曾俊鴻 周鐵軍 謝瑞杭 楊瑞航

隨著地鐵逐漸向深層發(fā)展，安全疏散的壓力正在逐漸增大?？焖俪冯x的疏散方式是地下空間人員生命安全的重要保障。目前針對地鐵疏散的研究主要針對站臺層到站廳層，未考慮站廳層到地面的過程。張海濱等人[1]研究了站臺層至站廳層的疏散時間計算；穆娜娜[2]以站廳層為安全區(qū)，對地鐵車站的疏散能力進行了模擬研究。根據(jù)《地鐵安全疏散規(guī)范》，站廳層并非最終安全區(qū)，日本《地鐵防火規(guī)范詳解》要求10min內(nèi)疏散到地面，洪水等災(zāi)害[3]表明站廳層也是存在危險的，因此疏散到地面是有必要的。疏散階段可分為水平疏散和垂直疏散[4]，樓梯和扶梯是地鐵站的主要垂直疏散設(shè)施。在疏散能力計算上，現(xiàn)有規(guī)范沒有考慮到不同體質(zhì)特征的人員在疏散設(shè)施上的選擇情況。在疏散仿真模型方面，穆娜娜、王琳、賈天耀等[2,5-6]主要采用規(guī)范中的數(shù)值進行計算。針對地鐵中疏散設(shè)施的選擇情況，Zhang Weihua、Pei Yulong、Li Qian、史芮嘉等[7-10]探究了人員選擇樓梯和扶梯的影響因素，但都是非緊急情況下的討論，并不符合緊急情況下人員的選擇情況。

因此，探究緊急情況下人員對疏散設(shè)施的選擇情況是有必要的。本研究基于Xie Ruihang等[7-9,11]的研究，篩選確定了影響因子。通過線上問卷和線下訪談的方式，收集335份有效問卷，獲取了不同埋深和不同體質(zhì)特征的人員在緊急情況下對樓梯和扶梯的選擇情況?；诮Y(jié)果，以埋深與體質(zhì)特征為因子，對數(shù)據(jù)進行非線性回歸分析[12]，建立了預測人員選擇情況的數(shù)學模型。該數(shù)學模型可以優(yōu)化現(xiàn)有仿真模型，獲得更加準確的疏散情況。

1 實地調(diào)研

根據(jù)《城市地下空間規(guī)劃標準》（GB/T 51358-2019）的分類，地鐵站分為淺層、次淺層、次深層、深層四類，對應(yīng)的深度分別地下0～15m、15～30m、30～50m、50m以上。重慶作為地質(zhì)環(huán)境復雜、地鐵資源豐富的區(qū)域，能夠涵蓋各種埋深的地鐵站。因此，本文調(diào)研了人流量較大、具有代表性的43個重慶地鐵站，對站廳層的埋深進行了統(tǒng)計（表1）。

2 問卷設(shè)置與收集

問卷收集被調(diào)查者的性別、年齡等信息，以及4種埋深情況下被調(diào)查者對樓梯和扶梯的選擇情況與選擇原因。在埋深設(shè)定方面，以站廳層埋深為參數(shù)，經(jīng)SPSS單樣本檢驗，將深度設(shè)置為8m、17m、35m、50m。此外，問卷還收集了被調(diào)查人員的安全知識水平以及面對擁擠時的選擇情況。

被調(diào)查者在填寫問卷前，被要求觀看地鐵火災(zāi)錄像。錄像中火焰、煙氣等現(xiàn)象與行人的尖叫、奔跑等恐慌行為，有利于代入實際緊張氛圍。之后被調(diào)查者被告知此時是緊急情況，需要盡快疏散到地面。以此為指導進行問卷調(diào)查，一共收集了335份有效問卷，最終形成統(tǒng)計結(jié)果（表2）。

表1 車站站廳層埋深統(tǒng)計

3 結(jié)果與分析

3.1 數(shù)據(jù)有效性分析

從統(tǒng)計結(jié)果上看，0～17歲組樣本量過少，故不納入統(tǒng)計。18～30歲組與31～45歲組在年齡上相對接近，在選擇上也具有相似性，故合并為一組。經(jīng)相關(guān)性分析，性別、年齡范圍、埋深與選擇行為均在0.01級別上存在顯著相關(guān)性。

3.2 選擇比例與理由分析

從總體上看，隨著埋深的逐漸增大，選擇自動扶梯的比例從19.7%增大到63.2%。從性別上看，女性更愿意選擇扶梯，埋深越大越明顯。從年齡上看，60歲以上人群選擇扶梯的比例最高，45～59歲人群高于剩余兩組。

從選擇原因上看，由表3可知選擇樓梯主要是考慮安全性，尤其是在深層地鐵站中，占比達到了95%；固定的樓梯跑起來更穩(wěn)、更快是第二原因，比例為60%；因為樓梯更寬和出口較近而選擇的人員比例約為35%和10%。

由表4可知，選擇扶梯的主要原因是速度更快、更加省力，二者的比例都達到了70%。而隨著埋深逐漸增大，因為出口太遠而選擇扶梯的人員比例也從12%增長到56%。

3.3 更換疏散設(shè)施意愿分析

在面臨擁堵的情況下，隨著埋深增大，選擇自動扶梯的人員更換到樓梯的比例從91%下降到58%。其中，60歲以上人群的更換意愿最低，身體素質(zhì)的下降是他們難以采用樓梯進行疏散的主要原因。可以看出，隨著埋深增大，人員更換疏散方式的意愿逐漸降低，選擇扶梯的人員相應(yīng)增多，因此深層地鐵站中扶梯的運載量要求比淺層更高。

3.4 安全知識與選擇意愿分析

在安全知識普及上，超過60%的人員不了解當火災(zāi)發(fā)生時，地鐵站中的扶梯是安全且正常運行的。普及知識后，超過80%的人員愿意選擇扶梯進行疏散，其中男性占比76%，女性占比87%，這也反映了男性疏散能力信心更強；而從年齡上看，60歲以上人群更愿意選擇扶梯進行疏散，比例為90%，原因可能是疏散能力更弱，疏散能力信心更弱。

表2 自動扶梯選擇比例表

表3 樓梯選擇原因比例表

表4 扶梯選擇原因比例表

4 數(shù)學模型構(gòu)建

從數(shù)據(jù)相關(guān)性上看，性別、年齡和埋深均在0.01量級上具有顯著相關(guān)性。因此，本研究通過二元邏輯回歸模型對數(shù)據(jù)進行處理，將性別、年齡、埋深作為協(xié)變量，選擇行為作為因變量。根據(jù)Zhang Weihua等[7]的研究表明，邏輯模型的公式為：

其中y=0為選擇扶梯疏散，x1—xm為各項參數(shù)。

本研究相關(guān)影響因素的分配如下：變量x1為性別，分配和描述為1為男性、2為女性。變量x2為年齡，分配與描述為1為18～45歲、2為45～59歲、3為60歲以上。變量x3為場景的埋深，1為8m，2為17m、3為35m、4為50m。針對分配的變量，公式變形為：

將問卷結(jié)果進行非線性回歸分析，獲得相關(guān)系數(shù)。β0=3.588，95%置信區(qū)間為（2.912，4.265）；β1=—0.597，95%置信區(qū)間為（—0.835，—0.359）；β2=—0.647，95%置信區(qū)間為（—0.903，—0.390）；β3=—0.644，95%置信區(qū)間為（—0.758，—0.530）。所有系數(shù)均在95%置信區(qū)間內(nèi)，能夠較好地模擬選擇情況。

將軟件分析得到的系數(shù)代入公式，即可得到性別、年齡、埋深影響下，選擇樓梯和扶梯人員的預測公式。從公式上看，男性、青壯年、淺埋車站，人們更愿意使用樓梯；反之，則為扶梯。樓梯上的多為疏散能力強的人員，根據(jù)相關(guān)人員的比例與疏散速度，可精確計算樓梯與扶梯的單位時間疏散量。

5 結(jié)語

隨著埋深逐漸增大，自動扶梯的選擇比例從19.7%上升到63.3%；面對擁擠情況，人員更換疏散設(shè)施更低。女性在緊急情況下更愿意選擇扶梯，并且隨埋深的增長幅度更大。隨著年齡增大，扶梯疏散的選擇比例逐漸增大，大于60歲的老人更傾向于選擇扶梯疏散，排隊情況下更加不愿意更換疏散設(shè)施。根據(jù)數(shù)據(jù)進行非線性回歸分析，獲得了性別、年齡、埋深影響下的樓梯和扶梯選擇回歸方程系數(shù)。

雖然文章針對樓梯和扶梯的選擇進行了分析，但根據(jù)Zhu Kongjin等[13]的研究發(fā)現(xiàn)，疏散人員在長距離上行疏散過程中的疲勞度可能會影響后續(xù)的選擇。人員在開始階段疏散的選擇，不一定能代表能在后續(xù)疏散過程中堅持自己的選擇。因此，針對人員在后續(xù)疏散過程中，是否會更換疏散設(shè)施，其更換機制與原因有待進一步研究。

表格來源

1-4作者自繪