По поводу статьи А. А. Таранцева “об одной задаче моделирования эвакуации с использованием теории массового обслуживания”

БЕЗОПАСНОСТЬ ЛЮДЕЙ ПРИ ПОЖАРАХ

УДК 614.841

ПО ПОВОДУ СТАТЬИ А. А. ТАРАНЦЕВА

“ОБ ОДНОЙ ЗАДАЧЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭВАКУАЦИИ

С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕОРИИ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ”

И. И. Исаевич

Ульяновский государственный технический университет

Рассматривается антология моделирования процесса эвакуации людей, предпринятого

А. А. Таранцевым в публикации “Моделирование параметров людских потоков при эвакуа- ции с использованием теории массового обслуживания” [2].

евозможно остаться в стороне от обсуждения              на которые ссылается в своей статье господин
Нвопросов, касающихся проблем эвакуации                      А. А. Таранцев.
людей [1 – 3]. Очень хочется в самом начале согла-               Немаловажным моментом в данном вопросе яв-
ситься с господином А. А. Таранцевым [1], что дис-           ляется защита людей от опасных факторов пожара.
куссия безусловна “полезна, а тем более, когда это           Работы, проведенные специалистами ВНИИПО
касается такого важного вопроса, как эвакуация               (гидромоделирование процессов распространения
людей”, так как результат эвакуации — спасенные              опасных факторов пожара [7], математическое мо-
жизни.                                                       делирование процесса развития пожара [8]), свиде-
В связи с этим необходимо сразу разобраться в             тельствуют, что наиболее опасным фактором пожа-
следующем:                                                   ра для станций метрополитена является окись
l  какой процесс понимается под процессом эва-               углерода, а самым опасным участком станции —
куации;                                                   участок перед эскалатором, как раз тот участок,
l  какие параметры движения людей при этом мо-               движение по которому является предметом при-
делируются, учитывая различия терминов, ис-               стального внимания. Позволю себе не согласиться
пользуемых в теории людских потоков и теории              с господином А. А. Таранцевым, что из заглублен-
массового обслуживания;                                   ной станции можно эвакуироваться только по эска-
l  может ли служить эскалатор эвакуационным                  латору. Это, конечно, самый короткий путь, но, учи-
участком пути;                                            тывая вышесказанное, не самый безопасный.
l  каков результат применения теории массового               А если очаг пожара находится непосредственно
обслуживания к движению людских потоков.                  перед эскалатором, да и станция имеет только один
Итак, возможна ли эвакуация людей при помо-               выход? В этом случае есть возможность эвакуиро-
щи эскалатора? Если речь идет об эвакуации людей             вать людей через тоннель, в крайнем случае пешком.
при возникновении пожара, то эвакуационные пути                  Приведенные соображения относятся к тем слу-
действительно не должны включать лифты и эска-               чаям, когда пожар возникает на станциях или участ-
латоры [4] — пути сообщения, связанные с механи-             ках, непосредственно примыкающих к ним. Если
ческим приводом, “так как всякий механический                речь идет о пожаре в поезде [9, 10], то, несомненно,
привод связан с источником энергии, который мо-              пассажиров высаживают из вагонов и эвакуируют
жет при пожаре или аварии выйти из строя” [5].               по эскалаторам на поверхность. Но при этом, в слу-
И это ярко проявилось при недавних глобальных                чае развития пожара, опасность остановки эскала-
энергетических отключениях в крупнейших горо-                тора или превышения содержания окиси углерода
дах ведущих стран мира. Если допустить, что после            на участках непосредственно перед ним не исклю-
выхода из строя механического привода эскалатор              чается.
сохранит свою конструктивную прочность и устой-                  Следовательно, выбор эскалатора в качестве
чивость, то эскалатор, с точки зрения движения лю-           участка пути эвакуации зависит от многих факто-
дей, становится лестницей, причем не очень удоб-             ров: месторасположения очага пожара, системы
ной, в силу высокой ступени.                                 вентиляции, планировочного решения станции
Рекомендаций по использованию эскалатора в                и т.д. Было бы целесообразнее назвать эскалаторы
качестве эвакуационного пути со станций метро-               аварийным участком пути, которым можно вос-
политена не дают и специальные СНиП II-4–80 [6],             пользоваться в крайнем случае для спасения людей.

ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ 5’2003

Как известно [5], аварийные пути не учитываются       ние отдельного человека в людском потоке на
при расчете эвакуации. Это одна из причин, по кото-   последующих участках пути зависит от других уча-
рой отсутствуют нормы для таких особых участков       стников движения, т.е. от плотности потока, т.е. от
пути, как эскалаторы, аварийные выходы, аварий-       свободы движения, и, следовательно, заявки не мо-
ные лестницы и т.д. Кроме того, для движения по       гут поступать “в систему независимо друг от друга”
некоторым из них — вертикальные штанги, наклон-       [19], и, следовательно, некорректно принимать та-
ные трубы — требуется некоторая физическая под-       кой поток в качестве потока стационарного, без по-
готовленность [5, 11], более того, вертикальные       следействия. Удивительно, что ссылаясь постоянно
штанги рекомендуется использовать для пожарных        на работы Е. С. Вентцель, господин А. А. Таранцев
команд, т.е. для хорошо физически подготовленных      не понимает, на каком основании В. В. Холщевни-
специалистов.                                         ков “отрицает, что поток эвакуирующихся, подхо-
Как правило, многие чрезвычайные ситуации         дящих к аварийному выходу, не является пуассо-
связаны с возникновением пожара. Но предполо-         новским”. Да потому, что, позволю себе еще раз
жим, что может возникнуть необходимость массо-        сослаться на выдержку из работы, которая исполь-
вого подъема пассажиров метрополитена на повер-       зовалась в дискуссии, “… поток пассажиров, поки-
хность или, наоборот, спуск вниз, при этом опасные    дающих станцию метро, уже не может считаться
факторы пожара им не угрожают. Кстати, очень по-      потоком без последействия, так как моменты выхо-
хожая ситуация возникает на станциях и пересадоч-     да пассажиров, прибывающих одним и тем же по-
ных узлах метрополитена в час “пик”. И, конечно,      ездом, зависимы между собой” [19]. Можно доба-
эскалаторы в такие моменты являются важным ком-       вить: “… также как и их распределение по вагонам
муникационным участком пути людского потока.          поезда”. И даже после слияния потоков каждый че-
Неясно, почему в статье [1] господин А. А. Та-    ловек, участвующий в движении, не свободен в
ранцев подменяет содержание работ [12, 13], при       своем выборе. Его движение зависит от окружа-
этом ссылаясь на авторов. Именно в этих и ряде        ющих людей, следовательно, опять же, заявки не
других работ [14 – 17] рассматриваются зависи-        могут поступать “в систему независимо друг от
мость пропускной способности эскалатора от раз-       друга” [19].
личных факторов: скорости движения полотна эс-            В своей статье господин А. А. Таранцев [1], на
калатора, параметров движения людского потока         мой взгляд, противоречит сам себе. Все-таки не
непосредственно перед эскалатором, конструкции        ясно, какой процесс моделируется? Процесс сво-
портала эскалатора, а также особенности перехода      бодного движения (D < 0,05) или процесс, при ко-
людей на подвижный участок пути. Конечно, если        тором “при D > 0,9 столь плотный поток можно рас-
человек уже зашел на полотно, то его скорость дви-    сматривать как своеобразную очередь”, и средняя
жения определяется скоростью движения полотна         скорость движения уже не зависит от плотности?
и не зависит от того, с какой плотностью люди стоят   Довольно странно вначале задаться значением
на полотне, опять же, если опустить возможность       плотности, а затем утверждать, что далее скорость
движения людей по эскалатору. Но на него, эскала-     от нее не зависит. Или, все-таки, поток случайный?
тор, еще нужно попасть. И сколько человек сможет          Обращаясь к результатам применения А. А. Та-
зайти на эскалатор зависит от вышеперечисленных       ранцевым ТМО к процессу эвакуации [1, пример 1],
факторов. Ни в одной из работ [12 – 17] не говорит-   возникает вопрос: что означает “сразу встать на его
ся о постоянной пропускной способности эскалато-      ступени”? Имеются в виду ступени эскалатора?
ра. Разброс значений пропускной способности су-       За какой промежуток времени? Встать одновре-
щественный, так зачем отвергать то, что уже           менно? Встать за промежуток времени Dt ? Ни в
установлено и подтверждено натурными наблюде-         первом, ни во втором случаях этот процесс невоз-
ниями?                                                можен для 16 человек. О каком промежутке време-
Не скрою, заманчиво применить теорию массо-       ни идет речь? Это чрезвычайно важно, так как при
вого обслуживания к поточному движению людей,         эвакуации счет идет на секунды, и цена этих се-
и такие попытки предпринимались автором данной        кунд — жизнь людей, а результаты натурных на-
статьи и В. В. Холщевниковым. Напрасно обвине-        блюдений показывают, что график на рис. 3 [1]
ние в его адрес по поводу неприятия ТМО. Причи-       не соответствует реальности, и время в примере 2
ны невозможности применения ее — все те же, они       [2] — это не “время выхода на поверхность” —
достаточно хорошо описаны в статье [3]. Кроме         до нее еще нужно доехать на эскалаторе.
того, мнение автора статьи и В. В. Холщевникова           Факторами, которые необходимо учитывать при
по данному вопросу совпадают с мнением класси-        численном моделировании людских потоков на
ков ТМО [18, 19]. “… поток пассажиров, входящих       станциях и в пересадочных узлах метрополитена,
на станцию метро”, является пуассоновским [18],       являются: формирование источников людских по-
но затем характер потока меняется, так как движе-     токов, интенсивность выхода людей из источников,

БЕЗОПАСНОСТЬ ЛЮДЕЙ ПРИ ПОЖАРАХ
ширина выходов из источников, ширина участков            Кроме того, одним из опасных факторов пожара
путей движения, их длина, мощность людского по-       является скорость распространения огня по конст-
тока. Только тогда возможно определить необходи-      рукции. Для защиты людей от такого рода факторов
мые для организации движения людских потоков          необходимо четко знать местоположение эвакуиру-
параметры: время движения людских потоков по          ющихся в каждый момент времени. Средняя длина
системе коммуникационных путей, время задерж-         очереди (ТМО) — среднее количество людей, ожи-
ки движения, длину и продолжительность скопле-        дающих перед эскалатором, — также не позволяет
ния людей на участках (в том числе и перед эскала-    отразить картину скопления людей перед эскалато-
тором), максимальную ширину людского потока и         ром — длину этого скопления, так как последнее
его максимальную плотность на участках, коэффи-       определяется планировочными решениями станции.
циент заполнения эскалаторного полотна. Все не-          В заключение хочу сказать, действительно,
обходимые для этого исследования проведены и          ТМО не нуждается в какой-либо защите, ее широ-
модели разработаны. Они должны быть известны          кое применение говорит само за себя. Но для того,
А. А. Таранцеву, поскольку он ссылается в своей       чтобы применить ТМО к процессу эвакуации, необ-
статье [1] на соответствующие работы (в частности,    ходимо все-таки разобраться в физических процес-
[6] в его статье). Однако он их почему-то игнориру-   сах движения людских потоков, так как за допу-
ет, занимаясь лишь одним сечением в системе ком-      щениями, которые тем более не подтверждены
муникационных путей при неизвестно откуда взя-        натурными наблюдениями, стоит жизнь людей. Что
тых данных.                                           же касается того, что в нормировании “преобладает
Процесс эвакуации людей при пожаре в качест-      детерминированный подход” [1, с. 81], то это недо-
ве времени эвакуации рассматривает время эвакуа-      статок возможностей нормирования, которые, как
ции всех людей, поэтому и нормы [4, 6] разрабо-       показано в работе [20], пока отстают от теории.
таны с учетом движения человека, наиболее             В теории же людских потоков уже давно вероятно-
удаленного, в момент начала эвакуации, от эвакуа-     стные методы применяются не только “лишь для
ционного выхода. В связи с этим очень важно знать     установления некоторых статистических зависи-
время движения потока людей, включая последнего       мостей и распределений” [1, с. 81], но и для описа-
в потоке участника движения, как и участника, от-     ния (моделирования) процесса движения людей в
личающегося по своим психофизиологическим             потоке, причем на базе не надуманных, а фактиче-
возможностям от среднестатистического. К сожа-        ских данных. Эти данные отображают и физиоло-
лению, среднее время ожидания (ТМО) перед эска-       гию, и психологию поведения людей, и не завися-
латором не дает таких результатов. Очевидно, что      щие от людей закономерности движения их потока,
его нельзя считать временем эвакуации, так как для    не идентичного ни потоку “вызовов”, ни потокам
всех остальных участников движения, для которых       твердых частиц, ни потокам жидкостей. Здесь иная
время ожидания больше среднего, процесс эвакуа-       кинематика и математика, чем в математической те-
ции может закончиться плачевно.                       ории массового обслуживания.

ЛИТЕРАТУРА

1. Таранцев А. А. Об одной задаче моделирования эвакуации с использованием теории массо- вого обслуживания // Пожаровзрывобезопасность. 2003. Т. 12. № 3. С. 80 – 87.

2. Таранцев А. А. Моделирование параметров людских потоков при эвакуации с использовани- ем теории массового обслуживания // Пожаровзрывобезопасность. 2002. Т. 11. № 6.

С. 54 – 56.

3. Холщевников В. В. Что моделируем с использованием теории массового обслуживания //

Пожаровзрывобезопасность. 2003. Т. 12. № 3. С. 39 – 40.

4. СНиП 21-01–97*. Пожарная безопасность зданий и сооружений.

5. Ройтман М. Я. Пожарное нормирование в строительстве. — М.: Стройиздат, 1985.

6. СНиП II-40–80. Метрополитены.

7. Виноградов Ю. И., Федоров А. М. // Противопожарная защита подземных сооружений мет- рополитенов. — М.: ВНИИПО, 1986.

8. Беляцкий В. П., Бондарев В. Ф. // Там же.

9. Пожарная тактика / Под ред. Я. С. Повзика. — М.: ВИПТШ МВД СССР, 1984.

10. Рекомендации по тушению пожаров в подземных сооружениях Петербургского метрополите- на. — СПб.: Филиал ВНИИПО, 1999.

ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ 5’2003

11. Предтеченский В. М., Милинский А. М. Проектирование зданий с учетом организации дви- жения людских потоков. — М.: Стройиздат, 1979. — 375 с.

12. Еремеев Ю., Белов Е., Исаевич И., Барановская Т. Выбор оптимальной производительности эскалаторов // Метрострой. 1989. № 1.

13. Исаевич И. И. Разработка основ многовариантного анализа объемно-планировочных реше- ний станций и пересадочных узлов метрополитена на основе моделирования закономерно- стей движения людских потоков: Автореф. дис. канд. техн. наук. — М.: МИСИ, 1990.

14. Fruin Ph. D. Pedestrian Traffic Consultant // Building circulation, 1987.

15. Холщевников В. В., Балакин С. А., Хетчиков А. И. Методика выбора числа эскалаторов для станций метрополитена // Вестник ВНИИЖТ. 1986. № 2.

16. Буга П. Г., Шелков Ю. Д. Организация пешеходного движения в городах. — М.: Высшая школа, 1980.

17. Горбанев Р. На метро в 21 век // Наука и жизнь. 1987. № 2.

18. Вентцель Е. С. Теория вероятностей. — М.: Наука, 1969.

19. Вентцель Е. С. Теория вероятностей. Изд. 5-е, стереотип. — М: Высшая школа, 1998.

20. Холщевников В. В. Моделирование людских потоков // Моделирование пожаров и взрывов.

— М.: Пожнаука, 2000.

Поступила в редакцию 29.09.03.