BIM技術在地鐵站人員疏散的應用研究

王偉　楊雪韻　呂山可

摘要：地鐵站基本都位于地下，空間較為密閉且出口有限并位于特定的位置，因此一旦地鐵站發生火災等事故時，容易造成人員傷亡。本文以此為背景，針對火災地鐵事故原因及特性，利用BIM及Pathfinder軟件構建疏散模型并進行優化。

關鍵詞：地鐵站；BIM；Pathfinder

隨著我國城市化進程的不斷加快，目前越來越多城市已經建成或開始建設地鐵。但是地鐵站基本都位于地下，空間較為密閉且出口有限并位于特定的位置，因此一旦地鐵站發生緊急事故時，容易造成人員傷亡。

一、地鐵事故原因及特性分析

（一）地鐵事故原因分析

通過對大量地鐵事故的分析發現，引起事故的因素可以概括為人為因素、設備因素、環境因素等。

（1）人為因素：主要指由于地鐵人員的非法操作或不嚴格執行地鐵的安全管理標準等。（2）設備因素：指設備未執行在固定的時間內維護保養和可靠的維修或負荷超出限量等因素。（3）環境因素：指地鐵車站通風不良、潮濕等。

（二）火災事故特性分析

本文通過大量的人員密集場所火災以及地鐵車站火災事故資料，將其特性總結為以下三點：

（1）地鐵車站通風不良，火災事故發展速度快，排煙困難。（2）地鐵承載量大，一旦發生火災事故，容易導致人員恐慌發生踩踏等二次事故，從而造成人員傷亡。（3）地鐵車站結構復雜，疏散困難，導·致地下車站本身的救援工作難度大。

二、地鐵站疏散仿真模型構建

武漢某地鐵站在地下共有兩層，地下一層為站廳層，地下二層為站臺層，站臺層和站廳層長度為114m，高度為3.5m。當發生火災事故時，影響人員疏散的設施設備以及構造主要有站臺層、站廳層、樓梯、閘機、通道、出入口，因此在進行BIM模型建模時主要考慮這6個因素。

（一）地鐵站BIM模型構建

本文選用Revit2014軟件對地鐵站進行BIM建模，整體三維模型如圖1所示。

（二）Pathfinder模型搭建

將已經建好的地鐵站的BIM模型導入Pathfinder，導入后的模型如圖2所示。

三、地鐵站人員疏散仿真模擬及安全設計

（一）疏散情景設置

為了研究地鐵車站的設計和運營條件是否滿足疏散要求，綜合GB/T336682017考慮最不利的疏散情況，假設某側站臺一列列車剛進站時就發生了乘客行李燃燒的火災事故，這個時候要進行疏散的人員包括列車上的所有乘客和站臺上的候車乘客，疏散的安全區為站廳層。

（二）疏散人員構成

通過實地調研和獲取的資料，在地鐵客運高峰時期，該線路列車發車間隔時間約3min。綜合考慮人員比例等問題，提出了以下人員構成：總疏散人數為1939人，疏散人員中成年男士、成年女士、老人和兒童的比例分別設置為49%、47%、2%、2%。

（三）地鐵站人員疏散安全設計

通過查找相關資料得知，地鐵站在疏散時自動扶梯只能容一列行人通過，而樓梯可以通過3列行人通過，因此三組樓梯的輸送人員的比例為1：2：2，即每組樓梯的輸送人員分別為277人、831人和831人，這樣就可以避免某一組樓梯前有大量乘客聚集，而其他樓梯處于較為空置的情況，優化后的模型如圖3所示。

疏散結果顯示，大概在253.9s時，最后一名乘客由站臺層疏散至站廳層，較優化前的結果減少了近一分鐘左右，因此本次優化設計可以大大減少地鐵站在火災事故時的疏散時間，減少人員傷亡和財產損失。

四、總結

本文構建了某地鐵車站的BIM模型，對車站的結構進行了較為詳細的了解。利用Pathfinder仿真軟件對地鐵車站的應急疏散進行了仿真研究。將疏散時間與地鐵疏散編碼規定的疏散時間進行比較。根據模擬疏散路線圖，大量人群聚集在樓梯中間組，影響疏散效率，針對該問題進行了優化設計。

參考文獻：

[1]秦艷.基于BIM的地鐵車站火災安全疏散研究[D].華中科技大學，2016.

[2]穆娜娜.地鐵車站人員疏散能力及其仿真研究[D].湖南科技大學，2014.

基金項目：中國地質大學（武漢）中央高?；究蒲袠I務費專項資金資助項目（1810491A22）

作者簡介：王偉（1995），男，碩士，主要研究方向為安全信息化技術。