城市軌道交通地下車站安全疏散評估及應(yīng)急救援能力提升研究

■ 李治 西安市消防救援支隊

目前，城市軌道交通已成為城市發(fā)展重要的一部分，然而，地鐵運(yùn)營消防安全問題依舊是人們關(guān)注的焦點(diǎn)，地下車站客流量大，人員密集，發(fā)生突發(fā)事件后，容易造成群體傷亡等嚴(yán)重后果。地下車站安全疏散及消防應(yīng)急救援能力提升就成為軌道交通運(yùn)營單位、消防救援部門消防安全管理面臨的嚴(yán)峻考驗(yàn)。文章以西安某地鐵站為例，利用Legion行人動力學(xué)模型開展車站疏散仿真，核驗(yàn)疏散時間是否符合疏散規(guī)范要求，結(jié)合疏散結(jié)果，對地下車站安全疏散和應(yīng)急救援能力提升給出相關(guān)建議。

一、乘客安全疏散模擬測試

（一）測試相關(guān)規(guī)范要求

1.疏散時間要求

根據(jù)《地鐵設(shè)計規(guī)范》GB50157-2013等有關(guān)規(guī)范相關(guān)規(guī)定：大客流車站核驗(yàn)遠(yuǎn)期或客流控制期超高峰小時一列進(jìn)站列車所載乘客及站臺上的候車人員能在6min內(nèi)全部疏散至站廳公共區(qū)域或其他安全區(qū)域[1]。

2.疏散設(shè)施通過能力和寬度要求

根據(jù)《地鐵設(shè)計規(guī)范》GB50157-2013的有關(guān)規(guī)定，車站樓扶梯的最大通過能力，宜符合表1的規(guī)定[1]。

表1 車站樓扶梯最大通過能力

本次模擬考慮最不利情況，采用樓扶梯行人不加速模式的最大通過能力。

（二）客流仿真介紹

1.軟件介紹

通過對Legion行人模擬軟件系統(tǒng)進(jìn)行模擬仿真研究，Legion軟件可被廣泛應(yīng)用在多種場所、環(huán)境之中：包括地鐵車站、機(jī)場、大型和綜合體育場館，以及人行組織交叉口和零售商業(yè)區(qū)域等，尤其是換乘站或有大客流的綜合交通樞紐。Legion能夠模擬行人在走路時的細(xì)微動作，以及與周圍設(shè)施和其他人群的交互聯(lián)系[3]。這些詳細(xì)的分析可以被用作實(shí)現(xiàn)設(shè)計、管理的最優(yōu)化，以及最大程度地提高公共空間的安全性能，從而減少工程費(fèi)用，改善需求預(yù)測、安全控制以及遇到緊急事故需要疏散時的情況預(yù)測。

2.仿真原理

Legion模型為人員疏散的矢量模型，主要的優(yōu)點(diǎn)是可以通過對個體行為空間結(jié)構(gòu)（Agent-Based）和矢量連續(xù)空間結(jié)構(gòu)（Vector）的分析，可以兼顧人員個體行為描述、人數(shù)規(guī)模和空間區(qū)域三個方面，適用于大規(guī)模大區(qū)域的群體模擬仿真[2][4][5]。該模型主要用來研究人群疏散行為、疏散時間、疏散策略與技術(shù)等。Legion采用“最小努力”規(guī)則，“實(shí)體”在選擇下一步動作時，試圖最大程度地降低自身的不滿意度[3][4]。不滿意是由可能會降低他們運(yùn)動速度的一些身體和心理方面的因素造成的。

二、地鐵站疏散模擬測試

（一）車站基本概況

西安某地鐵站為明挖地下三層島式站臺車站，有效站臺長度為118m，車站共設(shè)置7個直通地面出入口（其中4個車站出入口、2個市政過街出入口、1個物業(yè)出入口），站臺通向站廳的樓扶梯共7部，其中5部為自動扶梯（3部上行、2部下行）、2部為樓梯，樓梯寬度均為2.69m，扶梯寬度為1m，額定速度為0.65m/s。車站分層示意圖如圖1。

（二）疏散客流分析

根據(jù)初步設(shè)計階段客流預(yù)測結(jié)果及行車組織數(shù)據(jù)，分別核算初期、近期、遠(yuǎn)期某地鐵站早、晚高峰疏散客流如下表2。

表2 車站各設(shè)計時段下站臺疏散人數(shù)統(tǒng)計表（人次）

結(jié)果顯示，初期晚高峰超高峰小時一進(jìn)站列車所載乘客及在站臺的候車乘客之和最大，因此，本站疏散模擬客流由初期晚高峰控制。本次疏散模擬站廳乘客為194人，并考慮站臺工作人員（10人）。因此，火災(zāi)時車站必須疏散人數(shù)：824+194+10=1028（人）。為了模擬車站在最不利情況下的緊急疏散能力，緊急疏散發(fā)生時間為站臺密度最大時刻，即模擬車站正常運(yùn)行一段時間后，取初期晚高峰時段上行方向列車到達(dá)的時間點(diǎn)進(jìn)行緊急疏散。

（三）模擬測試工況

模擬車站初期晚高峰超高峰小時一列進(jìn)站列車發(fā)生火災(zāi)時，緊急疏散的模擬測試工況如下：①站臺門打開；②所有的閘機(jī)打開；③下行扶梯停用，不參與疏散，上行扶梯和樓梯用于疏散；按照車站正常運(yùn)營狀態(tài)下的扶梯維保原則，當(dāng)上行扶梯檢修時，將并列布置的下行扶梯調(diào)整為上行[6]。按1部上行扶梯（扶梯5）為檢修狀態(tài)來考慮，與上行扶梯5并列布置的下行扶梯4調(diào)整為上行，用于疏散。因此，車站參與疏散的樓扶梯有：扶梯2、樓梯3、扶梯4、樓梯1、樓梯2；災(zāi)難發(fā)生時出于本能，逃生人員運(yùn)動速度加快。本次模擬為了更符合真實(shí)的疏散場景，車站平地上的疏散行人類型采用中國runner類型。

（四）疏散安全區(qū)及疏散方向

在火災(zāi)情況下排煙系統(tǒng)的設(shè)計能夠保證煙氣被嚴(yán)格控制在防煙分區(qū)內(nèi)。因此站臺火災(zāi)時的安全區(qū)為站廳層，將站廳區(qū)嚴(yán)格控制為無煙區(qū)域，在緊急疏散情況下，將人員撤離站臺層進(jìn)入站廳層，即可保證人員的安全。車站乘客疏散流線見圖2，乘客疏散出入口為出入口1、2、4、5。

（五）疏散時間統(tǒng)計

車站站臺層人員疏散至站廳層的人數(shù)動態(tài)變化曲線見圖3，由圖可知，站臺人員在129s內(nèi)，即2.15min內(nèi)全部進(jìn)入站廳，疏散時間滿足6min內(nèi)全部疏散至站廳公共區(qū)域的要求。

車站站廳層疏散出的人數(shù)動態(tài)變化曲線見圖4，由圖可知，本站車站內(nèi)的所有人員包括站臺內(nèi)的候車乘客、站廳內(nèi)的乘客，撤離站廳的時間需要156s，即車站人員總疏散（清空車站）時間為156/60=2.60min。

（六）模擬測試結(jié)論

某地鐵車站緊急疏散模擬考慮1部上行扶梯（扶梯5）處于檢修狀態(tài)、同組下行扶梯4調(diào)整為上行、與其余2部上行扶梯和2部樓梯用作疏散的工況下，控制期（初期晚高峰）超高峰小時一列車進(jìn)站所載乘客、站臺上候車人員在2.15min內(nèi)全部撤離站臺層到達(dá)站廳層，疏散時間滿足6min內(nèi)全部疏散至站廳公共區(qū)域（安全區(qū)），符合疏散要求[2][6]。

三、安全疏散和應(yīng)急救援能力提升建議

（一）地鐵車站定期開展安全疏散和應(yīng)急救援能力評估

地鐵在設(shè)計、建設(shè)之初以預(yù)防火災(zāi)為主要災(zāi)害制定預(yù)防措施。在安全疏散設(shè)計中，設(shè)置安全出口、疏散樓梯、消防電梯等疏散設(shè)施，以及影響安全疏散的消防設(shè)施如防排煙系統(tǒng)、消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)等，從疏散距離、樓扶梯寬度、安全出口數(shù)量、疏散時間等方面控制和提高突發(fā)情況下應(yīng)急疏散效率[7]。因此運(yùn)營單位在日常消防安全管理中，定期對影響車站安全疏散設(shè)施進(jìn)行消防安全評估，尤其換乘車站、大客流車站要綜合車站高峰期或節(jié)假日客流，對車站可用安全出口數(shù)量、疏散路線、通風(fēng)排煙、應(yīng)急照明等關(guān)鍵要素進(jìn)行評估，對車站自身防災(zāi)減災(zāi)能力進(jìn)行定期分析，包括地鐵車站微型消防站人員配備、裝備品種、車站滅火和應(yīng)急救援能力、運(yùn)營單位后勤及經(jīng)費(fèi)保障等內(nèi)容進(jìn)行評估檢查，提升地下車站的安全疏散和應(yīng)急救援能力。

（二）消防救援部門加強(qiáng)聯(lián)勤聯(lián)建

1.對地鐵車站開展熟悉調(diào)研

各城市消防救援部門針對轄區(qū)內(nèi)地鐵車站開展“六熟悉”調(diào)研[7]，了解車站建筑情況、線路情況、單位平面圖；熟悉車站固定消防設(shè)施包括安全疏散設(shè)施（安全出口數(shù)量、疏散樓梯及形式、消防電梯）、氣體等滅火系統(tǒng)、消防供水系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)，站臺緊急停車按鈕、緊急報警對講按鈕、屏蔽門緊急開關(guān)、列車緊急開門應(yīng)急裝置。熟悉地鐵車站重點(diǎn)部位、位置及使用性質(zhì)，熟悉地鐵車站周邊單位名稱、距離、使用性質(zhì)；熟悉地鐵車站周邊道路名稱、方向、寬度、通行能力、是否?？肯儡囕v等；熟悉地鐵車站及周邊單位微型消防站概況，包括負(fù)責(zé)人、聯(lián)系電話、器材配備等；熟悉地鐵車站500m范圍內(nèi)水源情況；熟悉地鐵車站出入口路線、可達(dá)區(qū)域、是否可以沿梯鋪設(shè)水帶/救生照明線等。通過熟悉調(diào)研，繪制地鐵站主體平面圖，包括地面層、站臺層、站廳層，且包括疏散通道位置、設(shè)備用房等輔助用房位置。

2.制訂地鐵滅火救援預(yù)案

消防救援部門編制地鐵滅火應(yīng)急救援預(yù)案工作時，要堅持“立足實(shí)戰(zhàn)、突出重點(diǎn)、科學(xué)實(shí)用、分級負(fù)責(zé)、集中管理”的原則，調(diào)研分析基本情況，研究測試切實(shí)可行的應(yīng)急救援技戰(zhàn)術(shù)措施，實(shí)現(xiàn)科學(xué)高效處置地鐵火災(zāi)災(zāi)害事故的目的。應(yīng)急預(yù)案分為三個等級，一級預(yù)案是總隊級應(yīng)急救援預(yù)案，主要針對整條地鐵線路編制預(yù)案。二級預(yù)案是支隊級應(yīng)急預(yù)案，主要針對地鐵站點(diǎn)編制，同時包括保障、特殊災(zāi)害、應(yīng)急指揮等內(nèi)容。三級預(yù)案是中隊級應(yīng)急預(yù)案，主要針對轄區(qū)地鐵站點(diǎn)編制的預(yù)案，包括攻堅、排煙、通信、保障等內(nèi)容。

3.加強(qiáng)聯(lián)勤聯(lián)建應(yīng)急救援

一是為全面適應(yīng)地鐵應(yīng)急救援需要，各城市消防救援部門切實(shí)打造一支專業(yè)的地鐵滅火救援專業(yè)隊伍，按照隊伍類型進(jìn)行地鐵火災(zāi)、列車脫軌、列車相撞、地鐵車站或區(qū)間水害等災(zāi)害處置訓(xùn)練，并指導(dǎo)全市地鐵沿線消防救援站開展專項(xiàng)訓(xùn)練。二是政府有關(guān)部門牽頭，會同消防救援等部門開展地下車站安全疏散及應(yīng)急救援提升專項(xiàng)行動，運(yùn)營單位和消防救援部門通過日常對地鐵車站檢查、調(diào)研、演練等活動加強(qiáng)聯(lián)勤聯(lián)建，提高地下軌道交通應(yīng)急救援體系。