城市公共场所人群拥挤踩踏事故分析

城市公共场所人群拥挤踩踏事故分析

第15卷第12期中国

2005年12月China安全

Safety科学Science学报Vol.15No.12

　　　　　　　　　JournalDec.2005

城市公共场所人群拥挤踩踏事故分析

任常兴1　吴宗之2　研究员　刘　茂1　教授

Ξ

(1南开大学城市公共安全研究中心,天津300071　2中国安全生产科学研究院,北京100029)

学科分类与代码:62015020　　　　　　　中图分类号:X928.1/.9　　　　　　　文献标识码:A资助项目“:十五”国家科技攻关计划滚动项目(2004BA803B05)。

城市公共场所人群高度聚集、流动性大,紧急状态时常发生群死群伤的拥挤踩踏事故,造成大量【摘　要】　人员伤亡和恶劣的社会影响。笔者首先提出拥挤踩踏事故分析的一般方法,并用群集指数来表征人群高度聚集这一参量;通过对近年来国内外人群拥挤踩踏事故的分析,认为该类事故以人群高度聚集为条件,由公众造成又危害公众,具有诱因众多、发生突然、难以控制等特点;强调事故预防和控制重点是建立事故应急机制,加强人群的管理和疏导等;同时从公共场所的性能优化设计、人群素质和群集密度、人群管理控制以及信息交流等方面分析其事故原因及提出相应对策,对预防此类事故发生,减少群集伤亡有重要意义。

公共场所;　拥挤踩踏;　群集指数;　应急预案;　【关键词】　

AnalysisofAccidentduetoSPublicPlace

　zhi2,Prof.　LIUMao1,Prof.

ofPublicSecurity,NankaiUniversity,Tianjin300071,China

2ofSafetyScience&Technology,Beijing100029,China)

Classificationandcodeofdisciplines:620.5020　　　　CLCnumber:X928.1/.9　　　　Documnetcode:AHighlycrowdedmassivepeoplewithhighmobilityaturbanpublicplaceusuallycauseaccidentofhighcasualtydueAbstract:　

toswarmandjostlementresultedinnegativesocialimpact.Thegeneralmethodofanalysisforswarmandjostlementaccidentisputforward,inwhichthecrowdindexisusedtodesignatetheparameterofswarm.Basedontheanalysisofsuchaccidentsoccurredathomeandabroadinrecentyears,itisconsideredthathighconcentrationofpeopleisthepreconditionofsuchaccident,itiscausedbypublicandinturnhurtsthepublicwiththecharacteristicsofmultipleinducer,suddenoccurrence,andhard2to2controlandsoon.Inordertopreventandcontrolthiskindofaccident,theemergencymechanismisnecessaryforpreventionandcontroloftheaccidentandforreinforcingtheregulationandevacuationofmassivepeople.Relevantcountermeasuresshouldbetakenbasedontheanalysisofpublicperformance2basedoptimizeddesign,crowdqualityanddensity,crowdregulationandcontrol,andinformationexchange.Allthesearesignificantinpreventingsuchaccidentandreducingthenumberofcasualty.

Keywords:　publicplace;　swarmandjostlement;　crowdindex;　emergencypreparedness;　crowdregulation

2002年孟加拉戈伊班斋月施舍活动中,因争抢而引发秩

1　引　言

随着人民群众物质文化生活水平的不断提高,城市公共聚集场所的建设及完善也越来越快。各类公共场所人群高度聚集、疏散距离较长,潜在的危险隐患较多,由于多种不确定突发原因,经常造成群死群伤的人群拥挤踩踏事故。近年来,城市公共场所人群拥挤踩踏事故多发,其中重大拥挤踩踏事件的典型案例,令人触目惊心:

序混乱造成34人死亡;

2003年印度马哈拉施特拉邦纳西克地区欢庆宗教节日

“昆梅拉节”时,场面失去控制,至少有30人被踩死,50人受伤;

2004年2月1日朝觐者在麦加参加宗教活动时发生拥

挤踩踏事件至少造成244人被踩死,另有200多人被踩伤;

同年2月5日北京市密云县密虹公园踩踏事件造成

37人死亡;同年4月12日印度勒克瑙竞选集会中,发生拥挤

Ξ文章编号:1003-3033(2005)12-0102-05;　收稿日期:2005-03-10;　修稿日期:2005-07-08

城市公共场所人群拥挤踩踏事故分析

第十二期　　　　　　　　　　任常兴等:城市公共场所人群拥挤踩踏事故分析踩踏事故至少造成21人死亡;

2005年1月22日麦加姆尼耶圣地在投石避邪桥一带发

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人数、死亡率、受伤率、疏散率等,主要通过事故统计分析和疏散模拟软件获得,常用软件如Simulex,EXODUS,SGEM等。

第四步,群集事故风险评估:提出减缓措施。对于事故场景i来说,风险R是场景频率Fi和后果Ci的函数:

Ri=f(Fi,Ci)

(1)

生朝觐者严重拥挤事故,致使约500名朝觐者受伤;

同年1月25日印度马哈拉施特拉邦一个宗教集会场所发生踩踏事件,造成的死亡人数已超过300人。

该类事故后果及其严重程度,都造成了重大的人群伤亡,社会负面影响恶劣。因而,对其事故的特点、形成因素以及应采取的安全措施的探讨就具有十分重要的现实意义。针对城市公共场所人群拥挤踩踏事故,笔者首先提出了拥挤踩踏事故分析的一般方法,并用“群集指数”来表征人群高度聚集这一参量,从公共场所的性能优化设计、人群素质和群集密度、人群管理控制以及信息交流等方面对影响公共场所人群拥挤踩踏事故的安全因素进行了分析,并提出其安全对策,对预防和控制该类事故具有重要的现实意义。

由于公共场所千差万别,拥挤踩踏事故的风险分析通常是针对某一类场所,把重要参数合理地近似为单一的破解阈值。风险进一步详细表述为

Ri=f(Fia×Na/Sa×Noff×Va×Ca1,Tia×Eia×Ca2)

(2)

式中,Fia———基于公共场所a的状况、布局、类型等,在单位

时间内(如年、月)的事故频率;

Na———场所a内的总人数;

Sa———场所a有效的人群活动面积,m2;

Noff———场所a进出口的人群流动系数,空间的单位宽

2　拥挤踩踏事故分析方法

论文中的城市公共场所是指由于人群的高度聚集、流动性强、潜在危险性大而易于发生群死群伤事故,供公众使用的活动空间场所。主要包括公共娱乐场所、集贸市场、大型商场、超市、大型集会、大型体育场馆、宗教活动区等大量人群聚集的场所。

。

图1所示,。

第一步,事故数据收集:尽可能详细地收集相关的事故资料,对事故进行分类、比较,总结出事故特点;

第二步,初步危险性分析:主要是辨识群集危险源,识别初始事件,如人群骚动、突降冰雹等。重点强调人为因素影响,如不同的身体和心理素质、安全意识和行为、教育程度以及年龄等。常用的方法是检查表、指数法和模糊评判法

。

度、单位时间内能够通过的人数称为人员流动系数,又叫单宽人流量n,人/(m s);

Va———场所a,m/s;

Ca1———,通常由专家给定。Ta可能的伤亡总人数;i可能的人群疏散率;a2—后果扩大系数,如年龄、性别、生理、心理影响

等对事故后果的扩大效应,通常由专家给定。

3　事故特点及其分类

据不完全统计,20世纪至今共发生死亡人数超过100人的拥挤踩踏事故(部分来自DirkHelbing[1],表1,

J.F.Dickie[2],表1)21起,共造成8700多人死亡。其中死亡500人以上的有6起,多集中在宗教场所、娱乐场所、体育场

馆等,主要是由突发事件、出口拥挤、紧急疏散等因素引起。

1900—2005年,国内外共发生拥挤事故近120起,死亡约9000人,受伤约20000人。国内2000年至今,中小学学校共

发生12起,死亡近80人,受伤260多人,已引起教育界的广泛重视。

死亡人数超过百人的拥挤踩踏事故不同原因和场所比较如图2和图3所示,从图中可以看出国内外重大拥挤踩踏事故中,紧急疏散、出口拥挤、人群拥挤导致的死亡人数约占

70%;宗教仪节、娱乐节日、体育场馆3类场所事故多发,死

亡人数约占72%

。

图1　人群拥挤踩踏事故分析方法

第三步,事故分析:主要是事故频率和事故后果的分析。

事故频率模型主要有年事故率(次/年)、年死亡率(死亡人数/年);事故后果模型主要是对影响人群的分析,如影响总

图2　拥挤踩踏事故不同原因死亡人数百分比

城市公共场所人群拥挤踩踏事故分析

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中国安全科学ChinaSafetyScience学报第15卷

　　　　　　　　　　　　　　Journal2005年

笔者提出群集指数(Crowdindex)来表征这一特性:

CI=α×[N/S]×Noff×V×C

(3)

式中,α———公共场所的事故易发性系数,由专家给定;

N———公共场所容纳的总人数;

S———公共场所有效的人群活动面积,m;

Noff———公共场所进出口人群流动系数n,人/(m s),

2

图3　拥挤踩踏事故不同场所死亡人数百分比

同式(2);

V———公共场所人群移动的平均速度,m/s;

C———由于年龄、性别、生理、心理、教育水平、安全意

311　拥挤踩踏事故的特点

公共场所发生人群拥挤踩踏事故是非常危险的,而那些空间有限,人群又相对集中的场所,例如:球场、商场、狭窄的街道、室内通道或楼梯、影院、酒吧、夜总会、宗教朝圣的仪式上、彩票销售点等都潜在着重大事故隐患,与一般的事故相比具有以下特点:

1)发生时空不定。

即人群拥挤事故在各种公共场所,各个时段都有可能发生,如建筑物的出入口、走廊、楼梯或广场等。聚集人群的密度越大,此类事故发生的可能性就越大。

2)

诱发原因众多。

由紧急事件引发的疏散过程中发生此类事故,或大量的人员拥挤在出入口处产生事故,或突然人群骚动等,有明显的原因就产生了严重的拥挤事故。

3)发生突然,难以控制)就会波及大量的人员,。

4)群死群伤,。

可见,公共场所拥挤事故通常以人群高度聚集为条件,特别以节假日、赛事或宗教仪式为多。公共场所事故由公众造成,又危害公众。由于诱因较多、发生突然、宣传与教育欠缺,公众在事故中往往无所适从,而产生从众心理和盲目恐慌,致使事故难以控制,造成大量的人员伤亡。

识、安全行为等因素决定的人群聚集修正系数,通常由专家给定。

群集指数中[N/S]和V是重要的决定量,[N/S]可以用人群密度人/m2,或m2/人表示,V为人群的移动速度,m/s。人群密度与人的可运动状态如表1所示(来自日本建设省的调查[3])。可见人群密度越大,单个人的活动就越困难。

表1　拥挤密度

5人810人

,人和人之间可以勉强挤过去

手不能上下动作

周围感到压力、身体不能动,发生呼救

人群密度与移动速度有关,影响安全疏散的时间,人群前进的速度随人群密度的增大而逐渐减小,二者的经验关系[4]如图4所示。

312　拥挤踩踏事故的分类

根据拥挤踩踏事故发生的过程可以分为两类:

一类是疏散过程中发生的拥挤踩踏,多是因为人员众多,疏散疏导不及时或无效引起;

二类是突发事件引起的人群拥挤踩踏,如人群骚动、突降冰雹、突然起火、建筑物破坏或倒塌等。

根据人群活动的公共场所可以分为5类:

一是宗教类,宗教仪节大量人群聚集突发事件引起等,如印度的宗教聚会事故;

二是娱乐类,如体育赛事、演唱会以及各种娱乐场所,如加纳阿克拉球迷闹事事件;

三是节日庆典类,如北京密云的灯展事件;

四是学校类,如我国近几年的中小学生踩踏事件等;五是其他类,多由火灾引起。

NelsonandMaclennan[5]所计算人群密度应该在0.54～3.8人/m2。0.54人/m2或以下个人能够相对自由移动,而3.8人/m2或以上,可能形成严重拥塞,稍许或不能移动。受

图4　人群密度与移动速度的经验关系

其他疏散者影响的移动速度依赖于人群密度。

Z.Fang[6]等人运用动力学原理进行分析认为:单个人的

运动受前后左右人群密度和间隔空间的影响,即受周围人群的影响,主要是受前后人群的影响。单个人j是位置和时间的函数xj(t),个人点源在距场所或建筑物出口或通道的中心线上,如果j人的个体质量为Mj,根据牛顿运动定律运动方程如下:

4　群集指数

人群拥挤踩踏事故的一个重要特点是人群的高度聚集,

城市公共场所人群拥挤踩踏事故分析

第十二期　　　　　　　　　　任常兴等:城市公共场所人群拥挤踩踏事故分析

2-Mj2=C/|xj(t)-xj-1(t)|+fj+pj-dtdtdt

(4)

105

人群拥挤时的过载,以至造成了严重的事故。该类型的事故主要分为3种情况:

一是建筑物或场所结构的破坏,如看台倒塌等原因造成人员伤亡,这种情况是受害人员所无法预见和躲避的;

二是建筑物的不合理设计,这种情况多发生在人群集中场所的进出口楼梯上;

三是发生突发事件,人群疏散困难,造成大量伤亡。公共场所本身的风险由设计风险、布局风险和装修材料风险3部分组成,表述为

Rpublic=Rdesign+Rlayout+Rdecoration+plant

式中,Mj———人j的个体质量;

dxj/dt———人j的加速度;

|dxj/dt-dxj-1/dt|———j人相对于前面j-1人的相对

2

2

速度;

|xj(t)-xj-1(t)|———j人相对于前面j-1人的相对

距离;

fj———j人侧面以及错列叉排结构的影响阻尼力fj>0;pj———j人的其他阻力如年龄、性别、生理、心理影响等

(5)

装修材料因素最易导致突发事件,如突然起火等。这就要求公共场所必须降低设计、布局和装修材料3者的风险才能减少群聚的场所风险。

公共场所的疏散性能优化设计就是要给人员提供足够的疏散时间到达安全区域,避免受到火灾或其他事故的危害,即一旦发生拥挤事故,,到达安全区域。

个体抵抗力为pj;

C———j人前后影响力系数,为常数。

N个人有N-1个二次普通微分方程,j=1,2,3,…,N。

式(4)是向前移动的动力学方程:质量与加速度的乘积等于前后避免碰撞的阻止力、侧部阻尼力fj和个体抵抗力为pj三者的和。其中前后避免碰撞的阻止力为主要影响力:相对速度|dxj/dt-dxj-1/dt|大、间隔距离|xj(t)-xj-1(t)|小时,阻止力就越大。

512　、生理、心理、教育水平,在拥挤情况下的,。在事故发生时,如果人们思维混乱,行为失控,盲目行动,都将会极大地影响救援并加大伤亡。

如果人们能意识清醒,迅速判明处境,果断地采取自救或援救他人的行动,都会有利于降低人群的混乱程度,迅速地进行疏散,减轻伤亡。因而,平时就应该加强紧急情况人群疏散以及拥挤踩踏事故中人群自救和防护的宣传和教育。

人群聚集密度控制是降低拥挤踩踏事故风险和加快人群安全疏散的重要措施,在球场、商场、狭窄的街道、室内通道或楼梯、影院、酒吧、夜总会、宗教朝圣的仪式等公共场所必须限制人群的最大聚集量。

5　事故原因及其对策

巨大,,付该类事故,,。吴宗之,建立健全社会预警体系,提高保障公共安全和处置突发事件的能力;J.D.Sime[8]指出拥挤人群的安全逃生与4个因素有关:场所性能设计、人群通讯交流、拥挤管理以及人群行为特征等。同时,人群的移动速度又与人群的密度有关,总体上密度越大移动速度越小。笔者从公共场所的性能优化设计

、人群素质和聚集密度以及人群的信息交流、管理和控制等方面对拥挤踩踏事故进行分析。如图5所示,5个因素都可能引起拥挤、疏散困难从而导致事故发生。

[7]

513　人群的管理和控制

组织者对人群的管理水平和控制能力也是降低和减少拥挤踩踏事故风险的重要影响因素。

许多事件由于组织者对人群的失控,不能及时地进行疏导和分流,才造成人群的拥挤和混乱;又由于缺乏对事故的准备,使得在事故发生后,不能及时地进行救援,这也加重了事故损失。

因而,组织者必须加强自己的管理水平,通过采取明确人群性质,做好紧急突发事故的准备,对现场的管理人员进行一定的培训,严格控制人群的密度和人流的流量,在发生

图5　人群拥挤踩踏事故原因及其对策

大规模的人群拥挤时要尽快采取疏导和分流等一系列手段来避免事故的发生。

因此,必须建立完善有效的公共场所突发事件应急机制和预案,一旦发生事故立即启动预案,统一指挥,尽最大能力降低人员伤亡和财产损失。

511　公共场所的性能优化设计

公共场所大量的人群聚集,某些小事故可能由于建筑物或场所的设计不合理而引发,或者由于在设计时没有考虑到

城市公共场所人群拥挤踩踏事故分析

106 514　人群信息交流

中国安全科学

ChinaSafetyScience学报第15卷

　　　　　　　　　　　　　　Journal2005年

态发展的不和谐引起的。通过笔者的分析和探讨可以得到以下结论:

1)公共场所人群拥挤踩踏事故诱因较多、发生突然、难

Pauls[9]指出拥挤事故出现在前后信息交流失效的人群。

后部或排队的人群可能不知道人群已经积累的压力,在中部或前部达到碰撞或阻塞水平,尤其是前部运动遇到障碍而停止。如果此时由于开门、栏杆倒塌等因素使前部的压力突然释放,就会使后部的人们得到一个错误的信息,即前部已经开始运动,从而更加用力地向前挤,这时便容易发生踩死踩伤人的事故。所以,人群在发生拥挤事件时必须大声呼喊和前后人群进行信息交流,听从组织人员的指挥缓解拥挤压力。另外,要建立应急广播和现场信息传递系统。

以控制,重点是建立事故应急机制,加强人群的管理和疏导,并提出了事故分析的方法,用群集指数来表征人群的高度聚集。

2)公共场所性能优化设计有利于人群的安全疏散,降

低和减少事故发生。

3)严格控制人群的聚集密度,提高人群安全素质,加强

宣传和教育是控制和减少此类事故的重要因素。

4)加强对人群的管理,及时地进行疏导和分流。5)建立良好的人群信息交流系统,如应急广播和现场

6　结　论

公共场所人群拥挤踩踏事故是由人、环境、管理3者动

信息传递系统。

参考文献

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andEvacuationDynamics[C].Springer,Berlin,20022　J.F.Dickie.CrowdDisaster[A].FAmsterdam,TheNetherlands,March1993:9～973　木村清.[C],2001:26～30

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NFPA,3-286-3-295,1995

6　Z.Fang,S.M.Lo,J.A.Lu.OntheRelationshipbetweenCrowdDensityandMovementVelocity[J].FireSafetyJournal,2003,

38(3):271～283

7　吴宗之,周永红.中国安全社区建设的若干对策探讨[J].中国安全科学学报,2005,15(1):19～238　J.D.Sime.CrowdPsychologyandEngineering[J].SafetyScience,1995,21(1):1～14

9　Pauls,J.TheMovementofPeopleinBuildingsandDesignSolutionsforMeansofEgress[J].FireTechnology,1984,20(1):27～47

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城市公共场所人群拥挤踩踏事故分析

安全科学技术人才交流园地

本期论文作者简

介

孙继平　中国矿业大学(北京校

区)副校长、信息工程研究所所长,教授、博士生导师。国家安全生产

信息专家组组长《煤炭学报》,编委会委员,中国煤炭劳保学会理事,中国煤炭学会计算机通信专业委员会委员,中国煤矿专用设备标准

化技术委员会委员,享受政府特殊津贴。1958年12月生,山西省翼城县人。多年来一直从事矿井监

刘锡军　湖南科技大学土木学院

副院长、混凝土研究所所长,教授。1955年11月生,1981年12月本科

毕业于湖南大学土木系工业与民用建筑建筑专业,1990年8月被聘为教授、硕士生导师,2002年9月至今在中南大学攻读博士学位。

,。主持、参与

控与通信方面的教学和科研工作,承担了多项国家和部级基金项目。制定煤炭行业标准2项,主持制。《、工程抗震》、定《煤矿安全规程》安全监控部分,获煤炭部、

。部、国家教委科技进步奖3项,3。发表论文百余篇,出版专著8

任常兴　南开大学在读博士研究

　,博士。安

,1965年9月生,1990年

7月毕业于中南工业大学采矿专业,获工学学士学位;1998年9月至2004年10月就读于中南大学资源与环境工程学院,先后获得硕士

和博士学位。现在中国安全生产

科学研究院矿山所工作,主要从事矿山充填材料及工艺、矿山安全及安全评价等方面的研究工作。在矿山工作8年,积累了丰富的实践经验,对矿山生产工艺及安全等方面的进行了诸多探索性研究,先后发表相关论文10

余篇。

生。1979年5月生,河北临城县人,2001年于中国地质大学(武汉)安全技术及工程专业获理学学

士学位;2004年于该校获安全工程专业理学硕士学位,同年考入南开大学环境科学与工程学院。现为

南开大学环境学院、城市公共安全研究中心在读博士研究生,研究方向为安全工程。硕士期间曾从事火灾爆炸、安全评价、长余辉发光材料安全生产的研究,发表论文多篇。现主要从事“十五”滚动国家科技攻关计划课题“城市典型公共场所与设施风险评价关键技术研究”

。

姚智胜　博士研究生。福建泉州

王志军　山东科技大学资源与环

境工程学院安全技术及工程专业硕

士研究生。1979年8月生,山东梁山人。主要从事安全工程、矿井通风及安全、深井热害的研究工作,参与企业委托项目5项。已在《煤矿

安全》等核心刊物上发表《加油站危

险性评价模型的建立及应用》《基于神经网络的综合、指标在煤矿安全预测中的应用》

等多篇论文。

人,1979年9月生。2001年毕业于北京交通大学交通工程专业,获工

学学士学位;2002年开始攻读北方交通大学交通运输规划与管理专业硕士学位,2004年9月获得提前攻博资格,继续攻读该专业博士学

位。主要研究方向为城市交通规划与管理。近几年来,参与了多项城市交通规划与管理相关的科研项目,在全国性学术刊物上发表了多篇学术论文。

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