基于乘客特征地铁换乘站人员安全疏散探究

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1、基于乘客特征地铁换乘站人员安全疏散探究　　【摘要】在突发事件下，地铁换乘站人员安全疏散与乘客的生命安全直接相关，是当前国内外公共安全领域研究的热点和重点。本文以北京地铁西直门换乘站为研究对象，进行了实地调查，取得了乘客的特征参数，运用仿真软件STEPS建立了地铁人员安全疏散的模型，对地铁换乘站在不同地点和工况下的疏散过程进行了分析，得出结论：紧急情况下，楼梯是疏散过程的瓶颈。进而，提出了相应的解决方法。【关键词】地铁换乘站安全疏散仿真中图分类号：F293文献标识码:A前言7地铁以其大运量、安全、准时的优点成为城市居民首选的出行方式，可

2、以有效地缓解城市的拥堵现象。地铁换乘站作为地铁运营系统的重要环节，每天都有大量的乘客在此聚集、中转。在高峰时段里人员流动很大，如果没有合适的疏散方案，出现任何影响安全的干扰因素，如：火灾、地震、爆炸、恐怖袭击、投毒等，都会诱发群体恐慌，造成灾难性后果。一般而言，车站人员安全疏散是指在火灾等紧急状况下将站内的人员（包括乘客和工作人员）疏散到安全区域。当站台层发生紧急状况时，将站台人员疏散到站厅层，然后向室外疏散[1]。当站厅发生紧急状况时，将站厅人员向室外疏散。目前，我国人员紧急疏散面临的主要问题是疏散效率低。国内外学者围绕人员安全疏散

3、行为和模型进行了一系列的研究。英国的simeJ.D等人在对阻塞状态下人员心理进行研究的基础上，提出了ORSET模型的概念，从而计算了最小的疏散时间[4]。日本的TogawaK提出相关的经验公式，开发出粗糙网络模型-水力模型，相对欧美学者，日本方面更注重统计火灾人员的行为、进而提出人员疏散的安全评估方法、从而评估了火灾的危险性和地铁设施的性能[5]。美国NIST的研究人员对最短疏散时间的计算、最优化疏散模型的建立等问题展开研究，详细地讨论了地铁火灾期间人员的心理反应。我国科学技术大学的宋卫国教授针对我国地铁站常见的现象，如：快即慢效应、

4、拥塞现象、间歇性的行人流等，通过社会力模型来模拟实际疏散过程，为国内学者的进一步研究提供了有利支持，但整体来看，国内地铁公共安全的研究仍然处于起步阶段，尚未解决的问题依然很多。7通过研究发生地铁事故后的人群疏散行为，是建立健全城市应急体系的必须手段和有效途径，不仅可以提高系统对站内突发事故的应急能力，而且也能加强地铁运营系统的日常安全管理[2]。本文的研究可以为地铁车站的建筑设计、疏散的预案制定以及对城市年久的地铁站的安全整改提供依据。地铁乘客行为调查目前，在我国对于地铁行人的相关研究中，数据的缺乏和不完整一直都是是地铁换乘站乘客安全

5、疏散研究的瓶颈，虽然己有一些较成熟的国外商业软件，但是其所依据的基本参数并不适用我国交通的特点和乘客的特征[3]。为了制定准确、有效的地铁乘客疏散预案，尽量减少因灾害而伤亡的乘客数量，需要对我国地铁乘客的行为特征进行详细的调查分析。本文通过对北京西直门2、4、13号线的换乘站进行了乘客特征数据的调查。在工作日与非工作日期间，由于乘客基本情况的差异性，所以调查的时间选在周一、三、四和周六，为了获取较多的样本量，对车站高峰期的乘客流量拍摄视频。通过在地铁不同地点的视频文件的对比分析，获得乘客的特征数据。具体如表1，表2。表1乘客步行相同平

6、均步行速度对比表（m/s）表2各年龄段乘客的平均速度对比表（m/s）行人交通流模型的建立：在平面上，换乘通道内行人步行速度与密度流模型为：7楼梯内上楼行人步行速度与密度关系模型为：楼梯内下楼梯行人步行流率与密度关系模型为：其中，为行人流速度（m/s），为行人密度（人/m2）。计算机仿真通常，车站乘客安全疏散的性能分析采用定量方法，即：实地疏散演习、计算机仿真。由于客观条件，专门的疏散演习在现实中是难以实现的。计算机仿真是常用的研究方法，通过对现有系统的分析，建立相应的仿真模型，寻求事故发生时乘客疏散行为的运动规律，为车站布局的设计与疏

7、散预案的评价提供科学依据。就评价指标而言，首要的是疏散时间应该达到《地铁设计规范》（GB50157-2003）的要求。此外，要求换乘站在各出口的拥挤度基本相当。本论文采用STEPS疏散软件对地铁站在事故发生时乘客疏散状态进行仿真研究，以3线交汇的西直门站为典型的研究对象。站内安全疏散的模拟方案如下：（l）工况1：4号线站台发生突发事件，2号线和4号都开通，每个站台只考虑一辆列车。（2）工况2：2号线站台发生突发事件，2号线和4号都开通，每个站台只考虑一辆列车。西直门站在不同工况下的人员疏散时间以及与中美两国设计规范的比较见表3。表3西

8、直门站在两种工况下的人员疏散时间对比表7在工况1下，符合《地铁设计规范》（GB50157-2003）的19.1.19规定（出口楼梯和疏散通道的宽度，应保证在远期高峰小时客流量时发生火灾的情况下，6分钟内将一列车的乘客和站