踩踏现象的流体力学分析
踩踏现象的流体力学分析
踩踏现象和逃生方法的流体力学分析
许鹏
人流、车流和其他的物质流体一样,都可以采用流体力学的方法分析。本质上,人流
、水流空气的流动一样,无论是人还是水和空气的分子,都是最小作用单元,受到周围其
他分子的压力推动形成流动。通过模拟、经验公式和实验的方式,揭示其内在的规律,为
避免未来的的伤害和逃生的方法有指导意义。这方面的研究非常少,这里总结了一下相关
研究。
对人流踩踏常见误区有这么几个:
对踩踏现象的简单解释就是信息沟通不畅,前面的人已经无法走动了,后面的人不知
道,继续推搡着往前走,于是发生踩踏。这样简单的解释是非常危险和有害的,它低估了
人流踩踏这样流体流动现象的复杂性。这样假设的理论原则是,踩踏毕竟是人发生的,如
果理论上能够通知到每一个人,只要每个人都不动,都停下来就不会发生踩踏。根据这样
的理论,只要后面的人足够快的获得信息,不再往前走,踩踏就不会发生。然而这样解释
无论从理论上,到实践上都是靠不住的,麦加圣城的朝拜,四周有非常大的高音喇叭,可
以迅速通知到每一个人,但是每年踩踏实践还是屡屡发生。
另外一种误区就是所谓瓶颈流现象,才会有踩踏。就是当有一个喇叭形的进口,越往
前面越窄,后面推前面,人的密度越来越高,才会发生踩踏现象。在组织人流设计的时候
,一般会考虑到和避免瓶颈流现象。瓶颈固然是事故多发带,比如桥梁,地下通道。但是
瓶颈流很难解释为什么在没有任何遮挡物的旷野也会发生踩踏现象。踩踏现象的发生不一
定要有瓶颈。
还有一个解释认为,人群需要处于一种急迫的状态才会发生踩踏现象。比如赶火车抢
座位,比如抢天空中落下的假钞。因为人是理性的,当前面的一个人走不动的时候,后面
这个人如果不着急的话,没有特别的原因的话,不会用很大的力量去推搡前面的人。实时
上,推搡现象本身并不是叠加的,不是每个人用很小的力气,不会一层层叠加到最后会形
成很大的力量。凡是挤过地铁的人都会和踩踏现象相反的经验。就是你在门口,无论用多
大的力气去推,地铁中间位置的人是感觉不到推动力的。推力在经过很多人的身体之后,
是阻尼和减少的过程。很多踩踏事件的发生地,往往都是宗教、节日聚会的地方,大家去
的时候都是抱着一个好心情看热闹的,没有什么特别急迫的事情。
逃生方法是原地抱头不要摔倒。这恐怕是最不靠谱的逃生策略了。大部分是先挤压会
让你失去知觉,然
后你想不倒都不行。
自然界,不只是人流会发生踩踏现象,蚂蚁,老鼠,都会发生踩踏现象,大部分都是小
型动物,当然蚂蚁是互相踩不死。但是同样符合一些流体力学现象的车流、斑马野牛的迁
徙一般不会发生踩踏现象。无论高速公路上如何拥挤,汽车都不会踩踏现象。大型动物的
迁徙,密度可以很高,奔跑速度可以非常快,但是除非有障碍物和意外,否则也不会发生
踩踏现象。为什么偏偏人一多,就会产踩踏。
我们先看一下人流的流体力学的模型。
Q(ρ) =ρ*V(ρ)
Q 这里是人流量,ρ是人密度,V 是人的行走速度。在这个方程里,人的行走速度不是一
个恒定量,人的行走速度和人的密度成一定的关系。通常情况下,人的密度越高,速度越
慢。但是也不一定,人毕竟和水分子不一样,是有感受和主导性的分子。当人感受到某种
危险和不适的时候,速度有时会突然加快。当人流注意力被吸引的时候,行走速度会突然
下降,甚至到零。
http://bbs.nju.edu.cn/file/Pictures/[1**********].jpg
图:麦加朝圣Jamarat Bridge ,流动现象明显,踩踏事故高发地
人流的流动随着人员密度和速度的增高,会发生三种状态:
第一种是层流流体,每个人自由地的流淌。只所以叫层流是因为,流动是分层的。在
层流里也会有边界层现象,就是靠近街道边界和墙的地方,人因为和街道的摩擦,速度很
低,越是靠近中心区域,流动速度越快。随着人密度的提高,第二种状态是停顿流,就是
所谓的走走停停,前面走不动了,一会儿又可以走了。这在汽车流场里经常能感受到,如
果有一架直升飞机的话,从天空从看拥堵的车流,在完全堵死之前,一般都是停顿流。汽
车的停滞或者启动,是以波的形式向后方传播。停顿流之后人再多,就是紊流了,在经典
流体力学里,液体是否进入紊流通常用雷诺数的大小来判断。
雷诺数等于
Re=ρV(ρ)d/μ
Re 是雷诺数,ρ是密度,d 是当量直径,这里可以理解为街道的宽度,μ为粘滞系数,
就是液体有多粘。
雷诺数表达的是粘滞力和惯性力的大小。就是流体中,粘滞力对于流场的影响如果大于惯
性力,流体中的流动扰动会因为粘滞力而减弱,流场稳定,为层流。雷诺数如果大于一定
的值,惯性力对流场的影响会大于粘滞力,惯性力会大于粘滞力。那么流场不稳
定,进入
紊流状态。陷入踩踏状态的人都会有被推着走的经验,那种被推着走的感觉,就是惯性力
大于粘滞力的现象。
进入紊流状态的人流可以认为进入了临界状态,好比是过饱和蒸汽一样,一粒尘埃就会
导致
大面积降水。进入临界状态的人流,只要有稍微的风吹
草动,就会发生大面积的踩踏
现象,哪怕一个惊呼,一个闪光灯,一个趔趄。而踩踏现象会因为恐慌而迅速蔓延。
所以人流的控制不是要避免这些风吹草动(比如撒钱),而是避免人流不要进入临界状
态。
那么如何避免人流不进入临界状态呢?回到第一个公式。速度和流量和密度都是相关
的,但又不是唯一的。这点必须说,经验害死人。
传统的经验一般是控制人流密度。就是所谓的一平米多少人。这点现场的管理人员一般
是没有计量的,体育场,宗教场合可以计量,但是一般敞开式的公共活动是没有很难计量
的,只能凭借经验,根据目测的人员密度来判断是否应该控制人流。即使在麦加朝圣这样
严格控制人流的地方,往往人流的密度还是估计不足。
根据通常的经验,人均密度10人每平米,人流肯定进入紊流状态。可是有的时候,在人
均密度是3-5人的时候也会发生踩踏事故,管理者往往觉得自己很冤枉。在德国最近的一次
音乐节,发生踩踏事故的时候,人均密度只有1.7人每平米。
这是为什么呢?因为大部分时候,流场和管道流不一样,是不是均匀的。人流比水流
复杂,每个人有自己的主动性,人可以选择自己去哪里,在哪里,待多久。水分子不能。
人是有集聚性的,就是人多的地方会吸引更多的人去。另外一方面是成群的,很少有人单
独去广场活动,一般人都是三五成群的组织结构,而这三五成群的人,往往希望不要被人
流冲散了,总是试图聚集在一起。当人多的时候,三五层群的人会按照U 型行走,就是两边
快中间慢,当人少的时候,小组人群会按照反过来的V 型行走,就是中间快,两边慢。所
以即使在层流的状态,人的分布也是极其不均匀的。
在给定任何一点(X,Y),的密度场,表达为
=Sum(f(Pos(t)−r) ρ(x,y)
R^2(exp[−(Pos(t)−r)^2/R^2=1/π
这个公式符合高斯距离分布,就是对于任何一点(X,Y), 当地的密度取决于各个方向上
密度和你关心的半径。半径越大,平均密度越均匀。但是在小范围里面,会产生比人均密
度高很多的密度。密度分布在空间的形态符合高斯概率。也就是说,由于高斯分布的原因
,即使人员总体密度只有1.7人每平米,局部地区的密度会达到10以上。一方面是密度场的不均匀。另外一方面的层流业态下,会有局部地区的紊流。接触过管
道力学计算的会明白,即使在层流状态下,局部地区,由于锐角和突变,也会有紊流和涡
流。这在这次的上海的陈毅广场尤为突出。从观景平台下来,一
方面要经历变径,还要经
历两个90度的锐角。从平台到楼梯,人的步行速度也会突然下降。从管道流体力学的角度
来看,这里会产生大量的紊流和涡流。即使总体人员密度不高,这些区域也是紊流状态。
发生紊流的另外一个诱因是对冲流。就是两股不同方向的流体对冲,在摩擦表面上会形
成比较高的相对速度,这个表面也会形成紊流。
这些是宏观层面的分析,从各个的微观层面,又是怎样理解流体的流动和踩踏现象呢。
事实上,到人流从层流进入到紊流的状态,人的流动方向已经不再是自己可以选择了。
你可以把自己理解为一个水分子,你到哪里去,以多快的速度前进完全是不由你
做主。这
和车流不一样,车流每个驾驶员都在控制着不要接触到另外一辆车,所以无法对前后左右
的车辆形成有效的压力。迁徙中奔跑的动物也是一样,每个野牛都在小心谨慎地不要撞到
另外一头野牛,所以也不会形成压力传递。对于这两者,他们只是流动方式和流体一样,
不能表述为严格意义的流体,因为没有力的作用。人只所以会产生践踏,是因为人和人可
以产生作用力。要想一劳永逸地永远避免踩踏的办法就是让每个做到一条:“千万不要碰
到你前面的人的身体”。当然,这样说说容易,人的行为习惯一夜之间是否能够接受这样
的说句恐怕很成问题,毕竟我们都是在城市的地铁中锻炼过来的人。
当人前胸贴后背的挤在一起的时候,我们变成了没有意识和控制力的水分子。有资料显
示,在完全紧密贴在一起的时候,人体的流动性会突然增强,麦加朝圣的时候,有记载,
可以在瞬间把人群推到三米开外。而每个人都是腾云驾雾一般脚不着地的飞来过去。在进
入紊流状态时,每个人具体流动方向不再是一定。你可能在原地打涡旋,可能后退,可能
前进。可能一会儿前进,一会儿后退。人群也会分离成多个cluster, 每个版块朝不确定的
方向涡旋。这就是为什么大喇叭通知停止前进的办法,根本不好使,因为你甚至不知道哪
里是前方,哪里是后面。
但是水分子是不可压缩流体,我们人是可压缩的。我们感受不到方向,唯一能够感受
到的压力。
压力的公式可以描述为,
P(t)=ρ(t)Var(V)
P ,压力,是当地的密度ρ乘以当地速度的变化量。
当我们被压缩的时候,会试图推开前后左右的人,试图给自己多一点空间,加剧了分子
之间的压力。这个压力解释了为什么踩踏时候会挤得人完全透不过气来。为什么突然会有
那么大的力量。因为和地铁不一样,地铁门口推人进入的时候,力是逐层递减
的。
发生
踩踏的时候,是已经被压的密密实实的流体在有限空间里,突然间发生膨胀。每个人突然
意识到自己的生命受到了威胁,都在拼尽最后一点力量试图逃生。这部分液体膨胀的力量
,是无论用多少保安,无论多少警棍都解决不了的。所以严格说,踩踏这个词用的不够正
确,大部分人的死亡是因为压迫窒息而死。或者因为压迫窒息后昏厥倒下被踩踏。
总结一下,踩踏事故经常发生,对管理者和我们每个个体如何避免踩踏事故呢。踩踏事故和文化种族没有关系,和上海人中国人爱凑热闹没关系。全世界无论发达国
家和发展中国家都会有踩踏事故。最著名的踩踏事故多发地是麦加朝圣的Jamarat Bridge
,过去很多年里几乎年年发生踩踏事故。这些年做了大量的流体模型分析,改善了管理。
美国、德国这样的发达国家踩踏事故也是不断。事故和科学的管理有直接的关系,不能因
为事故而因咽废食。每年美国纽约的新年时代广场,人山人海,也没听说过踩踏事故发生
。
避免踩踏事故就是要避免紊流和人流进入临界状态。光用眼睛估计人的密度是不够的
,不但是眼睛估算不够,光计算人的密度也是不够的。按照通常的习惯,局部地区人员密
度超过6人每平米基本已经进入临界状态,但是并不保证1-3人每平米的低密度就不会,同
时需要计量速度。1982年亚运会火炬传递到上海,也发生了小范围踩踏事故,而跟跑者的
突然启动速度也有关系。最终决定是否进入临界状态是局部压力的计算。
逃生策略。走走停停状态是人流进入临界状态的前兆。作为个体需要迅速尽快沿着切
线方向脱离人流,离开危险地带。你错过这个阶段,后面基本是逃生无术了。另外一方面
,参加集会尽量避免去可能产生紊流的区域,比如大的拐角,狭窄的通道,有台阶的地方
,人流停驻观看的地方。尽量靠着有攀爬可能的地方,因为真的发生踩踏的时候,撑开左
右的努力往往是徒劳的,电线杆上,矮墙上反而是最好的避难所。即使进入紊流状态,仍
然有逃生机会,2006年麦加朝圣的时候,踩踏现象发生在进入紊流状态整整30分钟后,当
压力超过0.02/s2,人群才陷入恐慌。
作为管理者,需要更合理的规范人流,让主要人流避开这些可能产生涡旋、有台阶、
有障碍物的地方。避免双向人流,尽量做到所有人都朝一个方向走。在人流方向上设置
多道截留阀,当走走停停发生的时候,迅速启动截留阀,避免人流进入紊流模式。广场设
计需要考虑人流涡旋,本次观景台下来两个将近90度的拐角,显然不合理。每次踩踏事故都
是鲜血付出的学习经验,需要从数据入手,分析发生过
程中的密度、
流速、压力、流向、分布。为后人提供借鉴,从而避免这些事故的发生。世界范围来看,
除了麦加朝圣外,我们在这方面的数据还少的可怜,模型还很粗浅。
踩踏现象的流体力学分析
踩踏现象的流体力学分析
踩踏现象和逃生方法的流体力学分析
许鹏
人流、车流和其他的物质流体一样,都可以采用流体力学的方法分析。本质上,人流
、水流空气的流动一样,无论是人还是水和空气的分子,都是最小作用单元,受到周围其
他分子的压力推动形成流动。通过模拟、经验公式和实验的方式,揭示其内在的规律,为
避免未来的的伤害和逃生的方法有指导意义。这方面的研究非常少,这里总结了一下相关
研究。
对人流踩踏常见误区有这么几个:
对踩踏现象的简单解释就是信息沟通不畅,前面的人已经无法走动了,后面的人不知
道,继续推搡着往前走,于是发生踩踏。这样简单的解释是非常危险和有害的,它低估了
人流踩踏这样流体流动现象的复杂性。这样假设的理论原则是,踩踏毕竟是人发生的,如
果理论上能够通知到每一个人,只要每个人都不动,都停下来就不会发生踩踏。根据这样
的理论,只要后面的人足够快的获得信息,不再往前走,踩踏就不会发生。然而这样解释
无论从理论上,到实践上都是靠不住的,麦加圣城的朝拜,四周有非常大的高音喇叭,可
以迅速通知到每一个人,但是每年踩踏实践还是屡屡发生。
另外一种误区就是所谓瓶颈流现象,才会有踩踏。就是当有一个喇叭形的进口,越往
前面越窄,后面推前面,人的密度越来越高,才会发生踩踏现象。在组织人流设计的时候
,一般会考虑到和避免瓶颈流现象。瓶颈固然是事故多发带,比如桥梁,地下通道。但是
瓶颈流很难解释为什么在没有任何遮挡物的旷野也会发生踩踏现象。踩踏现象的发生不一
定要有瓶颈。
还有一个解释认为,人群需要处于一种急迫的状态才会发生踩踏现象。比如赶火车抢
座位,比如抢天空中落下的假钞。因为人是理性的,当前面的一个人走不动的时候,后面
这个人如果不着急的话,没有特别的原因的话,不会用很大的力量去推搡前面的人。实时
上,推搡现象本身并不是叠加的,不是每个人用很小的力气,不会一层层叠加到最后会形
成很大的力量。凡是挤过地铁的人都会和踩踏现象相反的经验。就是你在门口,无论用多
大的力气去推,地铁中间位置的人是感觉不到推动力的。推力在经过很多人的身体之后,
是阻尼和减少的过程。很多踩踏事件的发生地,往往都是宗教、节日聚会的地方,大家去
的时候都是抱着一个好心情看热闹的,没有什么特别急迫的事情。
逃生方法是原地抱头不要摔倒。这恐怕是最不靠谱的逃生策略了。大部分是先挤压会
让你失去知觉,然
后你想不倒都不行。
自然界,不只是人流会发生踩踏现象,蚂蚁,老鼠,都会发生踩踏现象,大部分都是小
型动物,当然蚂蚁是互相踩不死。但是同样符合一些流体力学现象的车流、斑马野牛的迁
徙一般不会发生踩踏现象。无论高速公路上如何拥挤,汽车都不会踩踏现象。大型动物的
迁徙,密度可以很高,奔跑速度可以非常快,但是除非有障碍物和意外,否则也不会发生
踩踏现象。为什么偏偏人一多,就会产踩踏。
我们先看一下人流的流体力学的模型。
Q(ρ) =ρ*V(ρ)
Q 这里是人流量,ρ是人密度,V 是人的行走速度。在这个方程里,人的行走速度不是一
个恒定量,人的行走速度和人的密度成一定的关系。通常情况下,人的密度越高,速度越
慢。但是也不一定,人毕竟和水分子不一样,是有感受和主导性的分子。当人感受到某种
危险和不适的时候,速度有时会突然加快。当人流注意力被吸引的时候,行走速度会突然
下降,甚至到零。
http://bbs.nju.edu.cn/file/Pictures/[1**********].jpg
图:麦加朝圣Jamarat Bridge ,流动现象明显,踩踏事故高发地
人流的流动随着人员密度和速度的增高,会发生三种状态:
第一种是层流流体,每个人自由地的流淌。只所以叫层流是因为,流动是分层的。在
层流里也会有边界层现象,就是靠近街道边界和墙的地方,人因为和街道的摩擦,速度很
低,越是靠近中心区域,流动速度越快。随着人密度的提高,第二种状态是停顿流,就是
所谓的走走停停,前面走不动了,一会儿又可以走了。这在汽车流场里经常能感受到,如
果有一架直升飞机的话,从天空从看拥堵的车流,在完全堵死之前,一般都是停顿流。汽
车的停滞或者启动,是以波的形式向后方传播。停顿流之后人再多,就是紊流了,在经典
流体力学里,液体是否进入紊流通常用雷诺数的大小来判断。
雷诺数等于
Re=ρV(ρ)d/μ
Re 是雷诺数,ρ是密度,d 是当量直径,这里可以理解为街道的宽度,μ为粘滞系数,
就是液体有多粘。
雷诺数表达的是粘滞力和惯性力的大小。就是流体中,粘滞力对于流场的影响如果大于惯
性力,流体中的流动扰动会因为粘滞力而减弱,流场稳定,为层流。雷诺数如果大于一定
的值,惯性力对流场的影响会大于粘滞力,惯性力会大于粘滞力。那么流场不稳
定,进入
紊流状态。陷入踩踏状态的人都会有被推着走的经验,那种被推着走的感觉,就是惯性力
大于粘滞力的现象。
进入紊流状态的人流可以认为进入了临界状态,好比是过饱和蒸汽一样,一粒尘埃就会
导致
大面积降水。进入临界状态的人流,只要有稍微的风吹
草动,就会发生大面积的踩踏
现象,哪怕一个惊呼,一个闪光灯,一个趔趄。而踩踏现象会因为恐慌而迅速蔓延。
所以人流的控制不是要避免这些风吹草动(比如撒钱),而是避免人流不要进入临界状
态。
那么如何避免人流不进入临界状态呢?回到第一个公式。速度和流量和密度都是相关
的,但又不是唯一的。这点必须说,经验害死人。
传统的经验一般是控制人流密度。就是所谓的一平米多少人。这点现场的管理人员一般
是没有计量的,体育场,宗教场合可以计量,但是一般敞开式的公共活动是没有很难计量
的,只能凭借经验,根据目测的人员密度来判断是否应该控制人流。即使在麦加朝圣这样
严格控制人流的地方,往往人流的密度还是估计不足。
根据通常的经验,人均密度10人每平米,人流肯定进入紊流状态。可是有的时候,在人
均密度是3-5人的时候也会发生踩踏事故,管理者往往觉得自己很冤枉。在德国最近的一次
音乐节,发生踩踏事故的时候,人均密度只有1.7人每平米。
这是为什么呢?因为大部分时候,流场和管道流不一样,是不是均匀的。人流比水流
复杂,每个人有自己的主动性,人可以选择自己去哪里,在哪里,待多久。水分子不能。
人是有集聚性的,就是人多的地方会吸引更多的人去。另外一方面是成群的,很少有人单
独去广场活动,一般人都是三五成群的组织结构,而这三五成群的人,往往希望不要被人
流冲散了,总是试图聚集在一起。当人多的时候,三五层群的人会按照U 型行走,就是两边
快中间慢,当人少的时候,小组人群会按照反过来的V 型行走,就是中间快,两边慢。所
以即使在层流的状态,人的分布也是极其不均匀的。
在给定任何一点(X,Y),的密度场,表达为
=Sum(f(Pos(t)−r) ρ(x,y)
R^2(exp[−(Pos(t)−r)^2/R^2=1/π
这个公式符合高斯距离分布,就是对于任何一点(X,Y), 当地的密度取决于各个方向上
密度和你关心的半径。半径越大,平均密度越均匀。但是在小范围里面,会产生比人均密
度高很多的密度。密度分布在空间的形态符合高斯概率。也就是说,由于高斯分布的原因
,即使人员总体密度只有1.7人每平米,局部地区的密度会达到10以上。一方面是密度场的不均匀。另外一方面的层流业态下,会有局部地区的紊流。接触过管
道力学计算的会明白,即使在层流状态下,局部地区,由于锐角和突变,也会有紊流和涡
流。这在这次的上海的陈毅广场尤为突出。从观景平台下来,一
方面要经历变径,还要经
历两个90度的锐角。从平台到楼梯,人的步行速度也会突然下降。从管道流体力学的角度
来看,这里会产生大量的紊流和涡流。即使总体人员密度不高,这些区域也是紊流状态。
发生紊流的另外一个诱因是对冲流。就是两股不同方向的流体对冲,在摩擦表面上会形
成比较高的相对速度,这个表面也会形成紊流。
这些是宏观层面的分析,从各个的微观层面,又是怎样理解流体的流动和踩踏现象呢。
事实上,到人流从层流进入到紊流的状态,人的流动方向已经不再是自己可以选择了。
你可以把自己理解为一个水分子,你到哪里去,以多快的速度前进完全是不由你
做主。这
和车流不一样,车流每个驾驶员都在控制着不要接触到另外一辆车,所以无法对前后左右
的车辆形成有效的压力。迁徙中奔跑的动物也是一样,每个野牛都在小心谨慎地不要撞到
另外一头野牛,所以也不会形成压力传递。对于这两者,他们只是流动方式和流体一样,
不能表述为严格意义的流体,因为没有力的作用。人只所以会产生践踏,是因为人和人可
以产生作用力。要想一劳永逸地永远避免踩踏的办法就是让每个做到一条:“千万不要碰
到你前面的人的身体”。当然,这样说说容易,人的行为习惯一夜之间是否能够接受这样
的说句恐怕很成问题,毕竟我们都是在城市的地铁中锻炼过来的人。
当人前胸贴后背的挤在一起的时候,我们变成了没有意识和控制力的水分子。有资料显
示,在完全紧密贴在一起的时候,人体的流动性会突然增强,麦加朝圣的时候,有记载,
可以在瞬间把人群推到三米开外。而每个人都是腾云驾雾一般脚不着地的飞来过去。在进
入紊流状态时,每个人具体流动方向不再是一定。你可能在原地打涡旋,可能后退,可能
前进。可能一会儿前进,一会儿后退。人群也会分离成多个cluster, 每个版块朝不确定的
方向涡旋。这就是为什么大喇叭通知停止前进的办法,根本不好使,因为你甚至不知道哪
里是前方,哪里是后面。
但是水分子是不可压缩流体,我们人是可压缩的。我们感受不到方向,唯一能够感受
到的压力。
压力的公式可以描述为,
P(t)=ρ(t)Var(V)
P ,压力,是当地的密度ρ乘以当地速度的变化量。
当我们被压缩的时候,会试图推开前后左右的人,试图给自己多一点空间,加剧了分子
之间的压力。这个压力解释了为什么踩踏时候会挤得人完全透不过气来。为什么突然会有
那么大的力量。因为和地铁不一样,地铁门口推人进入的时候,力是逐层递减
的。
发生
踩踏的时候,是已经被压的密密实实的流体在有限空间里,突然间发生膨胀。每个人突然
意识到自己的生命受到了威胁,都在拼尽最后一点力量试图逃生。这部分液体膨胀的力量
,是无论用多少保安,无论多少警棍都解决不了的。所以严格说,踩踏这个词用的不够正
确,大部分人的死亡是因为压迫窒息而死。或者因为压迫窒息后昏厥倒下被踩踏。
总结一下,踩踏事故经常发生,对管理者和我们每个个体如何避免踩踏事故呢。踩踏事故和文化种族没有关系,和上海人中国人爱凑热闹没关系。全世界无论发达国
家和发展中国家都会有踩踏事故。最著名的踩踏事故多发地是麦加朝圣的Jamarat Bridge
,过去很多年里几乎年年发生踩踏事故。这些年做了大量的流体模型分析,改善了管理。
美国、德国这样的发达国家踩踏事故也是不断。事故和科学的管理有直接的关系,不能因
为事故而因咽废食。每年美国纽约的新年时代广场,人山人海,也没听说过踩踏事故发生
。
避免踩踏事故就是要避免紊流和人流进入临界状态。光用眼睛估计人的密度是不够的
,不但是眼睛估算不够,光计算人的密度也是不够的。按照通常的习惯,局部地区人员密
度超过6人每平米基本已经进入临界状态,但是并不保证1-3人每平米的低密度就不会,同
时需要计量速度。1982年亚运会火炬传递到上海,也发生了小范围踩踏事故,而跟跑者的
突然启动速度也有关系。最终决定是否进入临界状态是局部压力的计算。
逃生策略。走走停停状态是人流进入临界状态的前兆。作为个体需要迅速尽快沿着切
线方向脱离人流,离开危险地带。你错过这个阶段,后面基本是逃生无术了。另外一方面
,参加集会尽量避免去可能产生紊流的区域,比如大的拐角,狭窄的通道,有台阶的地方
,人流停驻观看的地方。尽量靠着有攀爬可能的地方,因为真的发生踩踏的时候,撑开左
右的努力往往是徒劳的,电线杆上,矮墙上反而是最好的避难所。即使进入紊流状态,仍
然有逃生机会,2006年麦加朝圣的时候,踩踏现象发生在进入紊流状态整整30分钟后,当
压力超过0.02/s2,人群才陷入恐慌。
作为管理者,需要更合理的规范人流,让主要人流避开这些可能产生涡旋、有台阶、
有障碍物的地方。避免双向人流,尽量做到所有人都朝一个方向走。在人流方向上设置
多道截留阀,当走走停停发生的时候,迅速启动截留阀,避免人流进入紊流模式。广场设
计需要考虑人流涡旋,本次观景台下来两个将近90度的拐角,显然不合理。每次踩踏事故都
是鲜血付出的学习经验,需要从数据入手,分析发生过
程中的密度、
流速、压力、流向、分布。为后人提供借鉴,从而避免这些事故的发生。世界范围来看,
除了麦加朝圣外,我们在这方面的数据还少的可怜,模型还很粗浅。