地鐵火災(zāi)事故下的安全疏散研究

曹 艷,羅玉珊,劉 珊,周敏雅

(同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院,上海 200092)

地鐵作為近代城市新型交通工具,對(duì)改善城市交通具有重要作用。但是在地鐵系統(tǒng)被使用的同時(shí),突發(fā)性災(zāi)害如火災(zāi)等也頻繁發(fā)生,造成了巨大的社會(huì)影響和經(jīng)濟(jì)損失。以上海市為例,目前上海地鐵高峰日客流量已突破442萬(wàn)人次,因此對(duì)于上海市的地鐵系統(tǒng),保證其安全運(yùn)營(yíng)至關(guān)重要。由于地鐵環(huán)境的封閉性,再加上客流量大、疏散通道有限,并且考慮到老弱病殘及在事故中有可能出現(xiàn)的傷者等行動(dòng)不便的特殊人群,因而如何在地鐵突發(fā)事故下做到人員的快速有效的疏散和救援,是城市災(zāi)害防范與處置工作中的重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題。

由于火災(zāi)下人員疏散是研究群體的問(wèn)題,并且其研究對(duì)象——人,具有很大的隨機(jī)性,在公共場(chǎng)所尤其地鐵中運(yùn)動(dòng)具有相關(guān)性,當(dāng)發(fā)生緊急情況時(shí)又很容易受到環(huán)境的影響,心理、行為具有很大的不確定性,很難通過(guò)對(duì)個(gè)體的調(diào)查得出結(jié)論,故需要用軟件來(lái)模擬安全疏散。因而,本文依據(jù)試驗(yàn)觀測(cè)與計(jì)算機(jī)仿真相結(jié)合的研究思路,為解決上述問(wèn)題開(kāi)展了如下研究工作。

(1)發(fā)放問(wèn)卷,統(tǒng)計(jì)分析。以上海市某大型地鐵換乘站為研究對(duì)象,設(shè)計(jì)并發(fā)放296份問(wèn)卷,建立數(shù)據(jù)庫(kù)并用SQL Server和excel統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),獲得真實(shí)的調(diào)查資料,為軟件模擬提供人流獲取乘客性別、年齡分布等代表我國(guó)人員行為特征的信息參數(shù);其次,分析研究乘客逃生意識(shí)的差異和面對(duì)突發(fā)性恐怖襲擊的情緒反應(yīng),提出地鐵站標(biāo)識(shí)、聲光電系統(tǒng)等方面公共安全設(shè)施的建議。

通過(guò)研究不難發(fā)現(xiàn),部分乘客逃生意識(shí)薄弱,許多人較為自信,認(rèn)為不需要公益廣告、逃生手冊(cè)等指導(dǎo),這些都預(yù)示著疏散工作很難進(jìn)行;站內(nèi)標(biāo)識(shí)有待統(tǒng)一、改進(jìn):多數(shù)受訪者認(rèn)為標(biāo)識(shí)存在指示不明確、風(fēng)格不統(tǒng)一、雜亂、間距過(guò)長(zhǎng)、更新不及時(shí)、廣告過(guò)于醒目等問(wèn)題;候車環(huán)境有待于提高:約三分之一受訪者認(rèn)為候車環(huán)境存在空氣混濁、燈光昏暗、路面易滑、噪聲過(guò)大等缺陷。

(2)調(diào)查客流、測(cè)量及繪圖。由于地鐵在城市建設(shè)中不斷更新改變,故需對(duì)已有客流數(shù)據(jù)、地鐵站平面圖等資料進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè),最終獲得軟件模擬所需要的準(zhǔn)確客流數(shù)量、密度等參數(shù)和建模所需的CAD圖。

(3)安全疏散軟件模擬。根據(jù)該地鐵換乘站CAD圖,利用BuildingEXODUS軟件建模并模擬逃生路線,并分析安全疏散時(shí)間是否滿足要求;同時(shí)依據(jù)規(guī)范對(duì)安全疏散時(shí)間進(jìn)行分析。研究結(jié)果表明:采用規(guī)范中所提供的計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算時(shí),人員安全疏散時(shí)間能夠滿足要求。另一方面,當(dāng)設(shè)定火災(zāi)場(chǎng)景,采用疏散模擬軟件buildingEXODUS進(jìn)行分析時(shí),其人員安全疏散時(shí)間不能達(dá)到規(guī)范中規(guī)定的6 min疏散完畢的要求,特別當(dāng)火災(zāi)發(fā)生在疏散樓梯處時(shí)需要的安全疏散時(shí)間較長(zhǎng)。因此,應(yīng)加強(qiáng)該換乘站的安全管理,采取增加疏散通道或控制站臺(tái)列車人員數(shù)量等方法保證人員在緊急情況下能夠安全疏散。在此基礎(chǔ)上,采用相關(guān)軟件生成安全疏散模擬的三維虛擬場(chǎng)景。

(4)制作地鐵火災(zāi)逃生安全手冊(cè)。根據(jù)已獲得的地鐵站圖片和查閱的資料,通過(guò)Zinemaker電子雜志制作軟件和PHOTOSHOP圖像處理軟件,制作地鐵火災(zāi)逃生安全手冊(cè),普及標(biāo)識(shí)意義、火災(zāi)逃生常識(shí)、地鐵站出口分布、附近消防局電話等基本知識(shí)。

(5)制作實(shí)體模型。依照繪制的CAD圖,制作地鐵站的實(shí)體模型;結(jié)合軟件模擬結(jié)果,在模型上貼上了箭頭指示標(biāo)記,標(biāo)識(shí)安全疏散路線。