随着经济持续稳定发展,城市公共场所作为经济文化的主要载体承担着越来越多的商业活动,娱乐活动,文化活动,交通运输活动,体育活动,宗教活动等,每一次活动都伴随着大量的人群聚集。近年来,公共场所的人群聚集事故频繁发生,聚集人群的安全问题已经引起人们的高度重视。大型城市公共场所的人群聚集风险主要表现为人群拥挤踩踏风险,作为聚集人群的典型事故灾难,人群拥挤踩踏事故可以单独发生,也可以作为火灾、爆炸、毒气泄漏等事故灾难的次生灾难发生。人群聚集风险事故具有双重演变机制,其发生和发展过程既有确定性的一面,又有不确定性的一面。本论文拟在对大型公共场所内人群聚集风险的发生机理、演变机制、事故后果等问题进行研究的基础上,寻找出其内在规律,提出预防事故的有效措施。在对以往事故进行分析的基础上,提出了反应人群拥挤踩踏事故的发生机制PMCDT模型;提出了受力时间及致死阙值之间的函数关系;建立起事故现场中的人群密度分布函数;建立了平坦地面及台阶上发生拥挤事故的受力模型;并针对具体场景对事故持续时间、伤亡范围及伤亡后果之间的关系进行了研究,并由此得出事故后果的定量模型。研究发现,拥挤型事故中事故的伤亡后果主要由场所特征及人群密集程度确定,事故持续时间对其影响并不占主导作用。对人群聚集风险中最常见的疏散通道堵塞现象及其恢复过程进行研究,提出了基于人群动力学特征的密度-人流通过率函数,把人流通过率作为变量来研究处于堵塞状态通道的恢复机制;研究表明,正常疏散过程中(非恐慌),堵塞通道的恢复与人群的初始密度,堵塞持续时间密切相关。当初始密度低于3p/m2时,恢复时间大致与堵塞持续时间相当,当初始密度介于3-4p/m2范围内时,恢复时间会迅速增大,甚至很难恢复。对疏散通道中的相向流现象进行研究时发现,相向流比率对最大人流通过率和最大人流通过率下的行走速度都有影响,而对自由行走速度影响不大。特别时在人流比率相差较大时,对最大人流通过率和行走速度的影响非常显著,随着人流比率之间的差别减小,这种影响逐渐减弱。当人流比率为0.5时,通道的最大人流通过率达到最小。此外,在人流比率介于0.7～0.8之间时,疏散通道最容易发生堵塞。提出了用于确定单一出口建筑疏散能力和疏散过程中人群密集状态的离散时间疏散模型(DTEM),模型中考虑了人群密度对出口疏散能力的影响,根据人群疏散轨迹把疏散过程分为L型和C型。研究表明:在相同的出口宽度下,C型疏散时间略小于比L型疏散时间;这种时间差距随着出口宽度的减小而减小。计算结果与Simulex模拟得出的结果近似;建筑物的疏散能力与出口宽度之间呈非线性关系;模型可以确定不同疏散时间下出口处人群聚集的情况,从而确定最佳出口宽度。以城市公共场所中最常见的火灾事故为幕景,研究某大型超市火灾疏散过程中的人群聚集风险。采用事件树技术确定出不同火灾幕景的发生概率,用CFAST软件对不同幕景下的ASET进行确定,分别采用计算机模拟方法和人群动力学试验方法对不同幕景下的RSET进行确定,对不同幕景下的伤亡风险进行确定。结果表明,当人群密度在2.5～3.5p/m2范围内时,采用人群动力学试验得出的出口人流通过率远比Simulex软件的模拟结果大,而在人群密度达到4.5 p/m2左右时,后者则远低于前者;两种情况分别得出的其ERL值相差达两个数量级;疏散过程中,适当延长疏散准备时间可以有效地防止在疏散过程中出现的人群过度拥挤现象,从而防止拥挤踩踏事故的发生;在疏散人数不同的情况下,疏散准备时间较小时,疏散时间的差距大;随着疏散准备时间的增大,这种差距逐渐缩小;在高密度人群疏散时,在疏散通道中适当设置障碍可以减小疏散时间;而人群密度较低时,反而会延长疏散时间。采用SSM(Soft System Mythology)方法,以事故发生过程中不同角色的心理学为出发点,从管理、设计角度对近年来事故后果最严重的密云人群拥挤踩踏事故进行分析,寻找出导致事故发生的主要原因。采用计算机模拟手段对人群聚集过程进行模拟;同时采用改进的群集理论对人群聚集过程进行研究,两种方法的结果均可以对聚集时间进行确定并与现实情况相符合;人群聚集过程及灾难发生过程非常迅速,从人群出现聚集现象到整个事故结束仅有23min左右,加强对关键位置的管理可以有效地降低事故发生的概率。