ISO/TS 17886:2024
(Main)Fire safety engineering — Design of evacuation experiments
Fire safety engineering — Design of evacuation experiments
This document specifies a methodology for the design of experiments conducted in the built environment to collect data on evacuation for the following purposes: — for use in fire safety engineering; — for comparing different evacuation experiments realized in different jurisdictions and conditions; — for studying one or more variables; — for achieving a general overview of an evacuation or for testing one or more parameters; — for design safety procedures and training; — for assessing evacuation plan(s); — for reducing uncertainty on the results; — for verifying the relevance of preventive measures implemented before and after building design; — for refining software input parameters and making them more realistic; — for comparing the results obtained with different software; — for verifying and validating evacuation models (for example ISO 16730-1). This document provides guidance in several main areas: initial planning, preparation, the evacuation experiment itself, coding the collected data, data analysis and interpretation and documentation of results. This document sets out the considerations for an evacuation experiment, including geometry of the space, lighting and environmental conditions, occupant characteristics, cue or alarm used, instrumentation and safety considerations. It discusses performance measurements for the evacuation experiment. The results of any experiment depend on all these factors and their interactions, if any. This document does not define a standard evacuation experiment.
Ingénierie de la sécurité incendie — Conception des expériences d'évacuation
Le présent document spécifie une méthodologie pour la conception d’expériences menées dans l’environnement bâti afin de collecter des données sur l’évacuation dans les buts suivants: — pour une utilisation dans l’ingénierie de la sécurité incendie; — pour comparer différentes expériences d’évacuation réalisées dans des juridictions et des conditions différentes; — pour étudier une ou plusieurs variables; — pour obtenir une vue d’ensemble d’une évacuation ou pour soumettre à essai un ou plusieurs paramètres; — pour concevoir des procédures de sécurité et des formations; — pour évaluer un ou plusieurs plans d’évacuation; — pour réduire l’incertitude des résultats; — pour vérifier la pertinence des mesures préventives mises en œuvre avant et après la conception d’un bâtiment; — pour affiner les paramètres d’entrée d’un logiciel et les rendre plus réalistes; — pour comparer les résultats obtenus avec différents logiciels; — pour vérifier et valider les modèles d’évacuation (par exemple ISO 16730-1). Le présent document fournit des recommandations dans plusieurs domaines principaux: la planification initiale, la préparation, l’expérience d’évacuation à proprement parler, le codage des données recueillies, l’analyse et l’interprétation des données et la documentation des résultats. Le présent document présente les éléments à prendre en compte pour une expérience d’évacuation, notamment la géométrie de l’espace, les conditions d’éclairage et environnementales, les caractéristiques des occupants, les signaux ou alarmes utilisés, l’appareillage et les considérations de sécurité. Il traite des mesurages de performance de l’expérience d’évacuation. Les résultats d’une expérience dépendent de tous ces facteurs et de leurs éventuelles interactions. Le présent document ne définit pas une expérience d’évacuation standard.
General Information
Standards Content (Sample)
Technical
Specification
ISO/TS 17886
First edition
Fire safety engineering — Design of
2024-01
evacuation experiments
Ingénierie de la sécurité incendie — Conception des expériences
d'évacuation
Reference number
© ISO 2024
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Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii
Contents Page
Foreword .v
Introduction .vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Design of evacuation experiments . 4
4.1 General .4
4.2 Initial planning .5
4.2.1 Purpose of experiment.5
4.2.2 Types of experiments .7
4.2.3 Development of fire/evacuation scenarios and experimental design .7
4.2.4 Data collection protocol .8
4.2.5 Ethical considerations .9
4.2.6 Site selection for observational studies .10
4.2.7 Times.11
4.2.8 Obtaining permission.11
4.2.9 Fire department information/participation .11
4.2.10 Recruitment . 12
4.3 Preparation . 13
4.3.1 Determine necessary equipment . 13
4.3.2 Determine and train necessary staff. 13
4.3.3 Document characteristics of the space. 13
4.3.4 Technical preparation . 15
4.3.5 Camera placement . 15
4.3.6 Preparation of occupants .17
4.3.7 Preparation of data collection instruments .17
4.4 Evacuation experiment .18
4.4.1 General .18
4.4.2 Set-up for the experiment .18
4.4.3 Evacuation event .19
4.4.4 Post-event procedures . .19
4.5 Coding data .19
4.6 Data analysis . 20
4.6.1 General . 20
4.6.2 Calculation of evacuation times in observational studies .21
4.6.3 Calculation of travel speeds .21
4.6.4 Establishing values of evacuation flows. 22
4.6.5 Establishing values of flow intensity (specific flow) . . 22
4.6.6 Calculation of occupant density . 22
4.6.7 Calculation of interpersonal space . 23
4.6.8 Calculation of body sway . 23
4.6.9 Calculating flow at a doorway . 23
4.6.10 Setting parameter values of human flows in case of merging/merging process . 23
4.6.11 Number of occupants on each floor . 23
4.6.12 Congested situations.24
4.6.13 Questionnaires and interviews .24
4.6.14 Behaviours .24
4.6.15 Sound measurements .24
4.7 Interpretation and documentation of results .24
4.8 Examples .24
Annex A (informative) Perspective distortion and angle distortion corrections .25
Annex B (informative) Example exercises .27
iii
Bibliography .37
iv
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through
ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee
has been established has the right to be represented on that committee. International organizations,
governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely
with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are described
in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the different types
of ISO document should be noted. This document was drafted in accordance with the editorial rules of the
ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
ISO draws attention to the possibility that the implementation of this document may involve the use of (a)
patent(s). ISO takes no position concerning the evidence, validity or applicability of any claimed patent
rights in respect thereof. As of the date of publication of this document, ISO had not received notice of (a)
patent(s) which may be required to implement this document. However, implementers are cautioned that
this may not represent the latest information, which may be obtained from the patent database available at
www.iso.org/patents. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and expressions
related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the World Trade
Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 92, Fire safety, Subcommittee SC 4, Fire safety
engineering.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.
v
Introduction
Performance-based engineering requires analyses of building design. Such analyses require a great deal
of data on occupant response, movement and behaviour. Data is also collected for the development and
validation of model calculations. Empirical data sets are rare and those that exist can be difficult to use in
combination.
This document provides guidance in the conduct of evacuation experiments and the collection and coding of
data, so that users can understand the context under which the data was collected, and in order to facilitate
the use of data sets in combination with each other. Although the development of a repository of data is not
part of the scope of this document, the use of a consistent process for collecting and distilling peer-reviewed
reaction, response and movement data will allow the development of such a repository.
This document specifies the techniques used in the collection of evacuation data. It also provides guidance
for documenting experiments, so as to provide context and background for the use of the data, as well as a
methodology for the coding of those data.
The main criterion suggested in this document for evaluating an evacuation is total evacuation time (a
parameter of "escape time" as defined in ISO/TR 16738). Evacuation time includes pre-travel activity time
(often called "pre-movement time") and travel time. Escape time depends on a range of qualitative and
quantitative parameters (see ISO/TR 16738). Other possible performance measurands include walking
speeds on horizontal surfaces, stairs and ramps, occupant densities, flows through openings, delays before
and during evacuation, exit choice, affiliation, altruism, scepticism, courtesy range, herding behaviour, space
occupancy, risk perception, etc. Information on the influence of these parameters on total evacuation time
[1]
and on understanding human behaviours is available in ISO/TR 16738, ISO/TS 29761 and SFPE Guide ).
Instrumentation for measuring walking speeds, densities, delays, etc. is discussed in this document, along
with suggested locations for instrumentation. A minimum level of instrumentation is also suggested.
The safety of participants is strongly emphasized in this document.
The evacuation experiments carried out in accordance with this document will allow the comparison of
the results of other experiments also realized with this document and thus, will contribute to increased
epistemological knowledge. This will be useful for the development or modification of building regulatory
requirements and could provide useful information for assisting in the development or testing of evacuation
models.
vi
Technical Specification ISO/TS 17886:2024(en)
Fire safety engineering — Design of evacuation experiments
1 Scope
This document specifies a methodology for the design of experiments conducted in the built environment to
collect data on evacuation for the following purposes:
— for use in fire safety engineering;
— for comparing different evacuation experiments realized in different jurisdictions and conditions;
— for studying one or more variables;
— for achieving a general overview of an evacuation or for testing one or more parameters;
— for design safety procedures and training;
— for assessing evacuation plan(s);
— for reducing uncertainty on the results;
— for verifying the relevance of preventive measures implemented before and after building design;
— for refining software input parameters and making them more realistic;
— for comparing the results obtained with different software;
— for verifying and validating evacuation models (for example ISO 16730-1).
This document provides guidance in several main areas: initial planning, preparation, the evacuation
experiment itself, coding the collected data, data analysis and interpretation and documentation of results.
This document sets out the considerations for an evacuation experiment, including geometry of the space,
lighting and environmental conditions, occupant characteristics, cue or alarm used, instrumentation and
safety considerations. It discusses performance measurements for the evacuation experiment. The results
of any experiment depend on all these factors and their interactions, if any. This document does not define a
standard evacuation experiment.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content constitutes
requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references,
the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 13943, Fire safety — Vocabulary
ISO 23932-1, Fire safety engineering — General principles — Part 1: General
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 13943, ISO 23932 and the following
apply.
ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
3.1
built environment
building or other structure
EXAMPLE Off-shore platforms; civil engineering works, such as tunnels, bridges and mines; and means of
transportation, such as motor vehicles and marine vessels.
Note 1 to entry: Some aspects of the building are of particular interest, for example, dimensions, occupancy type, etc.
ISO 6707-1 contains several terms and definitions for concepts related to the built environment
3.2
controlled experiment
experiment where the researcher determines the composition of the participant population and is able to
distinguish between participant groups and thus identify the independent variables
Note 1 to entry: The researcher checks all the factors likely to influence the experimentation. The researcher identifies
all the factors and then varies them, one at a time.
3.3
escape time
interval between ignition and the time at which all occupants are able to reach a safe location
[SOURCE: ISO/TR 16738:2009, 3.3]
3.4
escape route
path forming that part of the means of escape from any point in a building to a final exit or other safe location
[SOURCE: ISO/TR 16738:2009, 3.2]
3.5
exit
doorway or other suitable opening giving access towards a place of relative safety
[SOURCE: ISO/TR 16738:2009, 3.4]
3.6
experiment
purposive investigation of a system through selective adjustment of controllable conditions and allocation
of resources
Note 1 to entry: An experiment is a process or study that results in the collection of data or measurements with stated
objectives.
Note 2 to entry: An empiric procedure carried out under controlled conditions in order to discover an unknown effect
or law, to test or establish a hypothesis, or to illustrate a known law. A situation that will test a causal hypothesis, used
to test independent variables effects on dependents variables
Note 3 to entry: A scientific approach to obtain qualitative and qualitative results based on observation and
measurements
Note 4 to entry: Set of actions and objective observations carried out to solve a problem, answer a question or confirm/
refute a hypothesis on a phenomenon
[SOURCE: ISO/TR 13195:2015, 2.1, modified — Notes to entry added.]
3.7
evacuation time
interval between the time of a warning of fire being transmitted to the occupants and the time at which all
of the occupants are able to reach a place of safety
3.8
fire scenario
qualitative description of the course of a fire with respect to time, identifying key events that characterize
the studied fire and differentiate it from other possible fires
[SOURCE: ISO 16733-1:2015, 3.3, modified — Notes to entry removed.]
3.9
flow time
time required for a group of occupants to pass through a specific exit or set of exits from an enclosure or
building
[SOURCE: ISO/TR 16738:2009, 3.5]
3.10
interpersonal distance
physical distance between people
3.11
measurand
particular quantity subject to measurement
3.12
measure
variable to which a value is assigned as the result of measurement
[SOURCE: ISO 16730-1:2015, 3.12]
3.13
measurement
set of operations having the object of determining a value of a measure
[SOURCE: ISO 16730-1:2015, 3.13]
3.14
observational study
study where the researcher observes participants and measures variables of interest without control of
independent variables
Note 1 to entry: An independent variable is a variable that is intentionally changed to observe its effect on the
dependent variable and includes any experimental factor whose variations are under the control of the experimenter.
Independent variable fluctuations result in changes in the response of a dependent variable.
Note 2 to entry: A dependent variable is the studied variable expected to change when the independent variable is
changed. A variable is called dependent if its variations are linked to the fluctuations of one or several independent
variables. It represents the response (effect) of the experimental subject to the experimental conditions set by the
experimenter.
3.15
pre-travel activity time
for an individual occupant, interval between the time at which a warning of a fire is given and the time at
which the first move is made by that occupant towards an exit
Note 1 to entry: This consists of two components: recognition time (3.16) and response time (3.18).
Note 2 to entry: For groups of occupants, two phases can be recognized:
— pre-travel activity time of the first occupants to move;
— pre-travel activity time distribution between the first and last occupants to move.
[SOURCE: ISO/TR 16738:2009, 3.9, modified — "for an individual occupant" added at the beginning of the
definition and "an occupant" changed to "that occupant" in the definition.]
3.16
recognition time
interval between the time at which a warning of a fire is given and the first response to the warning
[SOURCE: ISO/TR 16738:2009, 3.10]
3.17
recruitment
assembly of a group of participants/persons who are involved or participate in an experiment, such as
occupants, observers, camera crew, persons in charge of timing, etc.
Note 1 to entry: Sample specifications outline all characteristics used for defining participants (age, gender, numbers
of persons, etc.). Localization information for the persons involved in the experimental trial is also included.
3.18
response time
interval between the time at which the first response to the event occurs and the time at which travel begins
to a safe location
[SOURCE: ISO/TR 16738:2009, 3.11]
3.19
travel time
time needed, once movement towards an exit has begun, for an occupant of a specified part of a building to
reach a safe location
[SOURCE: ISO/TR 16738:2009, 3.14]
3.20
uncertainty
quantification of the systematic and random error in data, variables, parameters or mathematical
relationships, or of a failure to include a relevant element
[SOURCE: ISO 23932-1:2009, 3.14]
3.21
validation
process of determining the degree to which a calculation method is an accurate representation of the real
word from the perspective of the intended uses of the calculation method
[SOURCE: ISO 16730-1:2015, 3.24]
3.22
verification
process of determining that a calculation method implementation accurately represents the developer’s
conceptual description of the calculation method and the solution to the calculation method
[SOURCE: ISO 16730-1:2015, 3.25, modified — Note 1 to entry removed.]
3.23
walking speed
unrestricted speed of movement of a person
[SOURCE: ISO/TR 16738:2009, 3.15]
4 Design of evacuation experiments
4.1 General
This document specifies a methodology for the design of experiments related to evacuation. These
experiments can be conducted in the field or in laboratories to collect data for use in fire safety engineering
in the built environment, as well as for the design of safety procedures and training and to improve
calculation models and code developments. Documents exist that provide extremely detailed steps to take
in collecting human performance data and the user is referred to such documents for additional detail and
[2],[3]
advice. The steps detailed in the following subclauses assume that some preliminary decisions have
been made about the purpose of the evacuation experiment, e.g. the purpose for which the data will be used,
who the stakeholders and other interested parties are, and how the data will be stored and presented.
This document is intended as a guide for the design of experiments, in a laboratory setting or in the field, to
establish pre-evacuation time and the key movement factors that then influence overall movement time in
order to determine the total evacuation time (e.g. walking speeds, delay times, waiting and resting times,
occupant densities during evacuation, inter-personal distances, behaviours during evacuation, rate of
descent in the stairs, flow through openings, exit choice) and psychological or social factors (e.g. affiliation,
altruism, scepticism, courtesy range, social influence/social interaction, space occupancy, influence of the
presence of staff, risk perception, etc.). These key factors can be useful for describing or predicting occupant
movement under actual emergency conditions. The results of experiments conducted in accordance with this
document will also be useful elements for making regulatory decisions regarding fire safety requirements.
Evacuation experiments are a means of generating input data for computer evacuation models and for
providing output data with which to compare modelling results. Data obtained are also useful for engineering
calculations and for contributing to the development of models and regulatory code. Another principal
reason for conducting experiments is as a means of assessing the potential hazard and/or validating an
evacuation or fire safety plan associated with the use of building elements in a particular application.
This document is used to design experiments intended to measure and describe the actions and behaviours
of occupants under controlled or non-controlled conditions, but does not by itself incorporate all factors
required for fire hazard or fire risk assessment of people under actual emergency conditions.
This document does not purport to address all of the safety concerns, if any, associated with its use. It is the
responsibility of the user of this document to establish appropriate safety, health and ethical practices.
For the purposes of this document, evacuation experiments are considered in two categories: observational
studies and controlled experiments. These experiments can be carried out in a laboratory or in the field.
Observational studies allow influential factors to be identified; controlled approaches focus on specific
factors of interest, typically excluding other factors in the process. The two approaches are compared in the
two flowcharts in Figure 1.
Observational studies are those where the researcher does not control the independent variable, such as
post-fire investigations or observations of evacuation drills or occupant movement where the researcher
does not influence the composition of the participant population. Data recorded here has high ecological
validity, and absolute values (e.g. movement speeds) can be transferred to other similar contexts. However,
this method does not allow for hypotheses testing and no causal inference on behavioural phenomena is
possible.
Controlled experiments in this case are those where the researcher determines the composition of the
participant population (through recruitment) and distinguishes between participant groups and thus
identifies the independent variables. Data recorded here has lower ecological validity compared to
observational studies. However, causal inferences on behavioural phenomena are possible.
4.2 Initial planning
4.2.1 Purpose of experiment
The first step in planning the experiment is to determine what aspect of evacuation is to be measured,
given the planned objective or application of results. This will guide the choice of building (or other built
environment) to be used, the equipment needed to make the measurements, the placement of measurement
equipment and the analysis that will be possible. Possible elements that can be measured include, but are
not limited to the lists shown in Table 1.
Table 1 — Potential parameters for measurement
Measurands and calculations parameters Behavioural parameters
— Total evacuation time or specific evacuation time (floor, — Emerging behaviour:
area, sub-population).
— merging behaviour,
— Time required to evacuate the population of a location to
— congestion.
areas of safety).
— Individual responses:
— Pre-evacuation activity time.
— exit/route choice.
— Travel times.
— Individual performances:
— Delay times.
— fatigue,
— Walking speed in corridors or stairs.
— body sway,
— Flow rates through doors or along corridors.
— ease in use of latching devices.
— Resting time during evacuation.
— Collective responses:
— Route loading.
— interpersonal distance,
— Other
— counter flow,
— Other.
Figure 1 — Flow chart of steps in designing observational studies and controlled experiments
Some additional decisions about the focus of the experiment are also specified in this step.
For example, will the participants involved in the experiment be the regular users of the building (people
who live or work in the building)? If so, will the occupants be notified about the experiment or will it be
unannounced? In some studies, participants are brought into the test environment (for example, people
invited to participate in a cinema evacuation). If an evacuation drill is to be studied, will it be a full building
evacuation or a phased evacuation or something specially arranged for the experiment, such as a partial
evacuation? Will there be people with disabilities in the building? How much of the building population will
be monitored during the evacuation?
If evacuation drills are carried out during the normal use of the building and people are in a part of the
building where they could interfere with evacuation, what effect would this have? For example, in the case of
an evacuation drill in a cinema, how would people waiting in the hallway to enter the auditorium interfere
with movement of people trying to escape?
4.2.2 Types of experiments
Once the objectives are chosen, the following elements need to be identified:
— type of studies (observational evacuation or controlled evacuation, announced or unannounced
experiments, in-field or in-lab experiment);
— influential factors and outcomes;
— level of granularity of the data collection (individual/collective, macroscopic data/microscopic data);
— operationalization of data collection (e.g. objective vs. subjective data; precision and accuracy of chosen
measuring method).
Experiments give qualitative data and quantitative data.
The choice of experiment type has implications for the data collected. It can also influence the occupants’
performances, the decision-making or their movement characteristics.
For experiments undertaken in a laboratory, this is not an issue. But for experiments in the field, there is
a need to establish how to conduct the experiment, i.e. announced vs. unannounced evacuation. This is an
important factor because it impacts the hypothesis.
In a laboratory, experiments are announced experiments with controlled evacuation.
In the field, three possibilities are offered for an experiment.
— Case 1: Unannounced experiment.
— Case 2: Announced experiment where date and time are known by the participants.
— Case 3: Announced experiment where the exact date and time are unknown by the participants.
For announced experiment, sub-cases can exist which include the parameter “regular users” vs. “recruited
evacuees”. Recruitment is presented in 4.2.10.
4.2.3 Development of fire/evacuation scenarios and experimental design
4.2.3.1 General
A clear definition of the details of the experiment helps to make the data analysis possible, improves the
usefulness of the results, and reduces the likelihood of the data being misinterpreted and misapplied.
The overall data collection and analysis plan considers how the experimental factors, both controlled and
uncontrolled, will meet the specific objectives of the experiment and will satisfy the practical constraints
(time, site availability, availability of recruited participants, etc.).
To develop evacuation scenarios, the researcher may refer to ISO/TS 29761 and ISO 16733-1.
4.2.3.2 Sample size
The sample size depends on type of experiment (controlled or observational study), the goals and variables
of interest, whether or not there are statistical considerations, the time available for data collection and
data treatment, ethical considerations and the production of useful results. The necessary statistical power
required for data analysis shall be considered.
4.2.4 Data collection protocol
4.2.4.1 General
The data collection protocol documents the details of the experiment, such as the data definition, the
structure of the evacuation experiment, the method of data collection, and the type of analyses to be applied
to the data.
All data collection methods can be described with regard to their objectivity (i.e. the degree to which data
is independent of observer bias), reliability (i.e. the accuracy and consistency of the measuring method),
and validity (i.e. the degree to which a measure represents what it is supposed to measure). The latter is
particularly important for latent variables often queried in surveys (i.e. phenomena that cannot be directly
observed but need to be inferred, such as emotional states of occupants). Data collection can be achieved
[3]
by:
— videos with stationary or moving cameras;
— still photographs;
— human observers (observations, interviews);
— measurements by human observers (e.g. using stop watches to time the evacuation process);
— use of sensors (automated data collection);
— survey questionnaires;
— virtual reality and/or augmented reality.
4.2.4.2 Means to identify the persons
During the analysis of the video records, the recognition of each evacuee at different locations inside and
outside the building and at diverse phases of the experiment is useful for calculating parameters and
understanding behaviours.
Means to identify individuals depends of the type of experiment and the density of the persons.
For an announced experiment, persons (occupants, staff members actively involved in the experiment) can
be equipped with ID badges with a colour and tag inside or a sticker with a number, a geo-localization device,
RFID (Radio Frequency Identification), etc. For unannounced experiments or dense crowds, a system to
identify persons on the videos, such as filming with overhead cameras with wide angle lenses, triangulation
[4]
with two cameras, or distance measurement with a laser scanner can be used.
4.2.4.3 Considerations for measurements of walking speeds
Walking speed is often taken as the speed for a person to move from one location to another in the building.
The minimum requirement for collecting this type of data is one camera per location. The location of the
cameras shall allow accurate identification of each participant to allow tracking from the first to the second
location. Cameras shall also be synched in time to enable accurate calculation of average walking speeds.
It is also possible to use video footage from two (or more) time-synched cameras filming the same person
to derive the walking speed. If the same reference point on the person is seen by two (or more) cameras,
triangulation can be used to determine the location of the person as a function of time. Triangulation is the
estimation of the point of intersection of vectors originating at the cameras and pointing at the reference
point on the person. The derived information can then be used to determine the local walking speed of the
person rather than the average walking speed between two reference points as described above. There can
potentially also be other ways to derive the local walking speed.
To compare and confirm the values, observers placed near each exit can note the time of the last person who
left the location.
4.2.4.4 Considerations for collection of movement path data
To extract the parameters from the video recordings, it is first necessary to define the areas of interest with
virtual lines or counting lines in the video frame. Virtual lines can be used to create a 2D spatiotemporal
matrix with two coordinates corresponding to the time and the position of the line.
The identification of these areas of interest then allows the quantification of specific parameters (e.g. flows
of people, number of persons, tracks trajectories).
4.2.4.5 Considerations for occupant density and interpersonal distance measurements
The density of occupant flow can be determined for a group of people or for each person in a group:
— ratio of the number of people in a group in an egress component divided by the total floor area occupied
by the group (including the area between individuals);
— ratio of the floor area occupied by each individual person in the group divided by the total floor area
occupied by the group (including the area between individuals).
4.2.5 Ethical considerations
Irrespective of jurisdiction, all experiments made with human subjects shall include an ethical analysis
prior to data collection. Additional requirements can be applicable in certain jurisdictions. Independently of
the professional qualification of the investigator and in addition to the deontology on scientific research, the
experimenter/observer shall always address certain ethical issues and ensure the respect of the participant;
[5] [6] [7] [2] [8] [9]
see the Nuremberg Code, Helsinki declaration, Belmont Report, and other sources. , ,
An ethical review is sometimes not mandatory before the experiment is conducted, but the experimenter
shall still address certain ethical issues.
The experimenter shall:
— be aware of national laws and regulations on ethics and protection of privacy;
— ensure that physical or emotional harm to participants is restricted;
— ensure that the benefits of the experiment outweigh any risks, for the individual and for society as a
whole;
— obtain the informed consent, in writing, of each participant before or after the experiment;
— obtain the consent of parents in the case of participants who are minors;
— respect the privacy, confidentiality and anonymity of the subjects;
— reflect upon the scientific use of personal data (information from questionnaires in particular);
— ensure data integrity (adequacy with what it represents) and ensure that data are not corrupted
(degradation, unintentional modification, etc.) when collecting, capturing and processing data;
— include participants' right to terminate the experiment and withdraw their consent at any time without
any negative consequences for the participant;
— pay close attention to the environment in which the experiment will be carried out (in order to minimize
risk);
— de-identify data, i.e. the data collected for the experiment is separated from personal identifiers (e.g.
names). Only de-identified data shall be processed and communicated for publication.
Two of these ethical principles can be difficult to meet in observational studies: informed consent and right
to terminate the experiment. It is not possible to obtain informed consent before conducting an unannounced
evacuation. However, consent can be obtained from building owners, and prior notice can be given without
providing the exact time and date of the experiment. The researcher shall be aware, however, that prior
notice of any sort can impact the evacuation exercise. National requirements can exist concerning how the
participants shall be informed about the experiment.
A participant can potentially be unable to terminate an evacuation drill. In this case, some means can be
implemented to enable his or her participation to be deleted from the collected data. Alternatively, an
observer can intervene to terminate the experiment. An observer can be present in the space/room who can
terminate the experiment if something goes wrong, or in case of suspicion that people are becoming worried
or about to be injured.
Risks to the participants shall be minimized but can sometimes not be totally avoidable. The experimenter
shall pay close attention to the environment in which the experiment will be done.
Privacy is protected in various ways, including limiting access to any video or film and destroying the video
or film once the data is extracted, or masking the identities of the participants, either by coding their names
or by blurring or pixelating their images. Any images or personal information shall be kept locked and
confidential. No personal information shall be retained once the experiment and analysis are complete.
4.2.6 Site selection for observational studies
There are three main considerations in the selection of a site for an observational study:
a) attributes of the building,
b) fire protection features present including any emergency procedures, and
c) characteristics of the occupants.
These characteristics influence evacuation behaviours. It is assumed that the general purpose of the
experiment has been determined, i.e. the experimenter has decided what built environment is being studied
(apartment building, hotel, shopping mall, factory, ship, aircraft, etc.).
The attributes of the building include features such as number of floors, floor area, and number of
stairwells and escalators. Fire protection features of interest include type of alarm and notification system,
compartmentatio
...
Spécification
technique
ISO/TS 17886
Première édition
Ingénierie de la sécurité incendie —
2024-01
Conception des expériences
d'évacuation
Fire safety engineering — Design of evacuation experiments
Numéro de référence
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2024
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publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction .vi
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Conception des expériences d’évacuation . 5
4.1 Généralités .5
4.2 Planification initiale .6
4.2.1 Objectif de l’expérience . .6
4.2.2 Types d’expériences .7
4.2.3 Élaboration de scénarios d’incendie/d’évacuation et conception expérimentale .8
4.2.4 Protocole de collecte des données .8
4.2.5 Considérations éthiques .10
4.2.6 Sélection du site pour les études d’observation .11
4.2.7 Horaires . 12
4.2.8 Obtention des autorisations . 12
4.2.9 Information/participation des pompiers . 12
4.2.10 Recrutement . 13
4.3 Préparation .14
4.3.1 Déterminer l’équipement nécessaire .14
4.3.2 Déterminer et former le personnel nécessaire . .14
4.3.3 Documenter les caractéristiques de l’espace . 15
4.3.4 Préparation technique .16
4.3.5 Positionnement des caméras .17
4.3.6 Préparation des occupants . . .18
4.3.7 Préparation des instruments de collecte de données .19
4.4 Expérience d’évacuation . 20
4.4.1 Généralités . 20
4.4.2 Configuration pour l’expérience . 20
4.4.3 Événement d’évacuation . 20
4.4.4 Procédures post-événément .21
4.5 Codage des données .21
4.6 Analyse des données . 22
4.6.1 Généralités . 22
4.6.2 Calcul des temps d’évacuation dans les études d’observation . 23
4.6.3 Calcul des vitesses de déplacement . 23
4.6.4 Établissement des valeurs de flux d’évacuation .24
4.6.5 Établissement des valeurs d’intensité de flux (flux spécifique) .24
4.6.6 Calcul de la densité d’occupants .24
4.6.7 Calcul de la distance sociale . 25
4.6.8 Calcul du balancement du corps . 25
4.6.9 Calcul du passage au niveau d’une porte . 25
4.6.10 Réglage des valeurs de paramètres des flux humains en cas de convergence/
processus de convergence . . . 25
4.6.11 Nombre d’occupants à chaque étage . 26
4.6.12 Situations de congestion . . . 26
4.6.13 Questionnaires et entretiens . 26
4.6.14 Comportements . 26
4.6.15 Mesurages du bruit . 26
4.7 Interprétation et documentation des résultats. 26
4.8 Exemples . 26
Annexe A (informative) Corrections de distorsion de perspective et de distorsion angulaire .27
Annexe B (informative) Exemples d’exercices .29
iii
Bibliographie .40
iv
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux
de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général
confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire
partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a
été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir
www.iso.org/directives).
L’ISO attire l’attention sur le fait que la mise en application du présent document peut entraîner l’utilisation
d’un ou de plusieurs brevets. L’ISO ne prend pas position quant à la preuve, à la validité et à l’applicabilité de
tout droit de brevet revendiqué à cet égard. À la date de publication du présent document, l’ISO n'avait pas
reçu notification qu’un ou plusieurs brevets pouvaient être nécessaires à sa mise en application. Toutefois,
il y a lieu d’avertir les responsables de la mise en application du présent document que des informations
plus récentes sont susceptibles de figurer dans la base de données de brevets, disponible à l'adresse
www.iso.org/brevets. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne pas avoir identifié tout ou partie de
tels droits de propriété.
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données pour
information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion de
l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles techniques au
commerce (OTC), voir www.iso.org/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 92, Sécurité au feu, sous-comité SC 4,
Ingénierie de la sécurité incendie.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes se
trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.
v
Introduction
L’ingénierie basée sur la performance requiert des analyses de la conception des bâtiments. Ces analyses
exigent un grand nombre de données sur la réaction, les déplacements et le comportement des occupants.
Des données sont également recueillies pour le développement et la validation des calculs de modèles. Les
ensembles de données empiriques sont rares et ceux qui existent peuvent être difficiles à combiner.
Le présent document fournit des recommandations sur la conduite des expériences d’évacuation et sur la
collecte et le codage des données, afin que les utilisateurs puissent comprendre le contexte dans lequel les
données ont été recueillies et afin de faciliter l’utilisation des ensembles de données en combinaison les
uns avec les autres. Bien que le développement d’un référentiel de données ne fasse pas partie du domaine
d’application du présent document, l’utilisation d’un processus cohérent de collecte et de distillation des
données de réaction, de réponse et de déplacement examinées par des pairs permet de développer un tel
référentiel.
Le présent document précise les techniques utilisées pour la collecte des données d’évacuation. Il fournit
également des recommandations pour la documentation des expériences, de manière à fournir le contexte et
l’historique d’utilisation des données, ainsi qu’une méthodologie pour le codage de ces données.
Le principal critère suggéré dans le présent document pour évaluer une évacuation est le temps total
d’évacuation (paramètre du «temps d’évacuation du bâtiment» tel que défini dans l’ISO/TR 16738). Le temps
d’évacuation du bâtiment comprend le temps de pré-mouvement et le temps de déplacement. Le temps
d’évacuation du bâtiment dépend d’une série de paramètres qualitatifs et quantitatifs (voir ISO/TR 16738).
D’autres mesurandes de performance possibles incluent les vitesses de marche sur les surfaces horizontales,
les escaliers et les rampes, les densités d’occupants, les passages dans les ouvertures, les retards avant
et pendant l’évacuation, le choix de la sortie, l’affiliation, l’altruisme, le scepticisme, la courtoisie, le
comportement grégaire, l’occupation de l’espace, la perception du risque, etc. Des informations sur l’influence
de ces paramètres sur le temps total d’évacuation et sur la compréhension des comportements humains sont
[1]
disponibles dans l’ISO/TR 16738, l’ISO/TS 29761 et le Guide SFPE ).
Le présent document traite de l’appareillage permettant de mesurer les vitesses de marche, les densités,
les retards, etc., et suggère des emplacements pour cet appareillage. Un niveau minimal d’appareillage est
également suggéré.
La sécurité des participants est fortement mise en avant dans le présent document.
Les expériences d’évacuation réalisées conformément au présent document permettent de comparer les
résultats d’autres expériences également réalisées conformément au présent document et contribuent
ainsi à accroître les connaissances épistémologiques. Cela est utile pour l’élaboration ou la modification des
exigences réglementaires en matière de construction et peut fournir des informations utiles pour aider à
l’élaboration ou aux essais de modèles d’évacuation.
vi
Spécification technique ISO/TS 17886:2024(fr)
Ingénierie de la sécurité incendie — Conception des
expériences d'évacuation
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie une méthodologie pour la conception d’expériences menées dans
l’environnement bâti afin de collecter des données sur l’évacuation dans les buts suivants:
— pour une utilisation dans l’ingénierie de la sécurité incendie;
— pour comparer différentes expériences d’évacuation réalisées dans des juridictions et des conditions
différentes;
— pour étudier une ou plusieurs variables;
— pour obtenir une vue d’ensemble d’une évacuation ou pour soumettre à essai un ou plusieurs paramètres;
— pour concevoir des procédures de sécurité et des formations;
— pour évaluer un ou plusieurs plans d’évacuation;
— pour réduire l’incertitude des résultats;
— pour vérifier la pertinence des mesures préventives mises en œuvre avant et après la conception d’un
bâtiment;
— pour affiner les paramètres d’entrée d’un logiciel et les rendre plus réalistes;
— pour comparer les résultats obtenus avec différents logiciels;
— pour vérifier et valider les modèles d’évacuation (par exemple ISO 16730-1).
Le présent document fournit des recommandations dans plusieurs domaines principaux: la planification
initiale, la préparation, l’expérience d’évacuation à proprement parler, le codage des données recueillies,
l’analyse et l’interprétation des données et la documentation des résultats.
Le présent document présente les éléments à prendre en compte pour une expérience d’évacuation,
notamment la géométrie de l’espace, les conditions d’éclairage et environnementales, les caractéristiques
des occupants, les signaux ou alarmes utilisés, l’appareillage et les considérations de sécurité. Il traite
des mesurages de performance de l’expérience d’évacuation. Les résultats d’une expérience dépendent de
tous ces facteurs et de leurs éventuelles interactions. Le présent document ne définit pas une expérience
d’évacuation standard.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour
les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les éventuels
amendements).
ISO 13943, Sécurité au feu — Vocabulaire
ISO 23932-1, Ingénierie de la sécurité incendie — Principes généraux — Partie 1: Généralités
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et les définitions de l’ISO 13943, l’ISO 23932 ainsi que les
suivants s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en normalisation,
consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/
3.1
environnement bâti
bâtiment ou autre structure
EXEMPLE Les plateformes off-shore, les ouvrages de génie civil tels que les tunnels, les ponts et les mines, ainsi
que les moyens de transport, tels que les véhicules à moteur et les bateaux.
Note 1 à l'article: Certains aspects du bâtiment présentent un intérêt particulier, par exemple les dimensions, le type
d’occupation, etc. L’ISO 6707-1 contient plusieurs termes et définitions pour les concepts liés à l’environnement bâti.
3.2
expérience contrôlée
expérience au cours de laquelle le chercheur détermine la composition de la population de participants et
est en mesure de distinguer les groupes de participants et, de ce fait, d’identifier les variables indépendantes
Note 1 à l'article: Le chercheur vérifie tous les facteurs susceptibles d’influencer l’expérimentation. Il identifie tous les
facteurs, puis les fait varier un par un.
3.3
temps d’évacuation du bâtiment
intervalle entre l’initiation et le moment où tous les occupants sont en mesure d’atteindre un endroit sécurisé
[SOURCE: ISO/TR 16738:2009, 3.3]
3.4
voie d’évacuation
itinéraire faisant partie des moyens d’évacuation d’un point quelconque d’un bâtiment jusqu’à la sortie finale
ou jusqu’à un autre endroit sécurisé
[SOURCE: ISO/TR 16738:2009, 3.2]
3.5
sortie
porte ou autre ouverture adaptée donnant accès à un endroit relativement sécurisé
[SOURCE: ISO/TR 16738:2009, 3.4]
3.6
expérience
étude intentionnelle d’un système par l’ajustement sélectif de conditions contrôlables et l’allocation de
ressources
Note 1 à l'article: Une expérience est un processus ou une étude qui aboutit au recueil de données ou à des mesurages
avec des objectifs précis.
Note 2 à l'article: Une procédure empirique menée dans des conditions contrôlées afin de découvrir un effet ou une loi
inconnue, de vérifier ou d’établir une hypothèse, ou d’illustrer une loi connue. Une situation permettant de vérifier une
hypothèse causale, utilisée pour soumettre à essai les effets de variables indépendantes sur des variables dépendantes.
Note 3 à l'article: Une approche scientifique permettant d’obtenir des résultats qualitatifs et qualitatifs basés sur
l’observation et les mesurages.
Note 4 à l'article: Ensemble d’actions et d’observations objectives menées pour résoudre un problème, répondre à une
question ou confirmer/infirmer une hypothèse sur un phénomène.
[SOURCE: ISO/TR 13195:2015, 2.1, modifié — Les Notes à l’article ont été ajoutées.]
3.7
temps d’évacuation
intervalle de temps qui s’écoule entre le déclenchement de l’alarme incendie émise vers les occupants et
l’instant où tous les occupants sont capables de pénétrer dans une zone de sécurité
3.8
scénario d’incendie
description qualitative du déroulement d’un incendie dans le temps, identifiant les événements clés qui
caractérisent l’incendie étudié et le différencient des autres incendies potentiels
[SOURCE: ISO 16733-1:2015, 3.3, modifié — La Note à l’article a été supprimée.]
3.9
temps de passage
temps nécessaire à un groupe d’occupants pour quitter une enceinte ou un bâtiment en empruntant une ou
plusieurs sorties spécifiques
[SOURCE: ISO/TR 16738:2009, 3.5]
3.10
distance sociale
distance physique entre les personnes
3.11
mesurande
grandeur particulière soumise à mesurage
3.12
mesure
variable à laquelle une valeur est attribuée comme résultat de mesure
[SOURCE: ISO 16730-1:2015, 3.12]
3.13
mesurage
ensemble d’opérations ayant pour objet de déterminer la valeur d’une mesure
[SOURCE: ISO 16730-1:2015, 3.13]
3.14
étude d’observation
étude dans laquelle le chercheur observe les participants et mesure les variables d’intérêt sans contrôle des
variables indépendantes
Note 1 à l'article: Une variable indépendante est une variable qui est intentionnellement modifiée pour observer son
effet sur la variable dépendante et comprend tout facteur expérimental dont les variations sont sous le contrôle de
l’expérimentateur. Les fluctuations de la variable indépendante entraînent des changements dans la réponse d’une
variable dépendante.
Note 2 à l'article: Une variable dépendante est la variable étudiée qui est censée changer lorsque la variable
indépendante est modifiée. Une variable est dite dépendante si ses variations sont liées aux fluctuations d’une
ou de plusieurs variables indépendantes. Elle représente la réponse (effet) du sujet expérimental aux conditions
expérimentales fixées par l’expérimentateur.
3.15
temps de pré-mouvement
pour un occupant donné, intervalle entre le moment où une alerte incendie est donnée et le moment où cet
occupant commence à se diriger vers une sortie
Note 1 à l'article: Ce temps a deux composantes: le temps de reconnaissance (3.16) et le temps de réaction (3.18).
Note 2 à l'article: Pour les groupes d’occupants, deux phases peuvent être identifiées:
— le temps de pré-mouvement des premiers occupants qui se déplacent;
— la distribution du temps de pré-mouvement entre les premiers et les derniers occupants qui se déplacent.
[SOURCE: ISO/TR 16738:2009, 3.9, modifié — «pour un occupant donné» ajouté au début de la définition et
«un occupant» remplacé par «cet occupant» dans la définition.]
3.16
temps de reconnaissance
intervalle entre le moment où une alerte incendie est donnée et la première réaction à cette alerte
[SOURCE: ISO/TR 16738:2009, 3.10]
3.17
recrutement
regroupement de participants/personnes qui sont impliqués dans ou participent à une expérience, tels que
des occupants, des observateurs, une équipe de tournage, les personnes chargées du chronométrage, etc
Note 1 à l'article: Les spécifications de l’échantillon décrivent toutes les caractéristiques utilisées pour définir les
participants (âge, sexe, nombre de personnes, etc.). Des informations sur la localisation des personnes impliquées
dans l’essai expérimental sont également incluses.
3.18
temps de réaction
intervalle entre le moment où a lieu la première réaction à un événement et le moment où le déplacement
vers un endroit sécurisé commence
[SOURCE: ISO/TR 16738:2009, 3.11]
3.19
temps de déplacement
temps nécessaire, une fois le mouvement vers la sortie amorcé, pour qu’un occupant d’une partie spécifiée
d’un bâtiment atteigne un endroit sécurisé
[SOURCE: ISO/TR 16738:2009, 3.14]
3.20
incertitude
quantification d’erreur systématique et aléatoire dans les données, les variables, les paramètres ou les
relations mathématiques, ou de la défaillance à inclure un élément approprié
[SOURCE: ISO 23932-1:2009, 3.14]
3.21
validation
processus de détermination du degré auquel une méthode de calcul constitue une représentation exacte du
monde réel du point de vue des utilisations prévues de la méthode de calcul
[SOURCE: ISO 16730-1:2015, 3.24]
3.22
vérification
processus de détermination que l’implémentation d’une méthode de calcul représente exactement la
description conceptuelle faite par le développeur de la méthode de calcul et de la solution de la méthode de
calcul
[SOURCE: ISO 16730-1:2015, 3.25, modifié — La Note 1 à l’article a été supprimée.]
3.23
vitesse de marche
vitesse de mouvement non restreinte d’une personne
[SOURCE: ISO/TR 16738:2009, 3.15]
4 Conception des expériences d’évacuation
4.1 Généralités
Le présent document spécifie une méthodologie pour la conception d’expériences liées à l’évacuation. Ces
expériences peuvent être menées sur le terrain ou en laboratoire pour recueillir des données à utiliser dans
l’ingénierie de la sécurité incendie, et notamment dans l’environnement bâti, ainsi que pour la conception
de procédures de sécurité et la formation à la sécurité, et pour améliorer les modèles de calcul et les
développements de codes. Il existe des documents qui fournissent des étapes extrêmement détaillées à suivre
pour collecter des données de performance humaine, et l’utilisateur est invité à consulter ces documents
[2],[3]
pour plus de détails et de conseils. Les étapes détaillées dans les paragraphes suivants présument
que certaines décisions préliminaires ont été prises concernant l’objectif de l’expérience d’évacuation, par
exemple la finalité pour laquelle les données seront utilisées, qui sont les parties prenantes et autres parties
intéressées, et comment les données seront stockées et présentées.
Le présent document est destiné à servir de guide pour la conception d’expériences, en laboratoire ou sur le
terrain, afin d’établir le temps de pré-évacuation et les principaux facteurs de mouvement qui influencent
alors le temps de mouvement global afin de déterminer le temps total d’évacuation (par exemple, vitesses de
marche, temps de retard, temps d’attente et de pause, densités d’occupants pendant l’évacuation, distances
sociales, comportements pendant l’évacuation, vitesse de descente dans les escaliers, passage dans les
ouvertures, choix de la sortie) et les facteurs psychologiques ou sociaux (par exemple, affiliation, altruisme,
scepticisme, courtoisie, influence/interaction sociale, occupation de l’espace, influence de la présence
de personnel, perception du risque, etc.). Ces facteurs clés peuvent être utiles pour décrire ou prédire le
déplacement des occupants dans des conditions d’urgence réelles. Les résultats des expériences menées
conformément au présent document constitueront également des éléments utiles pour prendre des décisions
réglementaires concernant les exigences de sécurité incendie.
Les expériences d’évacuation sont un moyen de générer des données d’entrée pour les modèles d’évacuation
informatiques et de fournir des données de sortie permettant de comparer les résultats de modélisation.
Les données obtenues sont également utiles pour les calculs d’ingénierie et pour contribuer à l’élaboration
de modèles et d’un code réglementaire. Une autre raison principale de mener des expériences est d’évaluer
le danger potentiel et/ou de valider un plan d’évacuation ou de sécurité incendie associé à l’utilisation
d’éléments de bâtiment dans une application particulière.
Le présent document est utilisé pour concevoir des expériences destinées à mesurer et décrire les actions
et les comportements des occupants dans des conditions contrôlées ou non, mais n’intègre pas en soi tous
les facteurs requis pour l’évaluation du danger d’incendie ou du risque d’incendie des personnes dans des
conditions d’urgence réelles.
Le présent document n’a pas pour but de traiter tous les problèmes de sécurité qui sont, le cas échéant, liés à
son utilisation. Il incombe à l’utilisateur du présent document d’établir des pratiques appropriées en matière
de sécurité, d’hygiène et de déontologie.
Pour les besoins du présent document, les expériences d’évacuation sont réparties dans deux catégories: les
études d’observation et les expériences contrôlées. Ces expériences peuvent être réalisées en laboratoire
ou sur le terrain. Les études d’observation permettent d’identifier des facteurs d’influence, tandis que les
approches contrôlées se concentrent sur des facteurs d’intérêt spécifiques, excluant généralement les autres
facteurs dans le processus. Les deux approches sont comparées dans les deux organigrammes fournis à la
Figure 1.
Les études d’observation sont celles pour lesquelles le chercheur ne contrôle pas la variable indépendante,
telles que les recherches post-incendie ou les observations d’exercices d’évacuation ou de déplacements des
occupants, lorsque le chercheur n’influence pas la composition de la population de participants. Les données
enregistrées dans ce cas ont une importante validité écologique et les valeurs absolues (par exemple, les
vitesses de déplacement) peuvent être utilisées dans d’autres contextes similaires. Cependant, cette méthode
ne permet pas de vérifier des hypothèses et aucune inférence causale sur les phénomènes comportementaux
n’est possible.
Dans ce cas, les expériences contrôlées sont celles où le chercheur détermine la composition de la population
de participants (par recrutement), distingue les groupes de participants et identifie, de ce fait, les variables
indépendantes. Les données enregistrées dans ce cas ont une validité écologique inférieure à celle des études
d’observation. Cependant, des inférences causales sur les phénomènes comportementaux sont possibles.
4.2 Planification initiale
4.2.1 Objectif de l’expérience
La première étape de la planification de l’expérience consiste à déterminer quel aspect de l’évacuation
doit être mesuré, compte tenu de l’objectif prévu ou de l’application des résultats. Cela oriente le choix
du bâtiment (ou de tout autre environnement bâti) à utiliser, l’équipement nécessaire pour effectuer les
mesurages, l’emplacement de l’équipement de mesurage et l’analyse possible. Les éléments qui peuvent être
mesurés incluent, sans toutefois s’y limiter, les listes présentées dans le Tableau 1.
Tableau 1 — Paramètres potentiels de mesurage
Mesurandes et paramètres de calcul Paramètres comportementaux
— Temps total d’évacuation ou temps d’évacuation spécifique — Comportement émergent:
(étage, surface, sous-population).
— comportement de convergence;
— Temps requis pour l’évacuation de la population d’un lieu
— congestion.
vers des zones de sécurité.
— Réactions individuelles:
— Temps de pré-évacuation.
— choix de sortie/d’itinéraire.
— Temps de déplacement.
— Performances individuelles:
— Temps de retard.
— fatigue;
— Vitesse de marche dans les couloirs ou les escaliers.
— balancement du corps;
— Vitesse de passage dans les portes ou le long des couloirs.
— facilité d’utilisation des dispositifs de
— Temps de pause pendant l’évacuation.
verrouillage.
— Chargement de l’itinéraire.
— Réactions collectives:
— Autre.
— distance sociale;
— déplacement à contresens.
— Autre.
Figure 1 — Organigramme des étapes de conception des études d’observation et
des expériences contrôlées
Certaines décisions supplémentaires concernant l’objectif de l’expérience sont également spécifiées dans
cette étape.
Par exemple, les participants impliqués dans l’expérience sont-ils les usagers réguliers du bâtiment
(personnes qui vivent ou travaillent dans le bâtiment)? Si oui, les occupants sont-ils informés à l’avance de
l’expérience ou non? Dans certaines études, les participants sont amenés dans l’environnement d’essai (par
exemple, les personnes invitées à participer à une évacuation de cinéma). Si un exercice d’évacuation doit être
étudié, s’agit-il d’une évacuation complète du bâtiment, d’une évacuation séquentielle ou d’un autre scénario
spécialement prévu pour l’expérience, comme une évacuation partielle? Y a-t-il des personnes handicapées
dans le bâtiment? Quelle proportion de la population du bâtiment est surveillée pendant l’évacuation?
Si des exercices d’évacuation sont effectués pendant l’utilisation normale du bâtiment et que des personnes se
trouvent dans une partie du bâtiment où elles pourraient interférer avec l’évacuation, quel effet cela risque-
t-il d’avoir? Par exemple, dans le cas d’un exercice d’évacuation dans un cinéma, comment les personnes qui
attendent dans le couloir pour entrer dans la salle interféreront-elles avec le déplacement des personnes qui
tentent d’évacuer les lieux?
4.2.2 Types d’expériences
Une fois les objectifs choisis, il est nécessaire d’identifier les éléments suivants:
— type d’études (observation d’évacuation ou évacuation contrôlée, expériences annoncées ou non,
expérience sur le terrain ou en laboratoire);
— facteurs d’influence et résultats;
— niveau de granularité du recueil de données (individuelles/collectives, données macroscopiques/
microscopiques);
— mise en place de la collecte de données (par exemple, données objectives vs données subjectives; précision
et exactitude de la méthode de mesurage choisie).
Les expériences offrent des données qualitatives et quantitatives.
Le choix du type d’expérience a des implications sur les données recueillies. Il peut également influencer les
performances des occupants, la prise de décision ou les caractéristiques de déplacement.
Pour les expériences réalisées en laboratoire, ce n’est pas un problème. Mais pour les expériences sur le
terrain, il est nécessaire d’établir comment mener l’expérience, c’est-à-dire en annonçant ou non l’évacuation.
Ce facteur est important, car il a une incidence sur l’hypothèse.
Dans un laboratoire, les expériences sont annoncées et s’accompagnent d’une évacuation contrôlée.
Sur le terrain, trois scénarios sont possibles pour une expérience:
o
— Cas n 1: expérience non annoncée.
o
— Cas n 2: expérience annoncée dont la date et l’heure sont connues des participants.
o
— Cas n 3: expérience annoncée dont la date et l’heure exactes sont inconnues des participants.
Dans le cas d’une expérience annoncée, il peut exister des sous-cas qui incluent le paramètre
«usagers réguliers» ou «personnes évacuées recrutées». Le recrutement est présenté en 4.2.10.
4.2.3 Élaboration de scénarios d’incendie/d’évacuation et conception expérimentale
4.2.3.1 Généralités
Une définition claire des détails de l’expérience aide à rendre possible l’analyse des données, améliore l’utilité
des résultats et réduit la probabilité que les données soient mal interprétées et mal appliquées. Le plan global
de collecte et d’analyse des données tient compte de la manière dont les facteurs expérimentaux, à la fois
contrôlés et non contrôlés, satisfont aux objectifs spécifiques de l’expérience et aux contraintes pratiques
(temps, disponibilité du site, disponibilité des participants recrutés, etc.).
Pour élaborer des scénarios d’évacuation, le chercheur peut se référer à l’ISO/TS 29761 et à l’ISO 16733-1.
4.2.3.2 Effectif de l’échantillon
L’effectif de l’échantillon dépend du type d’expérience (étude contrôlée ou d’observation), des objectifs et des
variables d’intérêt, de l’existence ou non de considérations statistiques, du temps imparti pour la collecte et
le traitement des données, de considérations éthiques et de la production de résultats utiles. La puissance
statistique nécessaire à l’analyse des données doit être prise en compte.
4.2.4 Protocole de collecte des données
4.2.4.1 Généralités
Le protocole de collecte des données documente les détails de l’expérience, tels que la définition des données,
la structure de l’expérience d’évacuation, la méthode de collecte des données et le type d’analyses à appliquer
aux données.
Toutes les méthodes de collecte de données peuvent être décrites en ce qui concerne leur objectivité (c’est-
à-dire la mesure dans laquelle les données sont indépendantes du biais lié à l’observateur), leur fiabilité
(c’est-à-dire l’exactitude et la cohérence de la méthode de mesurage) et leur validité (c’est-à-dire la mesure
dans laquelle une mesure représente ce qu’elle est censée mesurer). Cette dernière est particulièrement
importante pour les variables latentes souvent abordées dans les sondages (c’est-à-dire les phénomènes qui
ne peuvent pas être directement observés, mais qu’il est nécessaire de déduire, tels que les états émotionnels
[3]
des occupants). La collecte de données peut être réalisée de plusieurs manières :
— vidéos prises avec des caméras fixes ou mobiles;
— photographies fixes;
— observateurs humains (observations, entretiens);
— mesurages effectués par des observateurs humains (par exemple, utilisation de chronomètres pour
chronométrer le processus d’évacuation);
— utilisation de capteurs (collecte de données automatisée);
— questionnaires de sondage;
— réalité virtuelle et/ou réalité augmentée.
4.2.4.2 Moyen d’identification des personnes
Lors de l’analyse des enregistrements vidéo, la reconnaissance de chaque personne évacuée à différents
endroits à l’intérieur et à l’extérieur du bâtiment et à diverses phases de l’expérience est utile pour calculer
les paramètres et comprendre les comportements.
Les moyens d’identification des individus dépendent du type d’expérience et de la densité des participants.
Pour une expérience annoncée, les personnes (occupants, membres du personnel activement impliqués dans
l’expérience) peuvent être équipées de badges d’identification dotés d’une couleur et d’une étiquette ou d’un
autocollant avec un numéro, un dispositif de géolocalisation, RFID (Radio Frequency Identification), etc.
Pour les expériences non annoncées ou les foules denses, il est possible d’utiliser un système d’identification
des personnes sur les vidéos, comme le tournage avec des caméras aériennes grand-angles, la triangulation
[4]
avec deux caméras ou le mesurage de distances à l’aide d’un scanner laser.
4.2.4.3 Considérations relatives aux mesurages des vitesses de marche
La vitesse de marche est souvent considérée comme la vitesse à laquelle une personne peut se déplacer d’un
endroit à un autre au sein d’un bâtiment. La collecte de ce type de données requiert au moins une caméra
dans chacun de ces lieux. L’emplacement des caméras doit permettre une identification précise de chaque
participant pour permettre le suivi entre le lieu de départ et celui d’arrivée. L’heure des caméras doit
également être synchronisée pour permettre un calcul précis des vitesses moyennes de marche.
Il est également possible d’utiliser des images vidéo de deux caméras synchronisées (ou plus) filmant la
même personne pour déterminer sa vitesse de marche. Si le même point de référence sur la personne est vu
par deux caméras (ou plus), la triangulation peut être utilisée pour déterminer l’emplacement de la personne
en fonction du temps. La triangulation est l’estimation du point d’intersection des vecteurs provenant des
caméras et pointant vers le point de référence sur la personne. Les informations qui en découlent peuvent
ensuite être utilisées pour déterminer la vitesse de marche locale de la personne plutôt que la vitesse de
marche moyenne entre deux points de référence comme décrit ci-dessus. Il peut également y avoir d’autres
façons de déterminer la vitesse de marche locale.
Pour comparer et confirmer les valeurs, les observateurs placés près de chaque sortie peuvent noter l’heure
de la dernière personne qui a quitté un lieu.
4.2.4.4 Considérations relatives à la collecte des données de déplacement
Pour extraire les paramètres des enregistrements vidéo, il est d’abord nécessaire de définir les zones d’intérêt
à l’aide de lignes virtuelles ou de lignes de comptage dans la trame vidéo. Les lignes virtuelles peuvent être
utilisées pour créer une matrice spatio-temporelle en 2D avec deux coordonnées correspondant au temps et
à la position de la ligne.
L’identification de ces zones d’intérêt permet ensuite de quantifier des paramètres spécifiques (par exemple,
flux de personnes, nombre de personnes, itinéraires).
4.2.4.5 Considérations relatives aux mesurages de la densité d’occupants et de la distance sociale
La densité de passage des occupants peut être déterminée pour un groupe de personnes ou pour chaque
personne d’un groupe:
— ratio du nombre de personnes dans un groupe dans une composante de sortie divisé par la surface au sol
totale occupée par le groupe (y compris la surface entre les individus);
— ratio de la surface au sol occupée par chaque personne du groupe divisée par la surface au sol totale
occupée par le groupe (y compris la surface entre les individus).
4.2.5 Considérations éthiques
Quelle que soit la juridiction, toutes les expériences réalisées sur des sujets humains doivent inclure une
analyse éthique avant la collecte de
...
Questions, Comments and Discussion
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