根据超市广播、超市疏散指示灯、货架（墙面、地面）设置的疏散标志、超市人工引导等等诱导措施提高人员对紧急出口2、3的认知。本文中设置人员对紧急出口2、3的认知熟悉度为0.8。只要诱导设施布置适当，在平时和灾时都容易被人员看到，就能有效地疏导人群走向安全出口，尽快脱离现场，也有助于消防救援人员在烟雾中辩认方向，进行快速抢救。
从下图可以看出，在此场景下，部分人员会通过紧急出口2、3疏散，证明了疏散诱导措施能够有效疏散人员。
在此场景下，由于有疏散诱导措施，人员疏散时间比正常疏散工况节省了很多时间。A布局超市疏散时间为1分10秒，比正常疏散节省了1分10秒；B布局超市疏散时间为1分06秒，比正常疏散节省了1分16秒。在此场景下，A布局超市疏散时间为2分15秒，比正常疏散节省了5秒；B布局超市疏散时间为1分39秒，比正常疏散节省了45秒；B布局比A布局节省了36秒的疏散时间。当人数较多时，在1分04秒时，A布局超市的三个出口处都出现非常明显的人员排队等待现象；而B布局超市出口1无人员排队等待（出口1的尺寸较大），仅仅在出口2、3处出现人员排队现象（主要是因为紧急出口2、3宽度尺寸不够），且较A布局的排队区域小。可以明显看出，在此工况下，B布局超市的结构可以很好地引导人员疏散。
在此场景下，A布局超市疏散时间为4分09秒；B布局超市疏散时间为3分03秒；B布局比A布局节省了66秒的疏散时间。
A布局超市
三、结论：
将上述计算结果进行汇总整理，将不同工况场下的疏散时间列表，图下图所示。
在正常状态下，当超市人员为100/500人之内时，A布局、B布局的疏散时间基本一致；
在正常状态下，当超市人员为1000人之内时，B布局比A布局的疏散时间节省70秒；
在紧急状态下，超市内有诱导措施，当超市人员为100人之内时，B布局比A布局的疏散时间节省4秒；当超市人员为500人之内时，B布局比A布局的疏散时间节省36秒；当超市人员为1000人之内时，B布局比A布局的疏散时间节省66秒；
在紧急状态下，当人员较多时，虽然存在诱导措施，但由于紧急出口2、3的宽度限制，导致在出口2、3形成人员排队现象，紧急出口2、3的宽度有待优化。
福利：笔者赠送本文有关的算理模型，希望学习型工程师多加练习，早日掌握STEPS模拟计算工具。请分享本文到朋友圈，截图发给任意仿真小助手即可索取，新用户关注仿真秀公 众号回复 小助手 ，添加好友后，发截图后索取即可。
作者：王永康 仿真秀专栏作者
声明：原创文章，本文首发仿真秀，部分图片源自网络，如有不当请联系我们，欢迎分享，禁止私自转载，转载请联系我们。欢迎投稿，投稿请联系我们
获赞 10082粉丝 21543文章 3539课程 219
