地鐵火災事故下的安全疏散研究

曹 艷,羅玉珊,劉 珊,周敏雅

(同濟大學土木工程學院,上海 200092)

地鐵作為近代城市新型交通工具,對改善城市交通具有重要作用。但是在地鐵系統被使用的同時,突發性災害如火災等也頻繁發生,造成了巨大的社會影響和經濟損失。以上海市為例,目前上海地鐵高峰日客流量已突破442萬人次,因此對于上海市的地鐵系統,保證其安全運營至關重要。由于地鐵環境的封閉性,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的傷者等行動不便的特殊人群,因而如何在地鐵突發事故下做到人員的快速有效的疏散和救援,是城市災害防范與處置工作中的重點和難點問題。

由于火災下人員疏散是研究群體的問題,并且其研究對象——人,具有很大的隨機性,在公共場所尤其地鐵中運動具有相關性,當發生緊急情況時又很容易受到環境的影響,心理、行為具有很大的不確定性,很難通過對個體的調查得出結論,故需要用軟件來模擬安全疏散。因而,本文依據試驗觀測與計算機仿真相結合的研究思路,為解決上述問題開展了如下研究工作。

(1)發放問卷,統計分析。以上海市某大型地鐵換乘站為研究對象,設計并發放296份問卷,建立數據庫并用SQL Server和excel統計數據,獲得真實的調查資料,為軟件模擬提供人流獲取乘客性別、年齡分布等代表我國人員行為特征的信息參數;其次,分析研究乘客逃生意識的差異和面對突發性恐怖襲擊的情緒反應,提出地鐵站標識、聲光電系統等方面公共安全設施的建議。

通過研究不難發現,部分乘客逃生意識薄弱,許多人較為自信,認為不需要公益廣告、逃生手冊等指導,這些都預示著疏散工作很難進行;站內標識有待統一、改進:多數受訪者認為標識存在指示不明確、風格不統一、雜亂、間距過長、更新不及時、廣告過于醒目等問題;候車環境有待于提高:約三分之一受訪者認為候車環境存在空氣混濁、燈光昏暗、路面易滑、噪聲過大等缺陷。

(2)調查客流、測量及繪圖。由于地鐵在城市建設中不斷更新改變,故需對已有客流數據、地鐵站平面圖等資料進行現場實測,最終獲得軟件模擬所需要的準確客流數量、密度等參數和建模所需的CAD圖。

(3)安全疏散軟件模擬。根據該地鐵換乘站CAD圖,利用BuildingEXODUS軟件建模并模擬逃生路線,并分析安全疏散時間是否滿足要求;同時依據規范對安全疏散時間進行分析。研究結果表明:采用規范中所提供的計算公式進行計算時,人員安全疏散時間能夠滿足要求。另一方面,當設定火災場景,采用疏散模擬軟件buildingEXODUS進行分析時,其人員安全疏散時間不能達到規范中規定的6 min疏散完畢的要求,特別當火災發生在疏散樓梯處時需要的安全疏散時間較長。因此,應加強該換乘站的安全管理,采取增加疏散通道或控制站臺列車人員數量等方法保證人員在緊急情況下能夠安全疏散。在此基礎上,采用相關軟件生成安全疏散模擬的三維虛擬場景。

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

(5)制作實體模型。依照繪制的CAD圖,制作地鐵站的實體模型;結合軟件模擬結果,在模型上貼上了箭頭指示標記,標識安全疏散路線。