Компьютерра - Журнал «Компьютерра» № 29 от 14 августа 2007 года

Другая задача состояла в том, чтобы определить наиболее удачное расположение двух конструкций, занимающих 40 % ширины прохода. Вместо угла в качестве искомого параметра фигурировало расстояние между этими конструкциями, а условием оптимизации было минимизирование времени прохождения определенного числа людей. Оптимальным оказалось расположение, при котором конструкции делят проход на равные отрезки (рис. 4). Степанцов рекомендовал эту модель в качестве одного из средств проверки безопасности перемещения толпы в условиях пространственных ограничений.

Для проведения соответствующих расчетов в России уже около тридцати лет используется модель движения людских потоков – ADPLV ("Анализ движения людских потоков, вероятность"), где все пути внутри здания представлены как множество взаимосвязанных элементарных участков длиною около метра, на которых в последовательные моменты времени пересчитываются параметры движения людей. На базе модели было разработано одноименное приложение для расчета времени эвакуации из здания, включая начало и завершение движения по каждому участку строения. Кроме того, ADPLV позволяет выделять участки с образованием критически высокой плотности, для которой помимо значения можно посчитать время ее образования и рассасывания, а также срок существования.

Этот софт был сертифицирован тогда еще Госстандартом РФ, однако пока более распространенной методикой подсчета остается ручное калькулирование по формулам из ГОСТ 12.1.004-91. Последний учитывает такие свойства движения толпы, как пересечение границы смежного участка пути, слияние и расчленение, а также частично позволяет принять во внимание образование и рассасывание скоплений. ADLPV более близка к реальности (см. врезку), так как позволяет рассчитать время эвакуации с учетом переформирования, растекания, неодновременности слияния, разуплотнения и неоднородности людского потока (например, наличие инвалидов).

Так, при проектировании ММДЦ "Москва-Сити" для проверки пропускной способности лестничных клеток были проведены многовариантные расчеты эвакуации при изменяющихся параметрах людских потоков и размеров путей. Планирование было реализовано при помощи специального ПО, разработанного под руководством профессора МГСУ [Московский государственный строительный институт] Валерия Холщевникова. На его счету множество публикаций на тему моделирования движения людей, а также открытие ряда количественных закономерностей между плотностью и скоростью людских потоков. При планировании эвакуационных путей требовалось определить ширину, которая позволила бы толпе беспрепятственно перемещаться даже при максимальной плотности потока. В результате получилось, что при норме 15 кв. м на человека скоплений можно избежать при ширине пролета 1,35 м и более.

Конечно, определением габаритов коридоров и лестничных проемов забота о беспрепятственном прохождении людей не ограничивается. С той или иной степенью этот аспект учитывается архитекторами при планировке местонахождения лестниц на этаже и установке противопожарных заграждений. Так, требуется, чтобы заблокированный по тем или иным причинам, в том числе в результате пожара, сегмент этажа легко и с минимальными потерями времени можно было обойти. Отдельная задача проектировщиков – обеспечение незадымляемых лестничных клеток с использованием систем подпора воздуха.

При описании движения людских потоков используются несколько специальных определений того или иного расчетного случая.

– Граница смежного участка пути – сечение пути в той его части, где изменяется ширина или вид (например, с горизонтального на наклонный).

– Слияние потоков – формирование людского потока с объединенными параметрами при соединении различных потоков.

– Скопление – задержка движения, возникающая в том случае, если по участку пути i в единицу времени подходит больше людей, чем может пропустить следующий i+1. Моделирование скоплений при использовании некоторых методов расчета движения потока производится некорректно и искажает картину в целом. Дело в том, что зачастую плотность потока перед переходом в i+1 может достигать критического значения всего лишь на несколько секунд. Однако, например, графоаналитический метод расчета этого не учитывает и при выполнении условия возникновения скопления предполагает, что давка сохраняется на неопределенный срок. Разумеется, дальнейшее планирование идет с большой погрешностью.

– Разуплотнение – резкое уменьшение плотности на следующем участке пути, возникающее при образовании скопления с максимальной плотностью на предыдущем. При прохождении границы людской поток перестраивает свою структуру, и его головная часть, попав на участок i+1, занимает большую площадь, так как увеличивает скорость движения при сохранении прежней интенсивности. Разуплотнение, как уже говорилось в статье, не учитывается в ГОСТ 12.1.004-91.

В реальности:

Согласно ГОСТу:

– Переформирование – выравнивание параметров движения по подобию впередиидущих, возникающее в случае неоднородности потока и наличия в нем зон с разной скоростью и плотностью.

Модели с представлениями движущейся толпы в виде потока (по аналогии с газодинамическими явлениями) вскоре могут потерять актуальность, и им на смену придут представления с более высоким уровнем детализации. Так, громкой новостью по теме стала информация о завершении работ над трехмерной компьютерной моделью паникующих людей, прототип которой был продемонстрирован специалистом по городской географии Полом Торренсом из Аризонского университета в конце мая. У модели более широкий охват – она позволяет спрогнозировать движение толпы на уровне городских кварталов (например, после теракта), но самое главное, что Торренс придал каждому "паникующему" боту (в терминологии автора – агенту) множество человеческих характеристик, в том числе возраст, пол, состояние здоровья, телосложение и др.

При этом доцент из Аризоны подверг критике традиционные методы представления поведения толпы с помощью статистического анализа или моделей физических процессов, заявив, что выработанные на их базе программные решения недостаточно эффективны в прогнозировании движения людских потоков.

Сгенерированный в модели Торренса индивид анализирует ситуацию, принимает решения и действует в соответствии с набором параметров. Также принимается во внимание степень взбудораженности толпы: от спокойствия до паники. Программный прототип, представленный ученым, пересчитывает данные по агентам каждую 1/60 секунды. В прототипе предусмотрена лишь ситуация с возникновением пожара в густонаселенной части города, однако Торренс обещает вскоре сделать модель гораздо более универсальной и рассчитывает на то, что разрабатываемый программный комплекс найдет широкое применение у городских архитекторов, а также органов безопасности.

Параллельно Торренс надеется приспособить модель для медицинских целей, моделируя процесс распространения инфекционного заболевания в уличной обстановке. С коммерческой точки зрения наиболее перспективной отраслью использования ПО Торренса должна стать отработка различных сценариев расстановки "якорных" магазинов (см. следующую статью) на улице или в торговом центре.

Бизнес-перспективы детища Пола еще туманны, однако уже ясно, что отсутствие финансирования Торренсу не грозит. Один из американских научных фондов планирует в течение пяти лет потратить на разработки географа 400 тысяч долларов.

В помощь интуиции

Автор: Родион Насакин

Как уже говорилось, сориентироваться в том или ином общественном месте, опираясь исключительно на шестое чувство, – задача зачастую нетривиальная. А в случае с гипермаркетом или иным зданием, владельцы которого преследуют коммерческие интересы, пренебрежение к элементарным нормам упрощения навигации в помещении можно отнести к столь же возмутительным недостаткам обслуживания, как, например, хамоватые и вечно отсутствующие продавцы. И если для властного учреждения достаточно (к сожалению) соблюсти требования госстандарта в отношении безопасности, то владельцы торговых центров и их арендаторы рискуют деньгами, а потому стараются организовать потоки потенциальных и реальных покупателей не только в случае ЧП, но и в нормальной ситуации.

Регулирование людских потоков и их использование в первую очередь для повышения коммерческой отдачи торговых центров начинается даже не с проектирования здания, а с планирования его положения в окружающей городской структуре. Торговые комплексы обычно располагаются в местах с интенсивным движением людей, и задача застройщиков использовать эти уже существующие потоки, вместо того чтобы рассеять их своим зданием. У кого-то это получается, у кого-то нет. Так, например, к классическим правилам "улавливания" людского потока можно отнести наличие в открываемом на выходе из метро торговом центре магазина с недорогими продуктами и товарами первой необходимости. Также многие застройщики стараются создать "ловушки" в виде продолжения выходов из метро и подземных переходов.