公路隧道人員疏散速度與個(gè)體屬性相關(guān)性研究

李遠(yuǎn)哲， 安文娟，2， 謝耀華， 江維維

(1.招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司， 重慶 400067; 2.重慶交通大學(xué) 土木工程學(xué)院， 重慶 400074)

公路隧道結(jié)構(gòu)封閉、通風(fēng)照明受限等自帶先天環(huán)境特點(diǎn)，使之運(yùn)營(yíng)安全難度大，對(duì)洞內(nèi)通風(fēng)、消防及人員疏散救援要求極高[1]。因此，洞內(nèi)事故工況下的人員疏散逃生問(wèn)題一直是業(yè)界研究的重點(diǎn)，其中疏散行走速度與出口識(shí)別[2]是公路隧道內(nèi)決定人員疏散逃生的2個(gè)關(guān)鍵因素，個(gè)人屬性特征、疏散心理、疏散環(huán)境、社會(huì)因素等方面都會(huì)影響疏散行走速度。

近年來(lái)，針對(duì)公路隧道內(nèi)的人員疏散速度，國(guó)內(nèi)外開(kāi)展了很多試驗(yàn)研究。M.Seike、K. Fridolf、Zhang等[3-8]通過(guò)在充滿(mǎn)煙霧的實(shí)體隧道內(nèi)開(kāi)展大規(guī)模單人試驗(yàn)，研究了煙霧環(huán)境下人員的正常行走速度與緊急疏散速度，以及能見(jiàn)度因素與疏散速度之間的關(guān)系，并在試驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查、訪問(wèn)座談等形式，調(diào)查了試驗(yàn)參與者的年齡、性別、職業(yè)等個(gè)人屬性及疏散心理情緒，分析了不同個(gè)人屬性及疏散情緒因素對(duì)疏散行為的影響。Kinateder等[9]基于虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)試驗(yàn)研究了社會(huì)因素、信息因素及經(jīng)驗(yàn)因素對(duì)隧道事件環(huán)境下人員疏散路徑與出口選擇的影響。謝寶超等[10]采用大巴車(chē)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，研究了人員年齡、性別與大巴車(chē)內(nèi)疏散時(shí)間的關(guān)系。周健等[11-12]通過(guò)對(duì)976人的問(wèn)卷調(diào)查統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)人員疏散心理行為與性別、年齡、文化程度、消防教育水平等因素顯著相關(guān)。在疏散行為建模方面，屈云超等[13]基于行人從眾心理和信息傳遞對(duì)疏散行為的影響，構(gòu)建了疏散路徑選擇仿真模型。王羽塵等[14]在虛擬現(xiàn)實(shí)的公路隧道火災(zāi)環(huán)境下開(kāi)展了疏散行為試驗(yàn)，研究了環(huán)境因素、社會(huì)因素、個(gè)人因素與逃生行為的關(guān)系，并以各影響因素為變量，構(gòu)建了疏散行為MNL模型。鄭霞忠等[15]選取地鐵結(jié)構(gòu)、攜帶行李等8個(gè)速度影響因子，建立了地鐵站疏散速度影響指標(biāo)體系，然后采用未確知測(cè)度理論，確定了速度修正模型。

綜上所述，目前針對(duì)個(gè)人屬性與公路隧道內(nèi)疏散行為的相關(guān)性研究，主要以問(wèn)卷調(diào)查為基礎(chǔ)的定性分析為主，缺乏個(gè)人屬性與疏散行為之間的定量分析研究。而模型方面，針對(duì)疏散路徑?jīng)Q策的仿真模型構(gòu)建研究較多，針對(duì)疏散速度參數(shù)的建模研究較少。為此，本文通過(guò)在全尺寸試驗(yàn)隧道內(nèi)開(kāi)展人員疏散試驗(yàn)，采用調(diào)查問(wèn)卷采集試驗(yàn)人員的個(gè)人屬性數(shù)據(jù)，采用藍(lán)牙AOA(Angle of Arrival 到達(dá)角)定位系統(tǒng)采集試驗(yàn)人員的移動(dòng)數(shù)據(jù)，基于以上數(shù)據(jù)分析疏散速度與個(gè)人屬性之間的相關(guān)性，并構(gòu)建兩者之間的數(shù)學(xué)模型，為公路隧道應(yīng)急疏散方案制定提供依據(jù)。

1 隧道內(nèi)疏散試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)參與者

試驗(yàn)前，在試驗(yàn)隧道所在地公開(kāi)招募參與者。招募過(guò)程中，基于安全考慮，招募范圍為年齡滿(mǎn)18周歲且身體健康狀況良好的人。最終，共招募180名參與者，其中男性95人，女性75人。

1.2 試驗(yàn)隧道

試驗(yàn)隧道為1∶1全比例尺隧道，長(zhǎng)150 m、寬14.55 m。隧道內(nèi)部設(shè)有3個(gè)緊急出口，相鄰緊急出口的間距為45 m；緊急出口裝有防火門(mén)，門(mén)寬1.5 m，處于關(guān)閉狀態(tài)。隧道內(nèi)部設(shè)置有照明燈具、通風(fēng)機(jī)、疏散指示標(biāo)志等常規(guī)設(shè)施。

1.3 試驗(yàn)設(shè)備

試驗(yàn)設(shè)備包括音響、冷煙機(jī)、能見(jiàn)度檢測(cè)器、攝像機(jī)、藍(lán)牙AOA定位系統(tǒng)等。

音響：飛利浦(PHILIPS)SD50戶(hù)外藍(lán)牙音響1臺(tái)，用于播放模擬突發(fā)事件的聲音。

冷煙機(jī)：噴煙量5 600 cuft/min，噴煙距離2 m～4 m，共4臺(tái)，全部布設(shè)在隧道盡頭，用于制造白色無(wú)刺激性煙霧。

能見(jiàn)度檢測(cè)器：檢測(cè)距離10 m，共4臺(tái)，分別布設(shè)在模擬事件點(diǎn)附近和3個(gè)緊急出口附近，用于檢測(cè)隧道煙霧環(huán)境下的人員能見(jiàn)度。

高清攝像機(jī)：紅外拍攝距離30 m，共6臺(tái)，全部安裝在隧道內(nèi)有緊急出口的一側(cè)，安裝間距為30 m，用于記錄和觀察整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程。

藍(lán)牙AOA定位系統(tǒng)：定位距離最遠(yuǎn)可達(dá)20 m，移動(dòng)定位精度0.3 m～0.5 m。共8座藍(lán)牙AOA定位基站，全部安裝在隧道頂部中間位置，安裝間距為18.75 m。試驗(yàn)參與者在試驗(yàn)過(guò)程中佩戴裝有AOA電子標(biāo)簽的安全帽，AOA電子標(biāo)簽與基站形成一套定位系統(tǒng)，實(shí)時(shí)采集參與者的XYZ三軸坐標(biāo)數(shù)據(jù)，坐標(biāo)采集頻率為1次/100 ms。

1.4 試驗(yàn)環(huán)境

試驗(yàn)開(kāi)始前，隧道內(nèi)即開(kāi)始釋放人工冷煙和消防煙霧的混合煙霧，以模擬火災(zāi)事件環(huán)境，如圖1所示。其中消防煙霧釋放量極少，會(huì)使試驗(yàn)參與者聞到煙火味，但不會(huì)刺激眼睛。釋放煙霧過(guò)程中，通過(guò)能見(jiàn)度檢測(cè)器檢測(cè)隧道內(nèi)的能見(jiàn)度，以控制煙霧濃度。當(dāng)模擬事件點(diǎn)及3個(gè)緊急出口附近2 m高處的能見(jiàn)度檢測(cè)值為20 m時(shí)，停止釋放煙霧，立即開(kāi)始試驗(yàn)。試驗(yàn)過(guò)程中，為了使煙霧保持一定的濃度，未開(kāi)啟通風(fēng)排煙系統(tǒng)。

圖1 隧道內(nèi)試驗(yàn)環(huán)境

1.5 試驗(yàn)程序

由于試驗(yàn)隧道較短，為避免自然光照，更好地控制隧道內(nèi)能見(jiàn)度，試驗(yàn)在傍晚19:00天黑后開(kāi)始，采用燈光照明。由于試驗(yàn)參與者較多，180名參與者按照年齡組成被分為9組，每組20人，每組的年齡組成與總?cè)后w的年齡組成一致。

試驗(yàn)前，參與者每人均需填寫(xiě)一份調(diào)查問(wèn)卷，問(wèn)卷內(nèi)容包括參與者的編號(hào)、年齡、性別、職業(yè)以及公路隧道使用頻率、隧道內(nèi)行走經(jīng)歷、隧道事件經(jīng)歷、逃生培訓(xùn)經(jīng)歷等問(wèn)題。試驗(yàn)前，參與者僅被告知必要的注意事項(xiàng)和試驗(yàn)程序，未被告知疏散方向和緊急出口位置，且不允許參與者提前進(jìn)入隧道，試驗(yàn)后也不允許互相交流。

試驗(yàn)時(shí)，得到現(xiàn)場(chǎng)工作人員的命令后，試驗(yàn)參與者從隧道入口進(jìn)入隧道，以正常的行走狀態(tài)一直往前走，行走過(guò)程中需繞開(kāi)障礙物。待所有參與者走到疏散起點(diǎn)時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)工作人員遙控播放事故模擬聲，參與者聽(tīng)到事故聲后立即進(jìn)入緊急逃生狀態(tài)，在隧道內(nèi)尋找緊急出口逃生，如圖2所示。由于本次試驗(yàn)的疏散出口設(shè)定為隧道側(cè)壁上的3個(gè)緊急出口，因此試驗(yàn)前參與者被告知不能從隧道兩端洞口疏散，僅能在隧道內(nèi)尋找出口，若有參與者從洞口逃生，現(xiàn)場(chǎng)工作人員將及時(shí)制止。

2 試驗(yàn)結(jié)果與相關(guān)性分析

2.1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)后，將藍(lán)牙AOA系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)以及問(wèn)卷調(diào)查數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。根據(jù)藍(lán)牙AOA系統(tǒng)采集到的個(gè)人移動(dòng)坐標(biāo)數(shù)據(jù)計(jì)算其移動(dòng)速度，系統(tǒng)中的坐標(biāo)設(shè)置如圖3所示。試驗(yàn)參與者的X坐標(biāo)距離范圍為0 m～150 m，Y坐標(biāo)上的范圍為0 m～14.5 m。同時(shí)，參與者從x=150 m的位置進(jìn)入隧道，當(dāng)其X坐標(biāo)開(kāi)始減小時(shí)，表明其開(kāi)始移動(dòng)；當(dāng)其移動(dòng)到x=20 m左右時(shí)，表明其到達(dá)事件點(diǎn)；由于疏散方向?yàn)椤盎仡^”方向，因此當(dāng)其X坐標(biāo)開(kāi)始增大時(shí)，表明其進(jìn)入疏散狀態(tài)。當(dāng)參與者的坐標(biāo)為(30，0)或(75，0)或(120，0)時(shí)，表明參與者已從隧道緊急出口疏散出去，即完成疏散試驗(yàn)。

圖2 隧道內(nèi)試驗(yàn)流程示意

圖3 藍(lán)牙AOA系統(tǒng)坐標(biāo)設(shè)置示意

根據(jù)參與者的移動(dòng)坐標(biāo)數(shù)據(jù)及其時(shí)間間隔，可計(jì)算個(gè)人移動(dòng)速度。個(gè)人移動(dòng)速度等于其累計(jì)移動(dòng)距離與移動(dòng)消耗時(shí)間的比值，計(jì)算公式如下：

(1)

式中：xi為參與者第i次移動(dòng)的X坐標(biāo)；yi為參與者第i次移動(dòng)的Y坐標(biāo)；ti為參與者第i次移動(dòng)的時(shí)間。當(dāng)計(jì)算參與者的正常行走速度時(shí)，i的取值根據(jù)參與者從初始位置移動(dòng)至事件點(diǎn)位置的坐標(biāo)移動(dòng)次數(shù)取值；當(dāng)計(jì)算疏散速度時(shí)，i的取值根據(jù)參與者從事件點(diǎn)位置移動(dòng)至隧道緊急出口位置的坐標(biāo)移動(dòng)次數(shù)取值。

根據(jù)個(gè)人移動(dòng)速度數(shù)據(jù)和調(diào)查問(wèn)卷數(shù)據(jù)的初步處理結(jié)果，進(jìn)行數(shù)據(jù)篩除。將數(shù)據(jù)項(xiàng)中有漏填、錯(cuò)填或缺失的個(gè)人數(shù)據(jù)作為無(wú)效數(shù)據(jù)篩除掉，保留具有完整數(shù)據(jù)項(xiàng)的個(gè)人數(shù)據(jù)。最終，得到123人的有效疏散數(shù)據(jù)，包括人員屬性及疏散速度數(shù)據(jù)。

2.2 個(gè)體屬性與疏散速度

本次試驗(yàn)分9組開(kāi)展，各組試驗(yàn)的試驗(yàn)環(huán)境、流程、人數(shù)等均保持一致。試驗(yàn)獲得各組的有效樣本數(shù)及疏散速度分布如表1及圖4所示。由表1和圖4可知，在試驗(yàn)條件一致的情況下，各組人員的疏散速度分布形態(tài)無(wú)顯著差異，表明分組試驗(yàn)對(duì)結(jié)果的影響較小，因此將各小組的試驗(yàn)結(jié)果合并進(jìn)行分析。

表1 各試驗(yàn)組疏散速度統(tǒng)計(jì)結(jié)果

1) 性別。有效數(shù)據(jù)中，男性為70人，占57%；女性為53人，占43%。其中，男性平均疏散速度為1.88 m/s，女性為1.66 m/s，男性疏散速度普遍高于女性的疏散速度。

圖4 各組人員的疏散速度分布

2) 年齡。有效數(shù)據(jù)中，試驗(yàn)參與者年齡為18歲～65歲，為便于分析，將年齡劃分為18歲～25歲、26歲～30歲、31歲～40歲、41歲～50歲、51歲～60歲、>60歲等6個(gè)年齡段，各年齡段的人數(shù)占比分別為4%、12%、37%、33%、12%、2%，他們的平均疏散速度分別為2.16 m/s、2.20 m/s、1.95 m/s、1.55 m/s、1.45 m/s、1.17 m/s?？傮w上看，隨著年齡的增長(zhǎng)，平均疏散速度逐漸降低。

3) 職業(yè)。試驗(yàn)過(guò)程中，將職業(yè)劃分為消防職業(yè)、運(yùn)輸職業(yè)與其他職業(yè)3類(lèi)。消防職業(yè)指從事消防行業(yè)的人員，運(yùn)輸職業(yè)指從事客運(yùn)或貨運(yùn)的駕駛?cè)藛T，其他職業(yè)指非消防與交通行業(yè)的人員。有效數(shù)據(jù)中，消防職業(yè)、交通職業(yè)與其他職業(yè)的參與者人數(shù)占比分別為15%、13%、72%。其中，消防職業(yè)人員的平均疏散速度最高，為1.92 m/s；運(yùn)輸職業(yè)與其他職業(yè)人員的平均疏散速度基本一致，分別為1.77 m/s和1.75 m/s。

4) 隧道出行頻率。指駕駛或乘坐車(chē)輛在公路隧道內(nèi)出行的頻率。該頻率劃分為每天、每周幾次、每周一次、很少、從未等5種類(lèi)型，各種出行頻率的參與者人數(shù)占比分別為20%、16%、19%、37%、7%，他們的平均疏散速度分別為2.04 m/s、1.73 m/s、1.78 m/s、1.70 m/s、1.53 m/s。不同隧道出行頻率人員的平均疏散速度沒(méi)有明顯規(guī)律性。

5) 隧道逃生知識(shí)掌握程度。指在公路隧道突發(fā)事件下，對(duì)疏散逃生知識(shí)的掌握程度，分為不熟悉、有所了解、熟悉等3種程度，各類(lèi)型參與者人數(shù)占比分別為37%、67%、7%，他們的平均疏散速度分別為1.58 m/s、1.89 m/s、1.89 m/s。對(duì)隧道逃生知識(shí)有所了解和熟悉的人員其疏散速度一致，且明顯大于對(duì)隧道逃生知識(shí)不熟悉人員的平均疏散速度。

6) 逃生培訓(xùn)經(jīng)歷。逃生培訓(xùn)經(jīng)歷是指是否接受過(guò)建筑物或隧道內(nèi)消防演練，或是否接觸過(guò)隧道虛擬逃生游戲。123個(gè)有效數(shù)據(jù)中，74%的參與者未接觸過(guò)任何逃生培訓(xùn)，接受過(guò)消防演練的參與者占20%，接觸過(guò)虛擬逃生游戲的參與者占9%，他們的平均疏散速度分別為1.68 m/s、1.97 m/s、2.33 m/s。其中，經(jīng)歷過(guò)逃生培訓(xùn)的人員其疏散速度明顯大于未經(jīng)歷過(guò)的，且接觸過(guò)虛擬逃生游戲人員的疏散速度最大。

2.3 相關(guān)性分析

以疏散速度為檢驗(yàn)因變量，以人員屬性為檢驗(yàn)因子，執(zhí)行單因素ANOVN檢驗(yàn)，對(duì)人員屬性與疏散速度進(jìn)行相關(guān)性分析。檢驗(yàn)時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)方差齊性進(jìn)行分析，對(duì)于方差不齊的數(shù)據(jù)，采用非參數(shù)檢驗(yàn)。設(shè)置顯著水平為0.05，若P<0.05，則檢測(cè)變量與檢測(cè)因子顯著相關(guān)；若P>0.05，則檢測(cè)變量與檢測(cè)因子之間不相關(guān)。經(jīng)檢驗(yàn)，疏散速度與6種個(gè)人屬性之間的顯著水平如表2所示。

表2 疏散速度顯著性檢驗(yàn)結(jié)果

1) 疏散速度與性別。由于女性和男性生理及心理結(jié)構(gòu)的不同，女性在遇到突發(fā)事件時(shí)通常比男性更容易產(chǎn)生焦慮、恐慌、緊張等心理反應(yīng)，更容易表現(xiàn)出從眾、跟隨、退怯等行為反應(yīng)。性別組間顯著性檢驗(yàn)結(jié)果P=0.001<0.05，表明男性與女性的疏散速度有顯著性差異，即性別對(duì)疏散速度有一定的影響。

2) 疏散速度與年齡。人員年齡對(duì)疏散行為的影響主要體現(xiàn)在危險(xiǎn)感知能力、反應(yīng)能力和行動(dòng)能力上。一般情況下，年齡與行為能力呈反向曲線關(guān)系，在一定年齡范圍內(nèi)，行為能力與年齡正相關(guān)；當(dāng)年齡超過(guò)中青年階段后，行為能力與年齡負(fù)相關(guān)。年齡組間顯著性檢驗(yàn)結(jié)果P=0.001<0.05，表明不同年齡段的疏散速度有顯著性差異。同時(shí)，18歲～25歲與26歲～30歲、31歲～40歲與41歲～50歲、51歲～60歲與>60歲等3個(gè)年齡組的顯著性檢驗(yàn)結(jié)果P值分別為0.766、0.395、0.828，均大于0.05，表明這3組疏散速度之間的差異性無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義?？梢?jiàn)，年齡對(duì)疏散速度有直接影響，但在一定范圍內(nèi)，并無(wú)顯著性影響。

3) 疏散速度與職業(yè)。從事消防職業(yè)的人員由于具備應(yīng)對(duì)火災(zāi)的專(zhuān)業(yè)能力，面對(duì)突發(fā)事件時(shí)心理素質(zhì)和反應(yīng)能力均更好；從事運(yùn)輸職業(yè)的人員更熟悉道路環(huán)境，可能具備更好的道路突發(fā)事件應(yīng)對(duì)能力。但這2種職業(yè)人員并不一定熟悉隧道內(nèi)的疏散逃生方法。職業(yè)組間顯著性檢驗(yàn)結(jié)果P=0.113>0.05，表明不同職業(yè)的疏散速度并無(wú)顯著性差異，即職業(yè)對(duì)疏散速度沒(méi)有明顯影響。

4) 疏散速度與隧道出行頻率。在隧道內(nèi)行車(chē)頻率較高的人員，由于行車(chē)速度較快，在行車(chē)過(guò)程中并不一定能觀察到隧道的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。隧道出行頻率非參數(shù)檢驗(yàn)結(jié)果P=0.083>0.05，表明不同隧道出行頻率的人員其疏散速度沒(méi)有顯著差異，即隧道出行頻率對(duì)疏散速度無(wú)明顯影響。

5) 疏散速度與隧道逃生知識(shí)掌握程度。目前，國(guó)內(nèi)在隧道逃生方面的宣傳教育工作仍比較缺乏，大部分人對(duì)公路隧道內(nèi)的逃生知識(shí)并不熟悉，而隧道內(nèi)疏散是一種“進(jìn)入式”疏散，即需要進(jìn)入隧道內(nèi)的緊急出口進(jìn)行疏散，這與大多數(shù)人“出口即入口”的認(rèn)知有差異。對(duì)隧道逃生知識(shí)的熟悉與否，將直接影響到人員的疏散路徑和疏散效率。隧道逃生知識(shí)掌握程度檢驗(yàn)結(jié)果P=0.001<0.05，表明對(duì)隧道逃生知識(shí)掌握程度不同，人員的疏散速度有顯著性差異。同時(shí)，對(duì)隧道逃生知識(shí)有所了解的與熟悉的2類(lèi)人員，數(shù)據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果P>0.05，表明這2類(lèi)人員的疏散速度無(wú)顯著差異?？梢?jiàn)，隧道逃生知識(shí)掌握程度對(duì)疏散逃生有一定影響。

6) 疏散速度與逃生培訓(xùn)經(jīng)歷。有過(guò)逃生培訓(xùn)經(jīng)歷的人，與沒(méi)有任何逃生培訓(xùn)經(jīng)歷的人相比，在面對(duì)逃生情境時(shí)，心理可能更冷靜，行為反應(yīng)更敏捷。近年來(lái)，隨著虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)越來(lái)越多基于VR的演練或培訓(xùn)，但主要還是面向管理者。接觸過(guò)隧道VR逃生游戲的人，對(duì)整個(gè)隧道內(nèi)逃生的過(guò)程較為熟悉，因此疏散反應(yīng)最快。在開(kāi)展的一項(xiàng)基于VR技術(shù)的疏散試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)凡是接觸過(guò)VR游戲的人，在試驗(yàn)中都能表現(xiàn)得更從容、更敏捷。而逃生培訓(xùn)經(jīng)歷檢驗(yàn)結(jié)果P=0.001<0.05，表明逃生培訓(xùn)經(jīng)歷不同，人員的疏散速度具有顯著性差異，即逃生培訓(xùn)經(jīng)歷對(duì)疏散速度有直接影響。

3 疏散速度建模

3.1 模型建立

目前，線性回歸和logistic回歸是統(tǒng)計(jì)分析中研究較多、使用普遍且容易理解的研究方法。以疏散速度為因變量，以個(gè)人屬性為自變量，根據(jù)上述研究，影響疏散速度的個(gè)人屬性包括性別、年齡、隧道逃生知識(shí)掌握程度、逃生培訓(xùn)經(jīng)歷等4個(gè)自變量。由于因變量為連續(xù)的定量數(shù)據(jù)，且自變量有多個(gè)，因此采用多元線性回析進(jìn)行疏散速度建模，并對(duì)模型假設(shè)條件進(jìn)行驗(yàn)證。疏散速度與個(gè)人屬性之間的線性函數(shù)可表示為：

y=a+b1x1+b2x2+b3x3+b4x4

(2)

式中：y為疏散速度取值；x1,x2,x3,x4分別為各影響因素取值，如表3所示；a為常數(shù)項(xiàng)；b1,b2,b3,b4均為影響疏散速度的參數(shù)。

表3 影響因素

3.2 參數(shù)標(biāo)定與結(jié)果分析

采用多元線性回歸，根據(jù)性別、年齡、逃生知識(shí)掌握程度和逃生培訓(xùn)經(jīng)歷等因素，預(yù)測(cè)疏散速度。通過(guò)繪制部分回歸散點(diǎn)圖及殘差與預(yù)測(cè)值的散點(diǎn)圖，判斷自變量和因變量之間存在線性關(guān)系。

本研究中，觀測(cè)值之間相互獨(dú)立。通過(guò)繪制學(xué)生化殘差與未標(biāo)化的預(yù)測(cè)值之間的散點(diǎn)圖，證實(shí)數(shù)據(jù)具有等方差齊性；回歸容忍度均大于0.1，不存在多重共線性；滿(mǎn)足正態(tài)假設(shè)。

回歸擬合模型具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，F(xiàn)(4，214)=247.737(P<0.001)，調(diào)整R2=0.819；納入模型的3個(gè)自變量對(duì)疏散速度的影響有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，分別是年齡、逃生知識(shí)掌握程度、逃生培訓(xùn)經(jīng)歷；自變量性別對(duì)疏散速度的影響沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，具體系數(shù)標(biāo)定如表4所示。最終疏散速度模型可表示為：

y=3.070-0.038x2+0.158x3+0.335x4

(3)

從表3模型標(biāo)定結(jié)果可知，年齡因素對(duì)疏散速度是負(fù)影響，逃生知識(shí)掌握程度與逃生培訓(xùn)經(jīng)歷對(duì)疏散速度是正影響，其中，逃生培訓(xùn)經(jīng)歷的影響程度最大。

表4 線性回歸模型系數(shù)標(biāo)定結(jié)果

4 結(jié)論

在長(zhǎng)150 m、寬14.55 m且充滿(mǎn)煙霧的全比例尺隧道內(nèi)開(kāi)展了180人規(guī)模的疏散試驗(yàn)，通過(guò)篩選，獲取了123人的有效試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)，包括個(gè)人屬性數(shù)據(jù)和移動(dòng)速度數(shù)據(jù)；以此為基礎(chǔ)，對(duì)疏散速度與6種個(gè)人屬性因素進(jìn)行了相關(guān)性分析與檢驗(yàn)，并構(gòu)建了疏散速度與相關(guān)個(gè)人屬性之間的數(shù)學(xué)模型。相關(guān)性檢驗(yàn)與模型標(biāo)定結(jié)果表明：

1) 在公路隧道煙霧環(huán)境中，人員性別、年齡、隧道逃生知識(shí)掌握程度、逃生培訓(xùn)經(jīng)歷等4個(gè)因素與疏散速度之間存在顯著相關(guān)性，職業(yè)和隧道出行頻率因素與疏散速度之間相互獨(dú)立。

2) 基于回歸分析，構(gòu)建了性別、年齡、隧道逃生知識(shí)掌握程度、逃生培訓(xùn)經(jīng)歷與疏散速度之間的線性關(guān)系模型。模型標(biāo)定顯示，性別變量對(duì)疏散速度的影響無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，年齡變量對(duì)疏散速度是負(fù)影響，逃生知識(shí)掌握程度變量與逃生培訓(xùn)經(jīng)歷變量對(duì)疏散速度是正影響。此外，逃生培訓(xùn)經(jīng)歷變量的影響程度最大，年齡變量的影響程度最小。

可見(jiàn)，加強(qiáng)面向出行者和管理者的隧道疏散逃生教育宣傳工作，可提高人員在隧道突發(fā)火災(zāi)事件下的逃生能力，對(duì)提升隧道運(yùn)營(yíng)安全性具有重要意義。