地鐵電氣火災風險評估與預防策略研究

摘要：

隨著城市化進程的加速和人口密度的增加，地鐵作為現代城市交通的重要組成部分，承載著日益增長的客流量。然而，地鐵系統的復雜性和高密度電氣設備的使用，使得電氣火災的風險不容忽視。近年來，國內外多地發生的地鐵電氣火災事件不僅造成了嚴重的經濟損失，還對公眾的生命安全構成了巨大威脅。因此，如何有效評估和預防地鐵電氣火災，成為城市軌道交通安全管理中亟待解決的問題。本文旨在通過系統性的研究，建立一套科學合理的地鐵電氣火災風險評估體系，并提出切實可行的預防策略，以期可以為相關部門提供有價值的參考。

關鍵詞：地鐵；電氣火災；風險評估；預防

引言

地鐵電氣火災不僅影響公共交通的正常運營，還會導致乘客恐慌。特別是在地下環境中，火災蔓延速度快、煙霧擴散廣、救援難度大，一旦發生事故，后果不堪設想。因此，深入研究地鐵電氣火災的風險評估方法和預防策略，對于保障公共安全、提升城市應急管理水平具有重要的現實意義。

一、地鐵電氣火災風險評估方法

（一）結構布局與設備狀態評估法

結構布局與設備狀態評估是地鐵電氣火災風險評估的重要組成部分，主要關注地鐵系統的物理配置和內部組件的健康狀況。通過對地鐵車站、隧道及列車等關鍵部位的建筑構造進行詳盡檢查，可以識別出可能存在的安全隱患。例如，電纜橋架的布置是否合理、通風系統能否有效排除熱量以及電器設備是否存在老化或過載等問題[1]。在評估過程中，評估工作人員可以利用無損檢測技術、紅外熱成像儀等先進工具來檢測潛在故障點，并結合設備的歷史運行數據和維護記錄，以預測未來可能出現的問題。此外，評估人員還需要考慮外部環境因素對設備的影響，如濕度、溫度變化等，這些因素可能會加速設備的老化過程，增加電氣火災風險。通過定期進行全面的結構布局與設備狀態評估，評估人員能夠及時發現并修復隱患，從而降低電氣火災發生的可能性。

（二）火災模擬與概率分析評估法

火災模擬與概率分析評估法是一種基于計算機建模和統計學原理的風險評估手段，旨在量化地鐵電氣火災發生的可能性及其后果。首先，為了確?；馂哪M與概率分析評估法的有效性，評估工作人員必須構建一個詳細的地鐵設施三維模型。該模型應精確反映所有電氣設備的具體位置、連接方式及其負載情況，為后續的火災動力學仿真提供準確的基礎數據。其次，評估工作人員可以利用火災動力學仿真軟件，模擬不同情景下的火災發展過程，包括短路引發的火花如何引燃周圍可燃物、煙霧的擴散路徑以及其他關鍵火災動態行為[2]。最后，在此基礎上，評估工作人員可以結合歷史火災案例的統計數據，采用貝葉斯網絡和蒙特卡羅模擬等數學工具，計算各類火災事件的發生概率。

（三）安全疏散與應急響應評估法

安全疏散與應急響應評估側重于考察一旦發生電氣火災時，地鐵系統內人員能否迅速、安全地撤離至安全地帶以及相關部門能否及時有效地組織救援行動。首先，檢查疏散通道的設計是否符合規范要求，確保寬度足夠、標識清晰且無障礙物阻擋。其次，查看站臺、車廂內的緊急照明、廣播系統等功能是否正常運作，以便在火災發生時引導乘客正確行動。最后，對于地鐵工作人員而言，必須接受定期培訓，掌握必要的滅火技能和急救知識，能夠在第一時間采取適當措施，控制火勢蔓延。

二、地鐵電氣火災風險預防策略

（一）防患于未然：構建全面監測預警體系

構建全面監測預警體系是地鐵電氣火災風險預防策略中至關重要的一環，旨在通過對地鐵電氣系統運行狀態的實時監控、數據分析和智能預警，將萌芽階段的潛在風險加以識別和處理。這一過程需要融合先進的傳感技術、高效的數據處理平臺以及智能化的決策支持系統，共同構成一個多層次、多維度的安全防護網絡。

1.部署先進的傳感器網絡是實現全面監測的基礎。這些傳感器不僅應覆蓋地鐵內的所有電氣設備，如變電站、配電柜、電纜溝道等關鍵區域，還需要具備高靈敏度和高可靠性，以確保任何異常信號都能被及時捕捉。例如，在上海地鐵1號線的案例中，地鐵部門通過安裝溫度傳感器和煙霧探測器，成功檢測到了一處電纜接頭因長期過載而產生的高溫現象，從而避免了一次可能發生的火災事故[3]。此外，隨著物聯網（IoT）技術的發展，越來越多的智能傳感器可以互聯互通，形成一個統一的監測平臺，為后續的數據分析提供了豐富的信息源。

2.數據處理平臺的建立對于監測預警體系的有效運作至關重要。該平臺應集成數據采集、存儲、清洗、分析和可視化等功能，以便對大量的實時數據進行快速處理，并從中提取出有價值的信息。地鐵部門可以利用大數據技術和機器學習算法，訓練模型來預測電氣設備的故障模式和趨勢，提前發現可能導致火災的安全隱患。例如，北京地鐵曾運用人工智能技術對歷史數據進行深度學習，建立了針對特定型號變壓器的健康評估模型，該模型能夠在設備出現早期老化跡象時發出警報，為維修人員提供了寶貴的維護時間窗口。這種基于數據驅動的預警方式，能夠顯著提高系統的響應速度和準確性。

3.為了保證監測預警體系的長期有效性，地鐵部門必須定期對其進行評估和優化。這包括對現有系統的性能進行測試，檢查傳感器是否正常工作、數據傳輸是否穩定以及預警算法是否準確。同時，地鐵部門還需要關注新的技術發展，不斷引入更先進的監測設備和分析工具，使預警體系始終保持在行業領先水平。深圳地鐵每年都會組織專家團隊對監測預警系統進行全面審查，并根據最新的科研成果和技術進步進行升級，確保了系統的可靠性和前瞻性[4]。通過這樣的持續改進，可以不斷提升監測預警體系的性能，為地鐵電氣火災的預防提供強有力的支撐。

（二）精準維保：強化設備維護與更新機制

在地鐵電氣火災風險預防策略中，強化設備維護與更新機制是確保系統安全運行不可或缺的一環。精準維保不僅要求對現有設備進行科學合理的維護保養，還強調了及時更新老舊或存在安全隱患的設施，以減少因設備故障引發火災的風險。因此，地鐵部門必須建立一套基于狀態監測和數據分析的精準維保體系，這一體系能夠根據設備的實際運行狀況和性能衰退趨勢，制定個性化的維護計劃，從而實現資源的最優配置和效率的最大化。

1.精準維保依賴對設備健康狀態的準確評估。通過引入先進的狀態監測技術和智能診斷工具，如紅外熱成像、超聲波檢測、振動分析等，可以實時獲取設備的關鍵參數，并對其進行動態監控。例如，香港地鐵采用了一套集成多種監測技術的綜合平臺，它能持續跟蹤列車牽引系統的溫度變化、電機的震動情況以及電力電纜的絕緣電阻值，為后續的維護工作提供了堅實的數據支持。這些非侵入式的檢測手段能夠在不影響地鐵正常運營的前提下，精確地識別出潛在的缺陷或隱患，使維修人員可以有的放矢地采取措施，避免不必要的拆解和檢查，提高了他們的工作效率。

2.為了保證設備始終處于最佳的工作狀態，地鐵部門需要建立嚴格的更新換代標準和流程。對于已經到達設計壽命或者頻繁出現故障的設備，維修人員應及時安排更換。在這個過程中，地鐵部門應充分考慮新技術的應用和發展趨勢，優先選用更加安全可靠、節能環保的產品。例如，紐約地鐵近年來逐步淘汰了傳統的汞燈照明系統，取而代之的是LED節能燈具。這一舉措不僅改善了站內環境質量，減少了能源消耗，還消除了因燈光短路引起的火災隱患。

3.為了使精準維保工作得以順利開展，地鐵部門必須加強對相關專業人才的培養和技術交流。一方面，地鐵部門需要組織技術人員參加各類培訓課程和研討會，不斷提升他們的業務水平；另一方面，地鐵部門需要鼓勵跨部門、跨國界的交流合作，借鑒國內外同行的成功經驗。例如，新加坡地鐵經常邀請國際知名專家前來授課，并派遣工程師到國外考察學習。通過這種方式不僅可以引進先進的維保理念和技術，還能推動本地維保工作的創新發展。

（三）人員素養：提升全員消防安全意識

在地鐵電氣火災風險預防策略中，提升全員消防安全意識是構建全面安全管理體系的重要組成部分。人員素養的提升不僅對地鐵日常運營的安全保障至關重要，還是在緊急情況下能否有效應對的關鍵。為了實現這一目標，地鐵部門必須從制度建設、培訓教育、演練實踐等多個維度入手，形成一個系統化、常態化的消防安全教育機制，確保每一位員工都能深刻理解并掌握必要的防火知識和技能。

1.建立健全的消防安全管理制度是提升人員素養的基礎。這包括制定明確的崗位職責、操作規程以及獎懲措施，將消防安全責任具體落實到個人。例如，北京地鐵通過修訂和完善《消防安全管理規定》，明確了各級管理人員和一線員工的具體任務，規定了定期檢查和維護消防設施的任務分配，并設立了“一票否決制”，即任何違反消防安全規定的部門或個人，在年度考核中都將受到嚴厲處罰。這樣的制度設計不僅可以強化員工的責任感，還使他們更加自覺地遵守各項安全規定，從根本上減少因人為疏忽導致的火災隱患。

2.持續開展針對性強、形式多樣的消防安全教育培訓是提升人員素養的核心手段。培訓內容應涵蓋理論知識講解、實際案例分析、模擬演練等方面，旨在全面提升員工的應急反應能力和自救互救水平。例如，上海地鐵每年都會組織多次專項培訓活動，邀請專家進行授課，詳細解讀最新的法律法規和技術標準。同時，上海地鐵還利用VR虛擬現實技術創建逼真的火災場景，讓員工親身體驗逃生過程，學習正確的疏散路線和使用滅火器材的方法。這種沉浸式的培訓方式大大增強了員工的學習效果，使他們能夠在真實環境中迅速做出正確判斷和行動。

3.營造濃厚的消防安全文化氛圍是提升人員素養的長期保障。地鐵部門可以通過宣傳欄、內部刊物、網絡平臺等多種渠道，廣泛宣傳消防安全知識和先進事跡，樹立正面典型，激發員工的積極性和主動性。例如，深圳地鐵建立了“消防安全之星”評選活動，每月評選出在消防安全工作中表現突出的個人或集體，并給予表彰獎勵。

（四）規范施工：嚴格執行電氣安裝標準流程

在地鐵電氣火災風險預防策略中，嚴格執行電氣安裝標準流程是確保施工質量和長期運行安全的重要保障。規范施工不僅可以減少施工期間的潛在危險，還能為后續的運營維護奠定堅實基礎。為了實現這一目標，地鐵部門必須從設計審查、材料選擇、施工過程控制到竣工驗收等各個環節入手，構建一個全面而嚴謹的標準化管理體系，確保每一項電氣安裝工作都符合國家和行業相關的法規和技術要求。

1.設計階段是電氣安裝質量控制的第一道防線。在此階段，地鐵部門應組織多學科專家團隊對設計方案進行嚴格評審，重點檢查電氣系統布局是否合理、負荷計算是否準確、保護措施是否完備等方面。例如，南京地鐵在新線路的設計過程中，邀請了國內外知名的電氣工程師參與評審，針對變電站選址、電纜路徑規劃等問題提出了多項改進建議，有效避免了后期可能出現的安全隱患。

2.在材料采購環節，地鐵部門需要嚴格按照國家標準和設計要求選用優質的電氣設備和材料。這不僅涉及產品的品牌、型號、規格等基本信息，還包括對其生產工藝、質量檢驗報告等方面的審查。例如，成都地鐵在建設過程中，對所有進場的電線電纜進行了嚴格抽檢，通過第三方檢測機構出具的合格證書來保證產品質量。此外，對于一些關鍵部件，如斷路器、接觸器等，更是采用了國際知名品牌的產品，以確保其在長時間高負荷運行條件下的穩定性和可靠性。這樣的做法雖然增加了初期投資成本，但從長遠來看，大大減少了因材料質量問題引發火災的風險。

3.竣工驗收是檢驗電氣安裝工程質量的最后一道關卡。驗收工作應由建設單位、設計單位、監理單位和施工單位共同參與，依據國家和地方的相關標準進行全面細致的檢查。例如，廣州地鐵在每條新線開通前，都會組織一次大規模的聯合驗收活動，除了對電氣設備的功能測試外，還特別強調了防火封堵、防雷接地等與消防安全密切相關的項目。任何不符合標準的地方都要限期整改，直至完全達標為止。

結語

綜上所述，本文通過對地鐵電氣火災風險評估方法和預防策略的研究，提出了涵蓋結構布局與設備狀態評估、火災模擬與概率分析、安全疏散與應急響應、消防設施與管理制度評估在內的系統性評估框架，并針對防患于未然、精準維保、人員素養提升以及規范施工等四個方面制定了詳細的預防策略。由于地鐵電氣火災風險評估與預防是一個動態發展的領域，因此應鼓勵更多的研究者加入這一領域，開展進一步的研究工作，以期促進地鐵系統的安全穩定運行，保障廣大乘客的生命財產安全。

參考文獻

[1]唐飛龍，賴森華，于青松.系列化中國標準地鐵列車電氣系統[J].機車電傳動，2022（02）：1-8.

[2]邢國新，趙海龍，吳志強.熱解粒子式電氣火災探測器在地鐵中的應用[J].消防科學與技術，2021，40（11）：1695-1698.

[3]喻奇.地鐵電氣火災監控與能源管理系統融合設計研究[J].城市軌道交通研究，2021，24（05）：73-76+81.

[4]余高翔，郭平，唐貴，等.DGMC-16s型雙動力地鐵打磨車電氣控制系統設計[J].機車電傳動，2020（02）：95-99.