地铁火灾事故下的安全疏散研究

曹 艳,罗玉珊,刘 珊,周敏雅

(同济大学土木工程学院,上海 200092)

地铁作为近代城市新型交通工具,对改善城市交通具有重要作用。但是在地铁系统被使用的同时,突发性灾害如火灾等也频繁发生,造成了巨大的社会影响和经济损失。以上海市为例,目前上海地铁高峰日客流量已突破442万人次,因此对于上海市的地铁系统,保证其安全运营至关重要。由于地铁环境的封闭性,再加上客流量大、疏散通道有限,并且考虑到老弱病残及在事故中有可能出现的伤者等行动不便的特殊人群,因而如何在地铁突发事故下做到人员的快速有效的疏散和救援,是城市灾害防范与处置工作中的重点和难点问题。

由于火灾下人员疏散是研究群体的问题,并且其研究对象——人,具有很大的随机性,在公共场所尤其地铁中运动具有相关性,当发生紧急情况时又很容易受到环境的影响,心理、行为具有很大的不确定性,很难通过对个体的调查得出结论,故需要用软件来模拟安全疏散。因而,本文依据试验观测与计算机仿真相结合的研究思路,为解决上述问题开展了如下研究工作。

(1)发放问卷,统计分析。以上海市某大型地铁换乘站为研究对象,设计并发放296份问卷,建立数据库并用SQL Server和excel统计数据,获得真实的调查资料,为软件模拟提供人流获取乘客性别、年龄分布等代表我国人员行为特征的信息参数;其次,分析研究乘客逃生意识的差异和面对突发性恐怖袭击的情绪反应,提出地铁站标识、声光电系统等方面公共安全设施的建议。

通过研究不难发现,部分乘客逃生意识薄弱,许多人较为自信,认为不需要公益广告、逃生手册等指导,这些都预示着疏散工作很难进行;站内标识有待统一、改进:多数受访者认为标识存在指示不明确、风格不统一、杂乱、间距过长、更新不及时、广告过于醒目等问题;候车环境有待于提高:约三分之一受访者认为候车环境存在空气混浊、灯光昏暗、路面易滑、噪声过大等缺陷。

(2)调查客流、测量及绘图。由于地铁在城市建设中不断更新改变,故需对已有客流数据、地铁站平面图等资料进行现场实测,最终获得软件模拟所需要的准确客流数量、密度等参数和建模所需的CAD图。

(3)安全疏散软件模拟。根据该地铁换乘站CAD图,利用BuildingEXODUS软件建模并模拟逃生路线,并分析安全疏散时间是否满足要求;同时依据规范对安全疏散时间进行分析。研究结果表明:采用规范中所提供的计算公式进行计算时,人员安全疏散时间能够满足要求。另一方面,当设定火灾场景,采用疏散模拟软件buildingEXODUS进行分析时,其人员安全疏散时间不能达到规范中规定的6 min疏散完毕的要求,特别当火灾发生在疏散楼梯处时需要的安全疏散时间较长。因此,应加强该换乘站的安全管理,采取增加疏散通道或控制站台列车人员数量等方法保证人员在紧急情况下能够安全疏散。在此基础上,采用相关软件生成安全疏散模拟的三维虚拟场景。

(4)制作地铁火灾逃生安全手册。根据已获得的地铁站图片和查阅的资料,通过Zinemaker电子杂志制作软件和PHOTOSHOP图像处理软件,制作地铁火灾逃生安全手册,普及标识意义、火灾逃生常识、地铁站出口分布、附近消防局电话等基本知识。

(5)制作实体模型。依照绘制的CAD图,制作地铁站的实体模型;结合软件模拟结果,在模型上贴上了箭头指示标记,标识安全疏散路线。