firesmiПожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion SafetyPozharovzryvobezopasnost/Fire and Explosion Safety0869-74932587-6201ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет»10.22227/0869-7493.2021.30.04.48-64firesmi-1014Research ArticleБЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИLIFE SAFETYИнтенсивность движения людских и транспортных потоков (обзор)The intensity of human flows and traffic streams (a review)https://orcid.org/0000-0001-8472-7749ХолщевниковВ. В.KholshchevnikovV. V.

Холщевников Валерий Васильевич, д­р техн. наук, профессор кафедры пожарной безопасности в строительстве; главный научный сотрудник

РИНЦ ID: 691753; Scopus Author ID: 57194448578; ResearcherID: AAP­2971­ 2020

129366, г. Москва, ул. Бориса Галушкина, 4

123317, г. Москва, ул. Антонова-Овсеенко, 13, стр. 1

Valeriy V. Kholshchevnikov, Dr. Sci. (Eng.), Professor of Fire Safety in Construction Department; Expert of Scientific Research

ID RISC: 691753; Scopus Author ID: 57194448578; ResearcherID: AAP­2971­ 2020

Borisa Galushkina St., 4, Moscow, 129366

Antonova-Ovseenko St., 13, Bldg. 1, Moscow, 123317

reglament2004@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7490-8773ПарфененкоА. П.ParfenenkoA. P.

Парфененко Александр Павлович, канд. техн. наук, доцент кафедры комплексной безопасности в строительстве, заместитель директора Института комплексной безопасности в строительстве

РИНЦ ID: 800496; Scopus Author ID: 57214086032; ResearcherID: AAP­2933­2020

129337, г. Москва, Ярославское шоссе, 26

Aleksander P. Parfenenko, Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor of Department of Integrated Safety in Civil Engineering, Deputy Head of Institute of Integrated Safety in Construction

ID RISC: 800496; Scopus Author ID: 57214086032; ResearcherID: AAP­ 2933­2020

Yaroslavskoe Shosse, 26, Moscow, 129337

parf01@inbox.ruАкадемия Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий; Научно-исследовательский институт — Республиканский исследовательский научно-консультационный центр экспертизыРоссияState Fire Acade­ my of the Ministry of Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination on Consequences of Natural Disasters; Scientific Research Institute – Federal Research Centre for Projects Evaluation and Consulting ServicesRussian FederationНациональный исследовательский Московский государственный строительный университетРоссияMoscow State University of Civil Engineering (National Research University)Russian Federation2021140920213044864Copyright © Холщевников В.В., Парфененко А.П., 20212021Холщевников В.В., Парфененко А.П.Kholshchevnikov V.V., Parfenenko A.P.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.fire-smi.ru/jour/article/view/1014

Введение. В статье дано подробное описание понятий интенсивности людского и транспортного потоков. Значения интенсивности движения соответствуют пропускной способности пути шириной 1 м. Также дано описание плотности и скорости потока, определяющих интенсивность движения. Показано, что плотность потока — это технический параметр, характеризующий свободу движения людей в потоке. Влияние состояния людей на скорость движения людского потока определяется с помощью коэффициентов условий движения. Чтобы подчеркнуть различие областей применения этих понятий при разработке методологии оптимизации коммуникационных путей, в статье были рассмотрены показатели величина людского потока и пропускная способность сечения пути, зависящие от ширины потока и ширины сечения пути. В теории людских потоков на основании статистического анализа эмпирических данных были установлены закономерности связи между параметрами людского потока, основанные на законах психофизики, математические ожидания которых описаны элементарной случайной функцией, т.е. людской поток — стохастический процесс.Предмет исследования. Интенсивность движения людского и транспортного потоков в зависимости от различных параметров.Цели. Показать и выполнить поиск объяснений в различиях между интенсивностями людского и транспортного потоков.Материалы и методы. Сбор и анализ научной литературы в области движения людских и транспортных потоков.Результаты. Показано, что транспортный поток является самостоятельной системой и определяется неопределенностью, конечностью и зависимостью расстояния от времени. Величиной, связывающей все параметры, характеризующие процесс движения людей, является пропускная способность пути, а интенсивность движения определяется как произведение плотности и скорости потока.Выводы. Установленная зависимость между параметрами людского потока легла в основу нормирования размеров эвакуационных путей и выходов в зданиях различного назначения. В современной методологии при оценке расчетных величин пожарного риска установленные закономерности использованы для моделирования процесса эвакуации людей при проектировании и эксплуатации зданий и сооружений, а результаты многолетних исследований послужили основой формирования статистической базы данных при разработке строительных норм и правил.

Introduction

Introduction. The article offers a detailed description of the notions of intensity of human flows and traffic streams. The values of their intensity are determined by the capacity of a road that is one meter wide. The article also offers a description of the flow/stream density and speed that determine their intensity. The co-authors have demonstrated that the flow/stream density is a technical parameter that characterizes the mobility of humans in a flow. The influence of people on the human flow speed is identified with the help of coefficients of motion conditions. To distinguish between the areas of application of these two notions in the process of developing a route optimization methodology, the co-authors addressed the properties of human flows and the road section capacity that depend on the flow width and the road section width. The theory of human flows employs the statistical analysis of human flows to identify the relationship between the parameters of a human flow, based on regularities of psychophysics, and its mathematical anticipations are described by an elementary stochastic function, which means that a human flow is a stochastic process.

Subject of research

Subject of research. The intensity of interdependent human flows and traffic streams.

Goals

Goals. The purpose of the article is to identify and demonstrate explanations of differences between the intensity of human flows and traffic streams.

Materials and methods

Materials and methods. Collecting and analyzing the research literature focused on human flows and traffic streams.

Results

Results. The co-authors have shown that a traffic stream is an independent system that is determined by uncer- tainty, finitude, and dependence of distance on time. The value, that ties all the parameters, that characterize the process of human motion, is the road capacity, while the motion intensity is defined as the product of density times speed.

Conclusions

Conclusions. The identified dependence between the human flow parameters serves as the basis for stan- dardizing different escape routes and exists from buildings performing different functions. The currently used methodology applies the regularities thus identified to simulate human evacuation processes in the course of design and operation of buildings and structures in order to assess the value of the fire risk, while the results of multiannual research projects are contributed to statistical databases used to develop construction rules and regulations.

модельсхема телазакономерностьучасток путипропускная способностьвеличина потокавероятностьmodelbody schemeregularityroute sectioncapacityflow sizeprobabilityReferencesПредтеченский В.М. О расчете движения людских потоков в зданиях массового назначения // Известия высших учебных заведений. Строительство и архитектура. 1958. № 7.Predtechenskiy V.M. On calculation of human flows in general public buildings. News of higher educational institutions. Construction and Architecture. 1958; 7. (rus).Предтеченский В.М., Милинский А.И. Проектирование зданий с учетом организации движения людских потоков : учебное пособие. М. : Стройиздат, 1969. 247 с.Predtechenskiy V.M., Milinskiy A.I. Building design consider the organization of human flows traffic : Manual. Moscow, Stroyizdat Publ., 1969; 274. (rus).Беляев С.В. Принципы планировки зал собраний. М. ; Л. : Госстройиздат, 1934. 132 с.Belyaev S.V. Principles of planning a meeting room. Moscow, Leningrad, Gosstroyizdat Publ., 1934; 132. (rus).Беляев С.В. Эвакуация зданий массового назначения. М. : Изд­во Всес. акад. архитектуры, 1938. 72 с.Belyaev S.V. Evacuation of buildings for public use. Moscow, All­Union Academy of Architecture Publ., 1938; 72. (rus).Fruin J.J. Pedestrian planning and design. New York : Metropolitan Association of Urban Designers and Environmental Planners, Inc., 1971. 206 p.Fruin J.J. Pedestrian planning and design. New York, Metropolitan Association of Urban Designers and Environmental Planners, Inc., 1971; 206.Милинский А.И. Исследование процесса эвакуации зданий массового назначения : дис. … канд. техн. наук. М., 1951. 178 с.Milinskiy A.I. Research of the evacuation of buildings for public use : dissertation of the candidate of technical sciences. Moscow, 1951; 178. (rus).Великовский Л.Б., Гуляницкий Н.Ф., Ильинский В.М., Ковригин С.Д., Кондратенков А.Н., Меньшиков Н.Г. и др. Архитектура гражданских и промышленных зданий. Т. II. Основы проектирования. М. : Стройиздат, 1976. 214 с.Velikovskiy L.B., Gulyanitskiy N.F., Il’inskiy V.M., Kovrigin S.D., Kondratenkov A.N., Men’shikov N.G. et al. The architecture of civil and industrial buildings. Vol. II. Basics of design. Moscow, Stroyizdat Publ., 1976; 214. (rus).Холщевников В.В. Оптимизация путей движения людских потоков. Высотные здания : дис. ... канд. техн. наук. М., 1969. 324 c.Kholshchevnikov V.V. Optimization of the traffic ways of human flows. High-rise buildings : dissertation of the candidate of technical sciences. Moscow, 1969; 324. (rus).Thompson P., Nilsson D., Boyce K., McGrath D. Evacuation models are running out of time // Fire Safety Journal. 2015. Vol. 78. Pp. 251–261. DOI: 10.1016/j.firesaf.2015.09.004Thompson P., Nilsson D., Boyce K., McGrath D. Evacuation models are running out of time. Fire Safety Journal. 2015; 78:251­261. DOI: 10.1016/j.firesaf.2015.09.004Предтеченский В.М., Милинский А.И. Проектирование зданий с учетом организации движения людских потоков : учеб. пособие для архит. и строит. специальностей вузов. М. : Стройиздат, 1969. 247 с.Predtechenskiy V.M., Milinskiy A.I. Building design consider the organization of human flows traffic : Manual for architectural and construction specialties. Moscow, Stroyizdat Publ., 1969; 247. (rus).Вентцель Е.С. Теория вероятностей. Глава 12. Законы распределения функций случайных аргументов. М. : Наука, 1969. C. 263–285.Wentzell E.S. Probability theory. Chapter 12. Distribution laws of functions of random arguments. Moscow, Nauka Publ., 1969; 263­285 (rus).Кочин Н.Е, Кибель И.А., Розе Н.В. Теоретическая гидромеханика : в 2­х ч. М. : Гос. изд. физ.­мат. литературы, 1963.Kochin N.E., Kibel I.A., Roze N.V. Theoretical fluid mechanics : in 2 parts. Moscow, State Publishing House of Physical and Mathematical Literature, 1963. (rus).Khintchine A.Ya. Mathematical methods in the theory of queueing. Griffin’s Statistical Monographs and Courses. No. 7. London, 1960. 120 p.Khintchine A.Ya. Mathematical methods in the theory of queueing. Griffin’s Statistical Monographs and Courses, No. 7. London, 1960; 120.Ford L.R., Fulkerson D.R. Flows in networks. Princeton, New Jersey : Princeton University Press, 1962. 194 p. DOI: 10.1515/9781400875184Ford L.R., Fulkerson D.R. Flows in networks. Princeton, New Jersey, Princeton University Press, 1962; 194. DOI: 10.1515/9781400875184Шелейховский Г.В. Планировка, транспорт, расселение. Харьков, 1934.Sheleikhovskiy G.V. Planning, transport, resettlement. Kharkov, 1934. (rus).Давидович В.Г. Количественные закономерности расселения относительно мест работы // Расселение в городах (количественные закономерности) : cб. ст. / под ред. В.Г. Давидовича, О.К. Кудрявцева. М. : Мысль, 1968. 216 с.Davidovich V.G. Quantitative patterns of settlement in relation to places of work. Settlement in cities (quantitative patterns). Davidovich V.G., Kudryavtsev O.K. (eds.). Moscow, Mysl Publ., 1968; 216. (rus).Merlin Pierre. Methodes quantitatives et espace urbain. Paris, 1973. 190 p.Pierre Merlin. Methodes quantitatives et espace urbain. Paris, 1973; 190. (fr).Холщевников В.В. Гносеология людских потоков : монография. М. : Академия ГПС МЧС России, 2019. 592 с.Kholshchevnikov V.V. Epistemology of human flows : monograph. Moscow, State Fire Academy of Emercom of Russia Publ., 2019; 592. (rus).Mathematical theories of traffic flow / ed. F.A. Haight. New York, London : Academic Press, 1963. 242 p. DOI: 10.1016/s0076­5392(08)x6020­5Mathematical theories of traffic flow. Haight F.A. (ed.). New York, London, Academic Press, 1963; 242. DOI: 10.1016/s0076­5392(08)x6020­5Научная школа. Теория людских потоков // Российская архитектурно­строительная энциклопедия. Т. VII. М. : ВНИИНТПИ Госстроя России, 2001. С. 96.Scientific school. The theory of human flows. Russian Architectural and Construction Encyclopedia. Vol. VII. Moscow, VNIINTPI Gosstroy of Russia, 2001; 96. (rus).Холщевников В.В. Статистика зависимостей между параметрами людских потоков // Исследование по основам архитектурного проектирования (функциональные, физико­технические и эстетические проблемы архитектуры) / под ред. Р.М. Дувидзон. Томск : Томский государственный университет, 1983. С. 155–174.Kholshchevnikov V.V. Statistics of dependencies between the parameters of human flows. Research on the basics of architectural design (functional, physical, technical and aesthetic problems of architecture). Duvidzon R.M. (ed.). Tomsk, Tomsk State University Publ., 1983; 155­174. (rus).Митропольский А.К. Техника статистических вычислений. 2­е изд., перераб. и доп. М. : Наука, 1971. 576 с.Mitropolskiy A.K. Technique of statistical calculations. 2nd ed. Moscow, Nauka Publ., 1971; 576. (rus).Fisher R.A. Statistical methods for research workers. 12th ed., revised. Edinburg : Oliver and Boyd, 1954. 356 p.Fisher R.A. Statistical methods for research workers. 12th ed., revised. Edinburg, Oliver and Boyd, 1954; 356.Холщевников В.В. Исследования людских потоков и методология нормирования эвакуации людей из зданий при пожаре : монография. М. : МИПБ МВД России, 1999. 93 c.Kholshchevnikov V.V. Research of human flows and valuation methodology evacuation of people from buildings in case of fire : Monograph. Moscow, Moscow Institute of Fire Safety of the Ministry of Internal Affairs Publ., 1999; 93. (rus).Холщевников В.В. Влияние методов натурных наблюдений на определение числовых характеристик закона распределения расчетной величины скорости людского потока // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2013. Т. 22. № 8. С. 71–80. URL: https:// www.elibrary.ru/item.asp?id=20349100Kholshchevnikov V.V. The effect of field observation methods on determining numeric characteristics of the law of human flow velocity distribution. Pozharovzryvobezopasnost/Fire and Explosion Safety. 2013; 22(8):71­80. (rus).Сапеловская А.А. Формирование транспортных и пешеходных потоков в пересадочных узлах пригородно­городского сообщения : дис. … канд. техн. наук. М., 1980. 270 c.Sapelovskaya A.A. Formation of transport and pedestrian flows in interchange hubs of suburban-urban communication : dissertation of the candidate of technical sciences. Moscow, 1980; 270. (rus).Холщевников В.В., Хомицкая А.А. Расчет путей движения людских потоков при пересадке и загрузке остановки городского транспорта // Индустриализация строительства. М. : МИСИ, 1981. С. 107–119.Kholshchevnikov V.V., Khomitskaya A.A. Calculation of the routes of movement of human flows during transfer and loading of urban transport stops. Industrialization of construction. Moscow, Moscow Civil Engineering Institute Publ., 1981; 107­119. (rus).Холщевников В.В. Расчет оптимальных вариантов пешеходных путей в городских узлах // На стройках России. 1983. № 3. С. 15–17.Kholshchevnikov V.V. Calculation of the optimal options for pedestrian paths in urban hubs. At Construction Sites of Russia. 1983; 3:15­17. (rus).Холщевников В.В., Шишов И.А. Моделирование свободного движения людских потоков // Вестник Томского государственного архитектурно­строительного университета. 2011. № 2. С. 89–103. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=16387376Kholshchevnikov V.V., Shishov I.A. Modelling of free movement of human flows. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel’nogo universiteta/Journal of Construction and Architecture. 2011; 2:89­103. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=16387376 (rus).Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2011614752 от 17.06.2011 г. Программа FMT 1.0 / И.А. Шишов, В.В. Холщевников. М. : Федеральная служба по интеллектуальной собственности (Роспатент), 2011.Shishov I.A., Kholshchevnikov V.V. Certificate of state registration of the computer program No. 2011614752. Program FMT 1.0. Moscow, Federal Service for Intellectual Property (Rospatent), 2011. (rus).Холщевников В.В. Моделирование зависимостей между параметрами людских потоков // Исследование по основам архитектурного проектирования (функциональные, физико­технические и эстетические проблемы архитектуры) / под ред. Р.М. Дувидзон. Томск : Томский государственный университет, 1983. С. 36–53.Kholshchevnikov V.V. Modeling the dependencies between the parameters of human flows. Research on the basics of architectural design (functional, physical, technical and aesthetic problems of architecture). Duvidzon R.M. (ed.). Tomsk, Tomsk State University Publ., 1983; 36­53. (rus).Холщевников В.В. Людские потоки в зданиях, сооружениях и на территории их комплексов : дис. … д­ра техн. наук. М., 1983. 486 c.Kholshchevnikov V.V. Human flows in buildings, structures and on the territory of their complexes : dissertation of doctor of technical sciences. Moscow, 1983; 486. (rus).Von Bertalanffy L. General system theory — A critical review // General Systems. 1962. Vol. VII. Pp. 1–20.Von Bertalanffy L. General system theory — A critical review. General Systems. 1962; VII:1­20.Анохин П.К. Принципиальные вопросы общей теории функциональных систем // Принципы системной организации функций. М. : Наука, 1973. C. 5–61.Anokhin P.K. Principled questions of the general theory of functional systems. Principles of system organization of functions. Moscow, Nauka Publ., 1973; 5­61 (rus).Sghrodinger E. What is life? The physical aspect of the living cell. Cambridge : Cambridge University Press, 1967. 178 p.Sghrodinger E. What is life? The physical aspect of the living cell. Cambridge, Cambridge University Press, 1967; 178.Wiener N. The human use of human beings: cybernetics and society. 2nd ed., revised. NY : Doubleday, 1954. 199 p.Wiener N. The human use of human beings: cybernetics and society. 2nd ed., revised. NY, Doubleday, 1954; 199.Shannon C.E., Weaver W. The mathematical theory of communication. Urbana : University of Illinois Press, 1949. 117 p.Shannon C.E., Weaver W. The mathematical theory of communication. Urbana, University of Illinois Press, 1949; 117.Fechner G. Elemente der Psychophysik. 2te Auflagen. Leipzig : Druck und Verlag von Breitkopf und Härtel, 1889.Fechner G. Elemente der Psychophysik. 2te Auflagen. Leipzig, Druck und Verlag von Breitkopf und Härtel, 1889. (ger).Забродин Ю.М., Лебедев А.Н. Психофизиология и психофизика. М. : Наука, 1977. 288 c.Zabrodin Yu.M., Lebedev A.N. Psychophysiology and psychophysics. Moscow, Nauka Publ., 1977; 288. (rus).Парфененко А.П. Нормирование требований пожарной безопасности к эвакуационным путям и выходам в зданиях детских дошкольных образовательных учреждений : дис. … канд. техн. наук. М., 2012. 153 с.Parfenenko A.P. Rationing of fire safety requirements for evacuation paths and exits in buildings of preschool educational institutions : dissertation of the candidate of technical sciences. Moscow, 2012; 153. (rus).Kholshсhevnikov V.V., Samoshin D.A., Parfyonenko A.P., Belosokhov I.R. Study of сhildren evaсuation from pre­sсhool eduсation institutions // Fire and Materials. 2012. Vol. 36. No. 5−6. Pp. 349−366. DOI: 10.1002/fam.2152Kholshсhevnikov V.V., Samoshin D.A., Parfyonenko A.P., Belosokhov I.R. Study of сhildren evaсuation from pre­sсhool eduсation institutions. Fire and Materials. 2012; 36(5­6):349­366. DOI: 10.1002/ fam.2152Гурфинкель В.С., Левик Ю.С. Концепция схемы тела и моторный контроль // Интеллектуальные процессы и их моделирование. Организация движений / под ред. А.В. Чернавского. М. : Наука, 1991. C. 59–105.Gurfinkel V.S., Levik Yu.S. The concept of body patterns and motor control. Intellectual processes and their modeling. Organization of movements. Chernavskiy A.V. (ed.). Moscow, Nauka Publ., 1991; 59­105. (rus).Слюсарев С.В. Нормирование требований пожарной безопасности к эвакуационным путям и выходам для детей с ограниченными возможностями здоровья в зданиях с их массовым пребыванием : дис. канд. техн. наук. М., 2016. 189 c.Slyusarev S.V. Rationing of fire safety requirements for evacuation paths and exits for children with disabilities in buildings with massive stay : dissertation of the candidate of technical sciences. Moscow, 2016; 189. (rus).Холщевников В.В. Закономерности связи между параметрами людских потоков : диплом № 24­S на открытие в области социальной психологии // Научные открытия. М. : Российская академия естественных наук, Международная академия авторов научных открытий и изобретений, Международная ассоциация авторов научных открытий, 2005. С. 63–69.Kholshchevnikov V.V. Regularities of the connection between the parameters of human flows. Diploma No. 24­S for discovery in the field of social psychology. Scientific discoveries. Moscow, Russian Academy of Natural Sciences, International Academy of Authors of Scientific Discoveries and Inventions, International Association of Authors of Scientific Discoveries Publ., 2005; 63­69. (rus).Григорьянц Р.Г., Подольный В.П. Графический способ обработки кинокадров движения людских потоков // Известия Северо­Кавказского научного центра. 1975. № 1. С. 17–19.Grigoryants R.G., Podolnyy V.P. A graphic method for processing motion pictures of human streams. News of the North Caucasian Scientific Center. 1975; 1:17­19. (rus).Айбуев З.С.-А. Формирование людских потоков на предзаводских территориях крупных промышленных узлов машиностроительного профиля : дис. … канд. техн. наук. М., 1989. 292 c.Aybuev Z.S.­A. The formation of human flows on pre-factory territories of large industrial units of engineering profile : dissertation of the candidate of technical sciences. Moscow, 1989; 292. (rus).Кисляков В.М., Филиппов В.В., Школяренко И.А. Математическое моделирование и оценка условий движения автомобилей и пешеходов. М. : Транспорт, 1979. 200 с.Kislyakov V.M., Filippov V.V., Shkolyarenko I.A. Mathematical modeling and assessment of traffic conditions for cars and pedestrians. Moscow, Transport Publ., 1979; 200. (rus).Холщевников В.В., Никонов С.А., Левин Ю.И. Расчет и моделирование движения людских потоков // Исследование по основам архитектурного проектирования (функциональные, физико­технические и эстетические проблемы архитектуры) / под ред. Р.М. Дувидзон. Томск : Томский государственный университет, 1983. С. 7–28.Kholshchevnikov V.V., Nikonov S.A., Levin Yu.I. Calculation and modeling of the movement of human flows. Research on the basics of architectural design (functional, physical, technical and aesthetic problems of architecture). Duvidzon R.M. (ed.). Tomsk, Tomsk State University Publ., 1983; 7­28. (rus).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.