肖賓杰

(上海第二工業(yè)大學(xué) 上海城建設(shè)計集團，上海 200125)

0 引 言

城市中人員群集的場合越來越多，存在安防風(fēng)險防控及緊急客流疏散的需求，尤其是城市軌道交通及特大型地下空間綜合體，客流量大、空間相對封閉，乘客處于陌生環(huán)境，發(fā)生突發(fā)事件時，安全應(yīng)急疏散的及時性、有效性是空間安全管理的關(guān)鍵[1-3]。除了利用技術(shù)手段對空間內(nèi)人流、環(huán)境狀態(tài)等信息智能感知、動態(tài)識別、及時預(yù)警及疏散救援技術(shù)使用外，如何利用應(yīng)急方案獲取疏散現(xiàn)場的個體感知或發(fā)出請求的信息，是實現(xiàn)準確預(yù)警、提高應(yīng)急處置效率的重要措施。

1 人員群集場所應(yīng)急疏散系統(tǒng)要求

對緊急事件情況下群集人員的疏散，是基于人工巡視或者監(jiān)看視頻圖像來發(fā)現(xiàn)人員移動和聚散等活動問題。常規(guī)方法是由疏散標記及疏散指示燈引導(dǎo)人員離開現(xiàn)場[4-5]。這種情況對出口明確且場地空間有限的場合較為有效，但對室內(nèi)大空間或室外區(qū)域，緊急情況下疏散的出口及路徑有多種選擇，具體該選擇何種最優(yōu)路徑僅依靠靜態(tài)的疏散指示標志或指示燈不能解決問題。

對人員群集場所，尤其是疏散過程中可能形成新的人員擁堵場合，采用常規(guī)疏散指示的方法則更易耽誤疏散時機，無法獲知該過程中人員的聚集情況，也無法對遺留人員及時施救。該場所應(yīng)急疏散需要第一時間獲取應(yīng)急事件信息，同時掌握待疏散場所的客流及分布，根據(jù)場所應(yīng)急預(yù)案及疏散路徑及時發(fā)布應(yīng)急疏散信息，在疏散過程中監(jiān)測疏散客流信息，及時更新應(yīng)急疏散信息，以提高客流疏散效率和速度。

2 基于位置信息的應(yīng)急疏散信息引導(dǎo)方案

針對以上應(yīng)急疏散需求，基于位置信息的應(yīng)急疏散信息引導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)置若干信息源檢測器，利用群集人員自身攜帶信息源設(shè)備作為信息源，實現(xiàn)基于位置信息的應(yīng)急疏散信息引導(dǎo)。如對人員群集的地鐵站、區(qū)間及隧道內(nèi)，通過布設(shè)檢測設(shè)備檢測信息源，并在突發(fā)事件下結(jié)合人員群集所在區(qū)域(如地鐵、隧道)疏散的自身特點，配合疏散人員參與和打開疏散門等措施，并向信息設(shè)備發(fā)送疏散信息，完成疏散。通過布設(shè)信息源檢測器檢測信息源設(shè)備，可實現(xiàn)疏散場景中人員監(jiān)測、基于位置信息的實時疏散引導(dǎo)信息推送、信息反饋及疏散引導(dǎo)信息更新。對各信息源檢測器進行唯一編碼，針對人員群集區(qū)域發(fā)生突發(fā)事件的情況下，根據(jù)采集的對應(yīng)該編碼位置的檢測信息向監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的群集人員發(fā)布緊急突發(fā)事件信息，疏散過程中通過檢測設(shè)備監(jiān)控所檢測到的信息終端位置信息變化。

3 基于位置信息的客流應(yīng)急疏散系統(tǒng)

3.1 系統(tǒng)組成

基于位置信息的緊急疏散系統(tǒng)如圖1所示，包括：信息源、信息源檢測器、無線通信單元、應(yīng)急疏散管理主機、信息接入單元、全方位攝像機、用于存儲數(shù)據(jù)的存儲器、疏散引導(dǎo)信息發(fā)送服務(wù)器、廣播系統(tǒng)、GIS服務(wù)器、時鐘系統(tǒng)以及上一級應(yīng)急管理系統(tǒng)的接入單元等主要模塊。

信息源檢測器內(nèi)置信息檢測單元和檢測信息發(fā)送單元，各信息源檢測器通過檢測接收單元接入應(yīng)急疏散管理主機。每個信息源檢測器分布在不同區(qū)域，并進行唯一編碼，所采集的檢測信息包含對應(yīng)該編碼的位置信息。每個信息源檢測器位置處設(shè)置一個全方位攝像機，將采集得到視頻信息傳輸給應(yīng)急疏散管理主機，作為人工干預(yù)疏散信息的來源和參考信息。

基于位置信息的疏導(dǎo)信息推送的緊急疏散系統(tǒng)，包括構(gòu)建于監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的用于數(shù)據(jù)交互的主干網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，以及用于實現(xiàn)信息處理、分析和應(yīng)急管理的應(yīng)急疏散管理主機。設(shè)置于各監(jiān)控區(qū)域的出口、入口或通道處信息源檢測器，各信息源檢測器通過檢測接收單元接入主干網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。各信息源檢測器所檢測到的信息包括對應(yīng)信息源設(shè)備的MAC地址信息，用以確認信息源主體的位置信息變化、獲知所監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的人流密度分布和步行速度。各信息源檢測器的位置附近還設(shè)置有全方位攝像機，將采集得到的視頻信息傳輸給應(yīng)急疏散管理主機。

緊急疏散系統(tǒng)還包括GIS服務(wù)器，其通過主干網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)接入到應(yīng)急疏散管理主機。廣播設(shè)備或LED顯示屏布置在信息檢測器附近，其所采用編碼和信息源檢測器相對應(yīng)。通過對不同通信方式信息源的檢測和基于位置信息的疏散信息推送實現(xiàn)人員群集區(qū)域緊急狀態(tài)下的信息共享，構(gòu)建基于位置信息和疏散路徑規(guī)劃的疏散信息引導(dǎo)和發(fā)送，通過實時交互信息，有效提高緊急事件處置中的疏散效果和疏散能力。

3.2 系統(tǒng)方案

人員群集區(qū)域發(fā)生突發(fā)事件時，系統(tǒng)的應(yīng)急疏散管理主機和工作站根據(jù)應(yīng)急預(yù)案確定疏散引導(dǎo)信息的發(fā)布機制。應(yīng)急疏散管理主機實現(xiàn)信息處理、分析和應(yīng)急管理等功能，可根據(jù)反饋信息，監(jiān)控疏散關(guān)鍵通道的擁擠狀況，結(jié)合工作站人工判讀信息，通過區(qū)域內(nèi)的主干網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，利用GIS信息及時將基于位置的引導(dǎo)信息發(fā)送給疏散者所攜帶的信息源，并發(fā)送更新的有針對的疏散引導(dǎo)信息，以及時、快速指引其至其他便捷出口，高效疏解擁擠區(qū)域。

3.2.1 緊急疏散方法的處理流程

基于位置信息的疏導(dǎo)信息推送的緊急疏散的方法步驟如下，流程見圖2。

(1)在各監(jiān)控區(qū)域設(shè)置若干信息源檢測器，對各信息源檢測器分別進行唯一編碼，通過多種方式向監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的群集人員發(fā)布緊急突發(fā)事件信息。

(2)向不同監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的群集人員實時推送包括出口方位、距出口距離以及推薦的疏散路徑在內(nèi)的疏導(dǎo)信息，疏散路徑根據(jù)應(yīng)急預(yù)案路徑信息，或采集的現(xiàn)場信息及GIS信息確認。

(3)對監(jiān)控區(qū)域內(nèi)疏散通道處及易出現(xiàn)擁堵處發(fā)現(xiàn)疏散通道有擁擠現(xiàn)象的，重新調(diào)整相應(yīng)的疏散引導(dǎo)信息，并且按步驟(2)的方式發(fā)送調(diào)整后的疏散引導(dǎo)信息。

(4)對監(jiān)控區(qū)域內(nèi)監(jiān)控到的長時間滯流人員，則持續(xù)關(guān)注，并發(fā)送疏導(dǎo)信息。

(5)檢查需疏散現(xiàn)場，向疏散現(xiàn)場內(nèi)需要救助人員施救。

3.2.2 基于位置信息的群集人員區(qū)域客流應(yīng)急疏散系統(tǒng)

以一個人員群集區(qū)域為例(圖3)來具體說明基于位置信息的群集人員緊急疏散方法。在一個人員群集區(qū)域，如展覽中心，內(nèi)部布展復(fù)雜，疏散出口大于6個，疏散路徑因布展的分割而變化多樣；在疏散過程中實現(xiàn)對疏散人員疏散路線、狀態(tài)的監(jiān)測。

圖3為會展中心的緊急疏散圖，沿疏散主路徑將會展中心場地分割成多區(qū)域，假如緊急事件發(fā)生在其中的第三象限區(qū)位，則優(yōu)先疏散該區(qū)域的臨近人員，具體的疏散路徑可根據(jù)常規(guī)的場館應(yīng)急預(yù)案、信息源檢測器所采集的信息源信息和GIS服務(wù)器所采集的GIS信息來確定。若在某區(qū)域突發(fā)火災(zāi)，需要緊急疏散所有人員，群集人員緊急疏散的方法實施步驟如下：

第一步，預(yù)先在人員群集區(qū)域和關(guān)鍵出入口布置信息源檢測器、廣播設(shè)備及LED顯示屏，在監(jiān)控中心布設(shè)系統(tǒng)信息處理單元。當(dāng)發(fā)生緊急突發(fā)事件后，需要緊急疏散在場人員，圖1中的主信息系統(tǒng)發(fā)布事件信息和疏散指令。

第二步，當(dāng)發(fā)生突發(fā)事件后，由應(yīng)急疏散管理主機通過連接的疏散信息發(fā)送服務(wù)器發(fā)布緊急事件信息和疏散引導(dǎo)信息，其中，緊急事件信息和疏散引導(dǎo)信息的推送是通過無線通信單元推送到相應(yīng)的處于待疏散區(qū)域中的群集人員所持的信息源設(shè)備，同時通過廣播設(shè)備等媒介同步發(fā)送引導(dǎo)信息。在每個信息源檢測器位置處還設(shè)有一全方位攝像機，用于將采集得到視頻信息傳輸給應(yīng)急疏散管理主機，作為人工干預(yù)疏散信息的來源和參考信息。

根據(jù)圖1中監(jiān)測設(shè)備監(jiān)測到不同區(qū)域人員的數(shù)量，結(jié)合后臺存儲的基礎(chǔ)場館信息(如出入口位置、距離和推薦疏散路徑等)向不同區(qū)域人員的信息設(shè)備推送有針對的疏散信息，目的是快速疏散以及減少人流的交織或擁堵。

第三步，利用圖1中信息源檢測器檢測的疏散過程中的人員位置和移動速度信息，對疏散通道有擁堵趨向的，調(diào)整相應(yīng)的路徑引導(dǎo)信息。并基于GIS信息，對長期停留在某一個區(qū)域的人員進行基于信息源檢測信息和位置信息的疏散引導(dǎo)信息推送和更新，并提升或施救幫助。

第四步，重復(fù)上述疏散引導(dǎo)信息推送，全過程利用圖1中系統(tǒng)的各個設(shè)備獲取疏散人員的信息，并基于信息源檢測器的位置信息、GIS信息，發(fā)送疏散指令或引導(dǎo)信息。根據(jù)監(jiān)測到的遺留疏散人員實施救援，并以圖2所示的疏散流程進行人員疏散，最后完成全員疏散。

4 結(jié)束語

以人員自身攜帶信息源設(shè)備為信息源實現(xiàn)疏散場景中人員監(jiān)測，基于位置信息的實時疏散系統(tǒng)實現(xiàn)引導(dǎo)信息推送，信息反饋及疏散引導(dǎo)信息更新，遺留或逗留人員疏散，以及人工判讀參與等功能。疏散過程中實現(xiàn)對疏散人員疏散路線、狀態(tài)的監(jiān)測。疏散通路發(fā)生擁堵時，可通過信息交互及時調(diào)整、疏解。借助疏散人員攜帶的信息設(shè)備及附屬的通信模塊，實現(xiàn)疏散信息的發(fā)布及疏散人員的監(jiān)測，有助于提升疏散效率和靈活性，避免人員遺留或發(fā)生疏散擁堵。通過實時交互信息，有效提高緊急事件處置中的疏散效果和疏散能力，加速大客流的應(yīng)急疏散。