розрахунок евакуації
1. Публічна інформація Укрєвроінфрапроекту суміжної ділянки шляху
Кордоном суміжної ділянки шляху називається перетин шляху, де змінюється його ширина або вид (з горизонтального на похилий і т.п - рис.1), а також кількість людей при рівній ширині і довжині ділянки.
Підійшовши по ділянці i до кордону з ділянкою i +1 потік в складі N чол за час t перейде на ділянку n +1. Оскільки, кількість людей в потоці не зміниться, то N i = b il iD i = N i = b i +1 l i +1 D i +1. але не відома щільність потоку на ділянці i +1. оскільки не відома його довжина, що утворюється на ньому за час t = l i / V i. Але N i = N i +1. і b il iD it = b i +1 l i +1 D i +1 t. отже b il iD i = b i +1 l i +1 D i +1 і позначивши, V. D = q. маємо
q i = 10 м / хв (V i = 68,2 м / хв. D i = 0,15 2 / м 2)
Ділянки шляху i і i +1 - горизонтальні, рис. 2.
Визначити q i + 1, V i + 1 .D i + 1?
Мал. 2. Перетин кордону суміжної ділянки шляху
При перетині кордону суміжної ділянки шляху можливі два варіанти розвитку подій:
- інтенсивність руху відповідного людського потоку менш або дорівнює максимально можливої інтенсивності для наступної ділянки шляху;
- інтенсивність руху відповідного людського потоку більш максимально можливої інтенсивності для наступної ділянки шляху, в такому випадку утворюється скупчення людей (тиснява) і затримка руху;
= 2. Злиття людських потоків Злиття людських потоків - процес формування потоку з об'єднаними параметрами при з'єднанні різних людських потоків. При злитті людських потоків справедливі ті ж закономірності зміни параметрів руху людських потоків через кордони суміжних ділянок: q i = 10 м / хв (V i = 68,2 м / хв, D i = 0,15 м 2 / м 2) q j = 3 м / хв (V i = 100 м / хв, D i = 0,03 м 2 / м 2) Ділянки шляху горизонтальні. Визначити q i + 1, V i + 1 .D i + 1? Малюнок. Злиття людських потоків Загальна розрахункова формула: q i. q j. q i +1 - інтенсивність руху на ділянках i. j. i +1. м / хв b i. b j. b i +1 - ширина ділянок, i. j. i + 1. м = Очевидно, що одночасний підхід головних частин потоку до місця злиття в практиці практично не зустрічається. Як правило, люди з бічних проходів виходять або в загальний прохід без злиття, або вклинюючись в потік йдуть людей. Злиття людських потоків відбувається при виконанні умови злиття потоків: перша людина з потоку i повинен підійти до місця злиття до того, як остання людина з потоку i +1 пройде місце злиття потоків. рис.4, тобто Мал. 4. Ілюстрація до умови злиття людських потоків Рух в бічному проході відбувається з параметрами: D = 0.1 м 2 / м2, V = 80 м / хв Рух в загальному проході відбувається з параметрами: D = 0.05 м2 / м2, V = 100 м / хв Ділянки шляху горизонтальні, рис. 5. Проверітьсліяніе людських потоків 1 і 2 Мал. 5. Умова злиття людських потоків Розглянемо два варіанти а) при L = 10м і б) при L = 15м Час виходу останньої людини з бічного проходу 1: = L / V = 10/80 = 0,125мін а) час підходу першої людини з бічного проходу 2 до передбачуваного місця злиття людських потоків: тоді, <, следовательно, происходит слияние людских потоков. б) час підходу першої людини з бічного проходу 2 до передбачуваного місця злиття людських потоків: Тоді,>, отже, злиття людських потоків не відбувається. 3. Освіта скупчень людей (тисняви) і затримки руху Скупчення людей утворюється в разі якщо в одиницю часу по ділянці шляху i підходить більше людей, ніж здатний пропустити наступний i +1. Тоді, перед кордоном ділянки i +1 затримується частина людей, яка в наступні моменти часу зростає. На кордоні суміжних ділянок утворюється скупчення людей, т.зв. тиснява. Щільність потоку в надзвичайній ситуації в скупченні досягає (при ручному рахунку - миттєво, насправді протягом 5-7С) максимальних значень. У нормальних умовах значення максимальних щільності, як показують натурних спостереження, не перевищують 5 чол / м 2. В надзвичайної же ситуації воно досягає значень 9 чол / м 2 і більше. При розрахунках ознакою освіти скупчення є Як відомо, кожному значенню інтенсивності відповідає певне значення щільності. Значенням інтенсивності q max відповідає значення щільності близько 0,5 м 2 / м 2. У деяких випадках, не таких уже втім рідкісних, на даній ділянці шляху щільність людського потоку досягає значень 0,6-0.9 м 2 / м 2 але на кілька секунд, тобто говорити про затримку руху не доводиться. Однак, при використанні графоаналітичного методу, умова освіти скупчення формалізово, і далі, розрахунок ведеться виходячи з того, що виникло скупчення людей, що в дійсності не спостерігається. Це веде до значного спотворення дійсної картини руху людського потоку. N = 50 чол або 6,25м 2 в зимовому одязі Долі шляху i. i +2 - горизонтальний, i +1 - дверний отвір, рис.6. Перевірити безперешкодність руху Рис.6. Освіта скупчення людей при перетині кордону суміжної ділянки шляху =. тобто = 19,6 м / хв для дверного отвору, отже, утворюється скупчення людей. При утворенні скупчення людей руху людського потоку утруднено, люди затримуються на кордоні суміжних ділянок. Тому, необхідно визначити в ремя затримки руху - різницю між часом проходженням потоку суміжної ділянки шляху при утворенні скупчення і при безперешкодному русі, тобто русі без скупчення. Значення часу визначається за відомою формулою [3]: де, - інтенсивність руху на ділянці i +1 (дверний проріз) при максимальній щільності людського потоку. Для дверного отвір шириною 1,2 м інтенсивність руху складе = 2,5 + 3,75 b = 2,5 + 3,75х1,2 = 7 м / хв; де, - інтенсивність руху до освіти скупчення, м / хв; b i. b i +1 - ширини ділянки горизонтальної ділянки шляху i і дверного отвору i + 1, м. Для дверного отвір шириною 1,2 м інтенсивність руху складе = 2,5 + 3,75 b = 2,5 + 3,75х1,2 = 7 м / хв Слід відрізняти вищевказаний термін від поняття часу існування скупчення - часу від моменту виникнення скупчення до моменту його розсмоктування. Час існування скупчення визначається за формулою: Розрахунковий час евакуації визначається як сума часу руху людей по ділянках колії та часу затримки руху, якщо її неможливо усунути. 4. розущільненого людського потоку Явище разуплотнения полягає в тому, що при утворенні скупчення з максимальною щільністю перед кордоном суміжної ділянки шляху на наступній ділянці щільність виявляється значно менше. При переході людським потоком кордону між ділянками відбувається як би миттєва перебудова його структури, і його головна частина, потрапляючи на ділянку i + 1 займає велику площу по довжині шляху, збільшивши власне швидкість руху і зберігши колишню інтенсивність. Перед звуженням шляху (на кордоні ділянок i і i +1) утворюється скупчення людей з щільністю D i = 0,9 м2 / м2, рис. 7. Визначити q i + 1, V i + 1 .D i + 1? Мал. 7. розущільненого людського потоку а) в дійсності; б) відповідно до ГОСТ 12.1.004-91 *; а) Перед звуженням шляху утворюється скупчення D i = 0,9 м 2 / м 2. Тоді, параметри руху на ділянці i + 1 (див. рис. 8) відповідно до [3]: q i + 1 = 13,79 м / хв, D i + 1 = 0,27 м 2 / м 2; отже V i + 1 = 50,8 м / хв. Мал. 8. Визначення параметрів людського потоку при розущільненого б) Перед звуженням шляху утворюється скупчення D i = 0,9 м 2 / м 2. Тоді, згідно з ГОСТ 12.1.004-91 * «інтенсивність і швидкість руху людського потоку по ділянці шляху [i +1] визначають. при значенні D = 0,9 і більше », тобто D i +1 = 0.9м 2 / м 2, V i +1 = 15 м / хв. 5. Переформування людського потоку При русі людських потік по ділянках шляху, дуже ймовірні випадки, коли об'єднаний людський потік має кілька зон з різною щільністю рис. 9. Переформування людського потоку - процес вирівнювання параметрів руху в різних частинах потоку. В результаті, незалежно від вихідних параметрів, кожна частина потоку набуває параметри впередіїдущей частини. Швидкість переформування V '- швидкість руху кордону збільшення впередіїдущей частини - визначається швидкістю переміщення кордону між частинами потоку з різною щільністю. Мал. 9. Схема людського потоку з різною щільністю Швидкість переформування визначається зі співвідношення: Час переформування потоку де, - збільшення довжини йде попереду частини потоку, м D 1 = 0.25 м 2 / м 2, q 1 = 13.3 м / хв. V 1 = 53.1 м / хв D 2 = 0.1 м 2 / м 2, q 2 = 8,01 м / хв. V 2 = 84.1 м / хв, N 2 = 5м 2, Долі шляху горизонтальні. Ширина шляху руху b = 2м Визначити швидкість і час переформування людського потоку Швидкість переформування між частинами потоку з різною щільністю: Приріст довжини йде попереду частини потоку Час переформування потоку Згідно з результатами розрахунку, через 29с закінчиться переформування людського потоку і весь потік буде мати наступні параметри: D = 0.25 м2 / м2, q = 13.3 м / хв. V = 53.1 м / хв. Ручний метод розрахунку дозволяє зрозуміти особливості руху людського потоку при евакуації. Однак в цілому, такий підхід веде до недооцінки пожежної небезпеки зважаючи на значну неточності розрахунку. Крім того, такий розрахунок досить трудомісткий. У зв'язку з цим, в кінці 70-х років минулого століття в нашій країні були розроблені програмні комплекси, серед яких найбільшого поширення набув ADLPV - "Аналіз руху людських потоків, ймовірність".