馬 培

北京中安質(zhì)環(huán)技術(shù)評價中心有限公司

1 乘客疏散影響因素

軌道交通車站內(nèi)客流疏散與車站建筑、站內(nèi)設(shè)備設(shè)施數(shù)量和布置，以及乘客的數(shù)量、行為等存在著緊密的關(guān)系。

通常來說，進(jìn)行大客流疏散時，車站建筑和站內(nèi)設(shè)備設(shè)施決定著車站的疏散能力，如站臺與站廳之間樓扶梯的數(shù)量、布置位置，閘機(jī)的數(shù)量、位置等，都會影響整個車站的疏散能力。另外，由于疏散過程是一個乘客之間能夠相互影響、復(fù)雜的反應(yīng)→決策→行動過程，乘客在決定自己的行為方式時，需經(jīng)過個人心理、生理和周邊環(huán)境多方面的考慮，然后進(jìn)行行為決定。而個體的行為又影響著其他人的路線選擇，從而影響整體的疏散時間和疏散效率。

2 評價方法

2.1 理論計(jì)算

《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50157-2013）第28.2.11條規(guī)定：車站站臺公共區(qū)的樓梯、自動扶梯、出入口通道，應(yīng)滿足當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時在6min內(nèi)將遠(yuǎn)期或客流控制期超高峰小時一列進(jìn)站列車所載的乘客及站臺上的候車人員全部撤離站臺到達(dá)安全區(qū)的要求[1]。提升高度不超過三層的車站，乘客從站臺疏散至站廳公共區(qū)域或其他安全區(qū)域的時間，應(yīng)按下式計(jì)算：

式中：

Q1、Q2—遠(yuǎn)期或客流控制期中超高峰小時1列進(jìn)站列車的最大客流斷面流量和站臺候車乘客。

A1、A2、N、B—站臺至站廳用于疏散樓扶梯的數(shù)量和通行能力。設(shè)計(jì)規(guī)范提供的公式通常應(yīng)用于軌道交通初步設(shè)計(jì)階段，用于計(jì)算站臺樓扶梯的數(shù)量，公式中考慮了1min的設(shè)備動作和乘客反應(yīng)時間。

2017年發(fā)布的《地鐵安全疏散規(guī)范》（GB/T 33668-2017）[2]中，給出的計(jì)算公式如下：

基層市場開發(fā)工作成員的素質(zhì)關(guān)系到煙草企業(yè)在群眾中的威信，直接影響整個行業(yè)的發(fā)展，只有提高基層工作成員的素質(zhì)，才能展現(xiàn)和發(fā)揮市場開發(fā)部門的重要作用。煙草企業(yè)一定要重視這一問題，選擇忠誠于企業(yè)、有責(zé)任心、積極上進(jìn)的同志作為市場開發(fā)部門成員，建立起服務(wù)企業(yè)、充滿活力的組織群體。認(rèn)真構(gòu)建長效發(fā)展機(jī)制，確保煙草企業(yè)的優(yōu)秀人才被吸引到這一組織中，并通過經(jīng)常組織活動發(fā)揮他們的才干，并在日?；顒又邪l(fā)現(xiàn)組織存在的問題，然后加以解決。對其中表現(xiàn)比較優(yōu)秀的成員進(jìn)行表彰，對思想不積極的成員則要進(jìn)行批評和處罰，嚴(yán)重者清除出市場開發(fā)隊(duì)伍［3］。

其中，整個疏散時間（Ts）除考慮乘客通過樓扶梯時間、探測報(bào)警時間及人員預(yù)動作時間（Ts，1）外，還考慮了疏散至樓扶梯入口時間、樓扶梯上平均滯留時間以及通道非均勻性偏差時間等因素的影響。

2.2 模擬仿真計(jì)算

近年來隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，人們對火災(zāi)中人員逃生行為的研究，逐漸由人工數(shù)據(jù)分析轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)仿真模擬分析。根據(jù)原理的不同，目前國內(nèi)外已經(jīng)提出了多種疏散仿真模型，主要分為離散模型和連續(xù)模型兩大類。離散模型能很好研究人員的逃生時間和路線選擇問題，連續(xù)模型重點(diǎn)研究了人的心理對逃生過程的影響。如典型的基于離散模型（元胞自動機(jī)）的疏散軟件STEPS和基于連續(xù)模型（Agent-base）的疏散軟件Pathfinder，以及EXODUS、Simulex等均為典型的人員疏散仿真軟件。

本文將采用基于連續(xù)模型（Agent-base）的疏散軟件Pathfinder進(jìn)行仿真計(jì)算，該軟件由美國Thunderhead Engineering設(shè)計(jì)開發(fā)的一個基于人員進(jìn)出和模擬器。它提供了圖形用戶界面的模擬設(shè)計(jì)和執(zhí)行，以及三維可視化工具的分析結(jié)果，是一套直觀、易用的新型智能人員緊急疏散逃生評估系統(tǒng)。

Pathfinder的人員運(yùn)動模式包括SFPE模式和steering模式。SFPE行為是最基本的行為，以流量為基礎(chǔ)的選擇意味著人員會自動轉(zhuǎn)移到最近的出口。人員不會相互影響，但是列隊(duì)將符合SFPE假設(shè)。這種模式是基于SFPE消防手冊保護(hù)工程和SFPE工程指南，利用空間密度，以確定運(yùn)動速度。steering模式使用路徑規(guī)劃，指導(dǎo)機(jī)制，碰撞處理相結(jié)合控制人員運(yùn)動。如果人員之間的距離和最近點(diǎn)的路徑超過某一閥值，可以再生新的路徑，以適應(yīng)新的形勢[3]。

3 評價案例及對比分析

選擇南方某地下車站，分別采用理論和模擬仿真方法，計(jì)算遠(yuǎn)期超高峰小時一列進(jìn)站列車所載的乘客及站臺上的候車人員全部撤離站臺到達(dá)安全區(qū)時間。

3.1 車站建筑概況

選擇某地下二層島式站臺車站，有效站臺寬度為12m，車站總建筑面積為19849m2。車站共設(shè)4個出入口，出入口各設(shè)2臺上、下行自動扶梯和4部樓梯，提升高度為10.5m，車站總平面及各層平面，如圖1。

地下一層為站廳層，由公共區(qū)、設(shè)備及管理用房區(qū)組成。車站中部為公共區(qū)，付費(fèi)區(qū)位于中部，非付費(fèi)區(qū)位于付費(fèi)區(qū)兩端。地下二層為站臺層，站臺層中部為140m有效站臺區(qū)，站臺寬12m。

站臺至站廳設(shè)上行自動扶梯2臺、下行自動扶梯2臺，提升高度約5.25m。另外站臺至站廳設(shè)2部凈寬2.2m的疏散樓梯。車站遠(yuǎn)期設(shè)出站自動檢票機(jī)9臺，進(jìn)站自動檢票機(jī)8臺，雙向?qū)捦ǖ雷詣訖z票機(jī)4臺。

3.2 主要計(jì)算參數(shù)

根據(jù)該站遠(yuǎn)期客流預(yù)測、行車組織及相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，確定本次計(jì)算的主要參數(shù)，遠(yuǎn)期客流、行車組織、設(shè)備設(shè)施通行能力及人員疏散參數(shù)等，見表1。

圖1 車站建筑總平面及站廳、站臺平面布置圖

表1 主要計(jì)算參數(shù)

3.3 計(jì)算結(jié)果

分別采用規(guī)范式1、式2的理論計(jì)算公式，并采用Pathfinder軟件，分別計(jì)算該站遠(yuǎn)期超高峰小時一列進(jìn)站列車所載的乘客及站臺上的候車人員全部撤離站臺到達(dá)安全區(qū)時間。

（1）《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》計(jì)算。疏散時間：

（2）《地鐵安全疏散規(guī)范》計(jì)算。表2為采用《地鐵安全疏散規(guī)范》提供的公式，所計(jì)算的安全疏散時間，計(jì)算疏散時間為5.91min。

表2 《地鐵安全疏散規(guī)范》計(jì)算結(jié)果

（3）模擬仿真計(jì)算結(jié)果。根據(jù)車站建筑圖紙，建立車站人員疏散模型，采用steering模型進(jìn)行計(jì)算，圖2為建立的車站疏散模型。

圖2 模擬仿真模型

分別進(jìn)行三次模擬，計(jì)算結(jié)果表明三次疏散時間基本一致。圖3為模擬仿真過程，初始階段列車進(jìn)站后，列車上乘客疏散至站臺，并隨站臺人員開始疏散至站廳安全區(qū)域，約70s后乘客擁擠在站臺樓扶梯區(qū)域。

圖3 模擬仿真計(jì)算過程

模擬結(jié)果表明：一列進(jìn)站列車所載的乘客及站臺上的候車人員全部撤離站臺到達(dá)安全區(qū)（站廳）的疏散行動時間為4.79min，考慮1min的疏散預(yù)動作時間，總的疏散時間為5.79min。將所有人員（2124人）疏散至地面時間為7.3min，如圖4。

圖4 模擬仿真計(jì)算結(jié)果

（4）疏散時間比較。評價采用理論計(jì)算與模擬計(jì)算相結(jié)合的方法。理論計(jì)算中分別采用《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50157-2013）和《地鐵安全疏散規(guī)范》（GB/T33668-2017）提供的公式，模擬計(jì)算采用Pathfinder軟件，三種方式疏散時間計(jì)算結(jié)果及比較，見表3。

表3 疏散時間計(jì)算結(jié)果

計(jì)算結(jié)果表明，《地鐵安全疏散規(guī)范》中提供的公式，考慮了探測報(bào)警時間及人員預(yù)動作時間、疏散至樓扶梯入口時間、人員滯留樓扶梯時間、通道非均勻性偏差時間等，其中通道非均勻性偏差時間主要反映的是人員發(fā)現(xiàn)樓扶梯的時間，因此計(jì)算的疏散時間最長，為5.91min。采用steering模型模擬仿真計(jì)算時，軟件假設(shè)人員知道房間所有出口信息，人員選擇出口都是最合理的，其計(jì)算結(jié)果較上述規(guī)范值小。而采用《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》計(jì)算時，只考慮1min探測報(bào)警時間及人員預(yù)動作時間及樓扶梯的通行能力，其計(jì)算值最小。綜上，本次計(jì)算結(jié)果與規(guī)范公式、模擬軟件模型理論一致。

4 結(jié)論

根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，當(dāng)站臺突發(fā)緊急事件時，車站站臺公共區(qū)的樓梯、自動扶梯等，應(yīng)能滿足6min內(nèi)將遠(yuǎn)期或客流控制期超高峰小時一列進(jìn)站列車所載的乘客及站臺上的候車人員全部撤離站臺到達(dá)安全區(qū)的要求。本文選擇某地下二層島式車站，分別采用三種評價方法，計(jì)算遠(yuǎn)期高峰小時疏散時間，得到結(jié)論如下。

（1）無論采用理論計(jì)算，還是模擬計(jì)算，遠(yuǎn)期高峰小時一列車進(jìn)站后，列車及站臺乘客從站臺全部疏散至站廳區(qū)域時間均小于6min，滿足國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

（2）由于《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》中主要反映客流與疏散設(shè)施的匹配度，計(jì)算所需的疏散時間最短?！兜罔F安全疏散規(guī)范》中綜合考慮了探測報(bào)警時間及人員預(yù)動作時間、疏散至樓扶梯入口時間、人員滯留樓扶梯時間、通道非均勻性偏差時間等多個因素，計(jì)算所需的疏散時間最長。采用模擬軟件進(jìn)行計(jì)算時，與《地鐵安全疏散規(guī)范》的計(jì)算結(jié)果較為一致。

（3）在實(shí)際疏散過程中，由于地下空間狹小、客流量大，乘客在疏散時不僅會受到站臺通往站廳的樓扶梯、AFC閘機(jī)等設(shè)備設(shè)施的制約，乘客個人因素、客流密度等也是影響客流疏散的重要因素。

[1] 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部,中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.GB 50157-2013 地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2013

[2] 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局,中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會.GB/T 33668-2017 地鐵安全疏散規(guī)范[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2017

[3] 杜長寶,朱國慶,李俊毅.疏散模擬軟件STEPS與Pathfinder對比研究[J].消防科學(xué)與技術(shù),2015,4(32):456-460