吳秀敏，蹇兆剛，唐志偉，張 輝

（1．福建省福州市閩侯縣公安消防大隊，福州，350100；2．清華大學公共安全研究院，北京，100084）

0 引言

火災中人員的疏散行為將同時受到物理、生理、及心理等方面的影響。在物理方面，人員的行為將受到室內空間構造、障礙物、疏散路徑寬度等建筑結構限制，同時火災現(xiàn)場燃燒狀態(tài)、熱輻射以及能見度等也將對人員的行為產生影響。在生理方面，人員的行為將受限于自身的生理特征，如身高、行動速度、反應能力等外部體征，以及對于高溫、有毒煙氣的耐受程度等耐受性體征。在心理方面，人員會受到性別、性格、經歷、文化及社會關系等產生的心理影響，以及人群恐慌、火焰、刺激性氣味等產生的心理影響。

目前國內外眾多的學者致力于開展火災中人員行為的研究。STEPS［1］、EXODUS［2］、SIMULEX［3］、ORSET［4］等分別從不同的角度研究火災中人員的行為，尤其是ORSET 詳細分析了火災中人的行為及其變化。科羅拉多大學及Galea等人曾對紐約世貿中心911火災過程中的人員疏散行為進行了深入研究［5，6］。在國內，中國科學技術大學火災科學實驗室宋衛(wèi)國、陳濤、于彥飛等人致力于開展緊急情況下（如火災等）的人員疏散行為的模擬及疏散模型的研究開發(fā)［7－15］，在消防性能化評估中得到廣泛應用；翁文國等人提出了一種基于運動模式和元胞自動機的人員疏散模型，考慮了火災環(huán)境對人員的疏散行為的影響［16］；華中理工大學的黃恒棟深入研究了火災中人群的疏散流動和聚集特性［17］；東北大學的閻衛(wèi)東、西安建筑科技大學的張樹平等人主要展開火災中人員行為的問卷調查，分析影響因素［18，19］。利用火災視頻對比分析人員疏散的研究還比較缺乏。本文以我國南方某省一酒吧特別重大火災事故的現(xiàn)場監(jiān)控視頻作為統(tǒng)計和研究對象，分析真實火災情況下人員疏散心理行為的特點及規(guī)律，為優(yōu)化和改進建筑消防疏散設計提供重要的依據(jù)。

1 視頻信息分析

2009年1月31日深夜，我國南方某省一酒吧因室內燃放煙花引燃天花板上的吸音海綿裝飾材料引發(fā)特大火災，造成15人死亡，22人受傷［20］。災后，勘察人員發(fā)現(xiàn)該酒吧內部的3處監(jiān)控視頻完整記錄了火災發(fā)生時起火點附近人員應激反應的全過程。這三處監(jiān)控探頭分別位于酒吧一層大廳東南角（探頭編號Camera No．1），一層大廳中部（探頭編號Camera No．3），東側正門外（探頭編號Camera No．8）。

1.1 火災視頻時段的確定

經火災事故調查組認定，火災的起火時間為北京時間1月31日23時56分00秒，但由于火災現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)的運行時間比北京時間慢1分25秒，起火時監(jiān)控視頻中對應顯示的時間為1月31日23時54分35秒。為研究方便，本文用于分析的視頻資料就從監(jiān)控系統(tǒng)指示的起火時間（即1月31日23時54分35秒）開始截取，至監(jiān)控視頻被火災煙氣覆蓋失去作用為止。

1.2 火災視頻分析樣本的確定

起火部位附近的人群通常是最先接受到火災信息，或接受火災信息最多的人員，以這部分人群作為統(tǒng)計分析的樣本具有廣泛的代表性。根據(jù)火災事故調查組的認定，該起火災的起火部位位于酒吧東側大門附近前10桌上方頂棚處。

火災現(xiàn)場能覆蓋起火部位的監(jiān)控探頭一共有兩個，探頭編號分別為Camera No．1、Camera No．3。其中，位于一層大廳東南角的監(jiān)控探頭Camera No．1的攝錄范圍為東側出入口前門斗至臨時搭建的7號桌，視頻探頭安裝高度2．8m，該視頻探頭失效時間為火災發(fā)生后73s，如圖1；位于一層大廳中部的監(jiān)控探頭Camera No．3 的攝錄范圍為臨時搭建的5號～10號桌，視頻探頭安裝在酒吧吧臺上方，該視頻探頭失效時間為火災發(fā)生后77s，如圖2。

圖1 酒吧Camera No．1攝錄范圍Fig．1 Covered range of Camera 1in the club

而位于東側正門外的監(jiān)控探頭Camera No．8記錄了火災發(fā)生后人員從東側主出入口疏散到安全區(qū)域的的情況，該視頻探頭失效時間為火災發(fā)生后81s，如圖3。

圖2 酒吧Camera No．3攝錄范圍Fig．2 Covered range of Camera 3in the club

圖3 酒吧Camera No．8攝錄范圍Fig．3 Covered range of Camera 8in the club

火災現(xiàn)場調查資料顯示［21］，火災發(fā)生當晚，酒吧的現(xiàn)場人員約100人，且消費者主要集中在一層，一層大廳的座位基本滿員，而二層夾層僅有不到20人。本文選取監(jiān)控探頭Camera No．1 與Camera No．3所記錄到的起火前在起火部位附近相對穩(wěn)定活動的26人作為統(tǒng)計分析的樣本，其中男性19人，女性7人，男女比例約為：73∶27。樣本人員初始位置如圖4。

2 起火時樣本人群應激行為信息甄別

根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的視頻資料，通過逐幀分辨，逐一記錄樣本人群中各行為人在火災發(fā)生時及發(fā)生后一段時間內的具體活動情況。例如：

（1）記錄編號：3

性別：女

外貌特征：短長發(fā)，淺色連衣裙，著長靴

分別在三個監(jiān)控探頭攝錄范圍內出現(xiàn)的時間段：

圖4 樣本人員（26人）初始位置Fig．4 Initial locations of the sampled people（26persons）

Camera No．1：54′00″－55′32″

Camera No．3：54′09″－55′26″

Camera No．8：55′37″－55′50″

行為描述：第一個發(fā)現(xiàn)著火（54′49″），向周圍人群指示著火點（54′57″），第二次指示附近一穿西裝眼鏡男性（7號男性）指示著火點（55′01″－55′07″），觀望至酒吧管理人員（23號男性）催促（55′17″）后才決定撤離，離開時取東西（55′18″－55′19″），返回取手機（55′22″－55′25″），并回頭檢查是否有遺漏（55′28″），隨后離開（55′29″）。

（2）記錄編號：6

性別：男

外貌特征：淺色背心，牛仔褲，手臂上有大塊刺青

分別在三個監(jiān)控探頭攝錄范圍內出現(xiàn)的時間段：

Camera No．1：54′00″－55′38″

Camera No．3：54′00″－55′36″

Camera No．8：55′46″－55′51″

行為描述：著火時正切蛋糕，未注意到酒吧管理人員（23號男性）提醒，55′19″發(fā)現(xiàn)著火，經管理員二次提醒（55′26″）后決定離開，離開時讓女伴（5號女性）先走，自己拿服裝（55′29″），隨后排隊撤離。

（3）記錄編號：23

性別：男

外貌特征：酒吧管理人員，黑色t恤，淺色長褲

分別在三個監(jiān)控探頭攝錄范圍內出現(xiàn)的時間段：

Camera No．1：55′15″－55′18″，55′31″－55′38″

Camera No．3：55′15″－55′18″，55′31″－55′38″

Camera No．8：未發(fā)現(xiàn)

行為描述：發(fā)現(xiàn)起火并迅速招呼大家離開（55′15″）要求酒吧服務員（24號男性）拿滅火器，驅散圍觀人群（55′28″），再次驅散人群（55′31″），觀察滅火器使用效果（55′35″），發(fā)現(xiàn)滅火效果不好且屋頂開始掉落燃燒殘渣，于是迅速撤離（55′38″）。

3 樣本人群疏散行為統(tǒng)計分析

3.1 樣本人群疏散行為統(tǒng)計指標

在對火災時樣本人群活動信息甄別的基礎上，將樣本人群按照時間、人員反應、外界刺激等三個因素進行劃分，以方便對人群整體活動情況進行定性的描述。

3．1．1 時間指標

以第一個發(fā)現(xiàn)著火的3號女性發(fā)現(xiàn)著火的時刻54′48″為起點，以最后一位確認安全疏散的人員22號男性安全撤離的時刻55′51″為終點，共計64s。并將這一時間區(qū)段以3″為一個區(qū)間進行劃分，共形成21個統(tǒng)計時間節(jié)點。

3．1．2 人員反應指標

根據(jù)人員在火災發(fā)生過程中的反應過程，將人員反應指標分為5種，分別是：

（1）發(fā)現(xiàn)著火：發(fā)現(xiàn)著火是人員對于周圍環(huán)境發(fā)生變化的一種確認信號，該人員反應類別既包括直接目擊現(xiàn)場著火（3號女性，54′48″），也包括聽說著火（21號男性，55′09″）、被告知著火（26號男性，55′01″）及觀察到周邊情況發(fā)生變化（13 號女性，54′58″）。該反應類型是人員反應鏈中的起點。

（2）觀望：觀望是人員對于周圍環(huán)境變化的一種持續(xù)性信息搜集，該人員反應類別包括觀察火勢蔓延情況（18 號男性，54′22″），觀察周圍群眾反應（7號男性，55′16″）、和同伴商量對策（26號男性，55′14″）及對事件發(fā)展表示出好奇的狀態(tài)（10 號男性，55′25″）。該反應類型是人員反應鏈中的第一過程區(qū)間。在該過程中人員未察覺到火災對自身的危險。

（3）撤離準備：撤離準備是指現(xiàn)場人員意識到火災對自身的威脅，從而開始準備撤離的過程，該人員反應類別不包括撤離行為，而特指在撤離行為發(fā)生前的人員準備工作，包括下決心離開、下決心離開時的特征性動作（喝掉桌上的殘酒，14號男性，55′16″）以及離開時收拾個人物品（3號女性，55′18″－55′19″）等。該反應類型是人員反應鏈中的第二過程區(qū)間。在該過程中人員察覺到火災對自身的危險，但未開始向安全方向疏散。

（4）撤離：指現(xiàn)場人員意識到火災對自身的威脅，向安全方向疏散的過程。該反應過程是人員反應鏈的終點，也是人員疏散行為的開始。

（5）安全：指現(xiàn)場人員疏散到安全區(qū)域的狀態(tài)，是人員疏散行為的終點。人員到達安全區(qū)域后，雖然個體已經安全，但往往會在安全區(qū)域逗留，形成擁堵，從而影響后續(xù)人流的疏散。因此，對于安全區(qū)域人群的二次疏散仍然是值得重視的問題。

3．1．3 外界刺激指標

外界刺激是加速或減緩火災中人員做出疏散行為反應的重要外在因素，在火災視頻樣本中，采集到了3個影響樣本人群的重要外界刺激事件。

（1）3號女性指示著火點：3號女性在發(fā)現(xiàn)頂棚著火之后，通過語言及動作（伸手指向著火點）向周圍人群指示著火點（54′57″），隨后第二次拉扯提醒西裝眼鏡男（7號男性）屋頂著火，并向其指示著火點（55′01″－55′07″）。該行為動作幅度較大，影響范圍較廣，使得周圍人群發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場情況有變化，從而意識到發(fā)生火災。

（2）酒吧管理員提醒：酒吧管理員（23號男性）發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場發(fā)生火災后，于55′15″大聲招呼大家離開，并于55′28″、55′31″兩次次驅散人群。由于其作為酒吧管理者的權威性，促使周圍圍觀人群意識火災的威脅，進而準備撤離。

（3）滅火：酒吧管理員（23號男性）于55′15″要求酒吧伙計（24號男性）拿滅火器滅火，但滅火器噴射（55′30″－55′33″）后效果不佳，僅噴出大量煙霧，無法控制火勢，火勢開始蔓延，同時頂棚向下掉落余火和燃燒殘余物。該行為引發(fā)了部分人員的好奇心來觀察滅火過程，但滅火器所噴出的大量粉塵藥劑也驅趕了部分圍觀人員。

3.2 樣本人群疏散心理行為還原

在對樣本人群在火災中的疏散行為進行有效統(tǒng)計的基礎上，將樣本人群疏散時的心理狀態(tài)依時間順序（21個統(tǒng)計時間節(jié)點）進行還原，為火災中人員疏散行為的討論分析提供客觀依據(jù)。圖5就是各時刻樣本人員所處火場位置與其當時疏散心理行為對應圖（由于篇幅限制僅截取有代表性的10個時間節(jié)點）。用標有序號的圓點代表樣本人群的個體，并用不同的顏色來區(qū)分樣本人群個體在相應時間點上的疏散心理狀態(tài)。其中白色圓點代表疏散的初始狀態(tài)，即人員未察覺到危險或人員撤離到安全區(qū)域，心理狀態(tài)為安全；灰色圓點代表疏散預警狀態(tài)，即人員察覺到危險，并進入危機決策的狀態(tài)，人員反應主要表現(xiàn)為發(fā)現(xiàn)著火和觀望；黑色圓點代表疏散執(zhí)行狀態(tài)，即人員察覺到危險，開始執(zhí)行疏散動作的狀態(tài)，人員反應主要表現(xiàn)為撤離準備及撤離執(zhí)行。

3.3 人員疏散行為統(tǒng)計分析

3．3．1 外界刺激對人員疏散行為的影響

將同一時刻不同心理狀態(tài)的樣本人數(shù)經統(tǒng)計整理，可以在時間軸上繪制出隨時間推移的人員疏散心理行為折線圖，其中橫軸表示時間截點，縱軸表示人數(shù)。如圖6所示：

其中，粗線代表隨時間推移處于疏散執(zhí)行心理狀態(tài)的人數(shù)變化曲線；虛線代表隨時間推移處于疏散預警心理狀態(tài)的人數(shù)變化曲線；細線代表隨時間推移處于疏散起始心理狀態(tài)的人數(shù)變化曲線。對于人員疏散行為分析而言，粗線和虛線更具有現(xiàn)實意義。

從圖6 中可以發(fā)現(xiàn)，隨時間的推移，虛線在55′03″－55′06″時段內出現(xiàn) 了明顯的陡增趨勢，對應的是第一個發(fā)現(xiàn)著火的女性（3 號女性）向身邊的7號男性指示頂棚著火的事件。而粗線分別在55′15″－55′18″時段和55′27″－55′30″時段內出現(xiàn)了兩次明顯的陡增趨勢，對應的是酒吧管理人員（23 號男性）兩次大聲呼喊警示火警的事件。

分析發(fā)現(xiàn)，3號女性向身邊的人員指示頂棚著火，并引起了周圍人員的注意，使他們在視覺上接收到了火災信息對他們的刺激，但并沒有使他們直接進入疏散執(zhí)行狀態(tài)，而不約而同的采取了觀望的行為。當酒吧管理人員（23號男性）兩次大聲呼喊警示火情時，樣本人群中的絕大部分人員迅速采取了疏散撤離的行為，這種聽覺上對樣本人群的刺激在啟動疏散的過程中取得了顯著的效果。而觸覺刺激對于整個樣本人群的疏散而言，多發(fā)生在疏散過程的后期，對于樣本個體而言，甚至產生了一些負反饋，如受到疏散人群的推擠而產生反抗，遲滯了疏散的進程，或是受到掉落的燃燒物和煙氣的影響慌不擇路，阻礙了疏散的有序進行。因此，三類外界刺激在對樣本人群疏散行為的影響中，有效刺激作用最強的是聽覺刺激，其次是視覺刺激，較弱的是觸覺刺激。

圖5 火災現(xiàn)場樣本人員疏散心理行為對應圖Fig．5 Corresponding figure on human behavior during evacuation of the sampled people

圖6 火災現(xiàn)場樣本人員疏散心理行為折線圖Fig．6 Plot of human behavior during evacuation of the sampled people

3．3．2 人員疏散路徑的選擇

從3．2節(jié)對樣本人群疏散心理的對應圖中可以發(fā)現(xiàn)，在人員疏散的行動過程中，樣本疏散人群在疏散響應、疏散程序和疏散路徑表現(xiàn)出了路徑依賴，所有樣本個體都是從酒吧東側的主出入口疏散到室外安全區(qū)域，其中10、21號樣本個體即使已經很接近位于酒吧西南角處的安全出口，但仍然按照思維定勢繞回了酒吧東側的主出入口疏散到室外。因為消費人員都是從酒吧東側的主出入口進入酒吧的，人員在疏散過程中往往沿著自己熟悉的路徑返回，對于其他路徑則不敢嘗試。

3．3．3 人員疏散過程中的羊群效應

在疏散過程中，樣本人群還表現(xiàn)出明顯的羊群效應特征。表現(xiàn)為：雖然樣本個體發(fā)現(xiàn)火災的時間點并不一致，但是從觀望到疏散行為的轉換，卻極為統(tǒng)一，表現(xiàn)出明顯的從眾心理。在酒吧發(fā)生火災初期，大部分人員都處于觀望狀態(tài)，即使是感覺到火災威脅的人員，也不愿意獨自撤離；但是當酒吧管理員要求現(xiàn)場人員迅速離開撤離時（時間大約在55′15″和55′28″），現(xiàn)場人員就紛紛撤離，即使其并未感覺到火災的威脅。由此可見，人員疏散過程中，一個經過安全培訓教育的人員可以充分發(fā)揮羊群效應的正面作用，當好“領頭羊”，積極引導人員疏散。

4 結論

（1）火災中人員的疏散行為受到眾多外界刺激的干擾，在本文中，將同一時刻不同心理狀態(tài)的樣本人數(shù)經統(tǒng)計，處于疏散執(zhí)行心理狀態(tài)的人數(shù)變化曲線分別在55′15″～55′18″時段和55′27″～55′30″時段內出現(xiàn)了兩次明顯的陡增趨勢，與人員受到的兩次聽覺刺激相對應。因此，在建筑消防疏散設計中突出聽覺上的火災示警及疏散指令的傳達，對于火災疏散的有效開展具有十分積極的作用。

（2）疏散執(zhí)行中樣本人群在疏散響應、疏散程序和疏散路徑上表現(xiàn)出了顯著的路徑依賴特征，所有樣本個體都是從酒吧東側的主出入口疏散到室外安全區(qū)域。因此優(yōu)化主出入口的疏散設計，加大其余各安全出口的指引，將會有效增加疏散成功的概率。

（3）疏散過程中樣本人群表現(xiàn)出了典型的羊群效應，即從眾心理。要充分利用好羊群效應的作用，就要強化場所相關使用人員的消防安全教育培訓，使其在火災發(fā)生時，能組織、引導臨時在場人員的安全疏散。

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