基于公共安全的铁路客站设计

金旭炜

（中铁二院工程集团有限责任公司 副总工程师、教授级高级工程师，四川 成都 610031）

1 铁路客站公共安全设计的特点

1.1 公共安全在公共建筑设计中的重要意义

按照通常的定义，“公共建筑”特指供人们进行各种公共活动的建筑。公共建筑包含了办公建筑，商业建筑，旅游建筑，科教文卫建筑，通信建筑以及交通运输类建筑等多种类型。一般意义的公共建筑具有以下特点：1）使用人数多；2）具有公共开放性；3）使用功能组成复杂；4）城市地位重要，社会影响大[1]。

“安全”的基本定义是指人类的整体与生存环境资源的和谐相处，互不伤害的状态。“公共安全”是指多数人的生命、健康和公私财产的安全。广义的“公共安全”包含了信息安全，食品安全，公共卫生安全，公众行为安全，人员疏散和交通安全，建筑安全，人身安全等多方面的内容。

公共建筑作为城市中人们从事公共生产、生活活动的主要场所，集中容纳了城市的人流、物流，承担着重要的经济和文化功能。因此，公共建筑一旦出现灾害或其他危及安全的事件时，其造成的后果更加严重，将造成重大的人员和财产损失，影响巨大。公共建筑的安全一直是建筑规划、设计、建设和使用过程中的重要内容。在规范公共建筑安全设计方面，国家颁布了大量的规范、规程和规定来保障建筑抵御各种灾害的能力，减少建筑使用中的危险，最大限度保证使用者的安全。

在公共建筑的安全设计、建设、使用和管理等方面，针对不同建筑类型，不同灾害等问题，国内各项研究还处于各自发展的状态，还没有形成系统的、全面的公共安全体系研究成果。从现有的规范体系中来看，不同的规范从各自不同的角度和范围对建筑安全提出了很多要求。一般而言，建筑安全比较重视单一自然灾害下的建筑安全，例如火灾、地震、雷电、雨灾等，但是对人为爆炸、防疫等方面的对策研究还比较薄弱。重视突发性灾害下的安全设计，但是缺乏对长期使用环境下持续性隐患影响的安全考虑。前者如地震、火灾等危害后果明显，各项规范和设计要求比较明确；后者如地面沉降、电气设备老化、构件在长期使用环境中的变化等，由于长期而缓慢，带有一定的隐蔽性，不易察觉。

1.2 铁路客站公共安全的特点

铁路客站作为重要的公共交通建筑，相对于其他公共建筑类型，更具有人流和交通高度集中的特性，因此铁路客站的公共安全保障研究便显得更为迫切和重要。

1）人流更加集中,开放性更强，人员不确定性大。铁路客站作为区域交通的重要转换节点，各种交通方式汇聚于此，是城市对外交通的门户场所。随着铁路交通发展，它的大通道大运输能力的特点越来越明显，一些城际车站，大型、特大型客站的设计聚集人数越来越大，密集汇聚的旅客安全是铁路客站安全设计首先要解决的问题。铁路客站服务对象是所有的旅客，服务对象既具有相近的功能需求。同时，人员的行为特征又具有极大的不确定性和盲动性，在铁路客站安全设计中必须综合考虑覆盖面最广同时又包括极少数服务对象非理性行为的安全需求。

2）铁路客站建筑各部分处于高负荷使用的时间长。铁路客站的公共交通性质决定了相比于其他公共建筑类型，它的服务时间更长。在春运、暑运、节假日等运输高峰时间，客站更是处于持续的、高负荷的运转状态，对建筑安全相关部分长期状态下的设计可靠性和维护保障体系提出了更高的要求。

3）影响安全的风险源更为复杂，以列车、人、车辆为对象的综合交通功能对建筑使用的安全性提出更高的要求。与其他公共建筑类型相比较，铁路客站不仅仅服务于铁路交通，随着城市的发展，铁路客站也逐渐从满足交通为目的的综合交通功能发展为交通功能与城市功能相叠加的“交通枢纽城市综合体”[2]。立体交通规划的综合解决方案一方面为旅客提供了最大的便利；另一方面，将轨道交通、公交、长途、社会车辆、旅客和铁路列车集中在统一的建筑空间体系内，影响安全的风险源更为复杂，保证列车安全、运营安全更是铁路客站公共安全的重要内容。

4）安全事故的社会影响大，后果更加严重。铁路客站服务于最广泛的人民大众，铁路是国家最基础的交通命脉。铁路客站的安全是铁路运输安全的基础之一，其公共安全不仅仅是铁路交通安全的重要组成，同时也是社会和国家安全的重要要素。

2 铁路客站公共安全设计的内容

建筑的公共安全设计是指对建筑在其全寿命周期内可能遇到的各种灾害和隐患进行充分识别和分析的基础上，通过充分完善的设计,在建筑形成之前，预先尽量防止可能发生的包括自然和人类本身所造致的各类不安全因素，防止或减少 “人”与“物”被伤害和破坏的可能性,以达到安全目的的活动。公共安全设计的涉及范围广泛，在建筑安全设计一般概念中，公共安全设计主要是指建筑的结构安全、人员安全以及防火防灾等应急安全方面。近年来，随着各类非传统的突发公共事件的出现，更多新的安全隐患因素被纳入到建筑安全设计范围中。铁路客站公共安全设计基于其自身的特点，是以人的安全为目标，综合考虑客站环境构成的各个要素，共同构成铁路客站安全设计的基本内容。

2.1 运营安全

就铁路客站的自身安全需求的特点而言，保证铁路运输和客站运营的安全是铁路客站公共安全最重要的内容。确保铁路运营安全是维护人民生命安全和社会安全的核心目标。从铁路客站功能组成和结构构成来看，客站设计涉及运营安全主要在于保障列车运行和设施设备安全两个方面。一方面，在列车停靠、运行的空间中，轨道层结构应满足列车不同运行工况下的结构安全。列车上空和周边的设施应有足够的结构安全度，并充分考虑长期列车运行影响下的安全性。另一方面，客站中的设施设备系统的安全也是保证客站正常运营的基础，电力系统、暖通系统、消防系统、信息系统、通信信号等构成了铁路系统正常运转的软环境，其系统运行的可靠性、抗破坏的能力以及应急修复保障能力都会影响到铁路运营的安全。

2.2 灾害安全

灾害安全主要指在自然灾害、事故灾害情况下保证人与建筑的安全。自然灾害主要包括水灾、风灾、雷灾、雪灾、地震及地质灾害等。事故灾害主要包括由于人类失误引起的火灾、事故爆炸、工程质量事故等。自然灾害具有不可避免性，灾害的发生次数和强度还呈现出增加的趋势。而自然灾害的发生时间和规模等的不确定性，又在很大程度上增加了人们抵御自然灾害的难度。自然灾害同时又具有可减轻性，对于抵御各种自然灾害，在建筑发展的历史中，已经形成了较为全面的应对各种自然灾害的措施和方法，通过避害、除害、减害等各种措施可以有效地减少自然灾害的破坏后果。对于自然灾害，铁路客站由于人流持续集中，又涉及铁路线路运营的安全，不仅要确保自然灾害下的主体安全，同时更要注重建筑各部分在自然灾害影响下产生的次生灾害和延伸灾害，比如地震中一些非主体结构件坠落倒塌造成的伤害，灾害情况下人员疏散过程中的伤害等。事故灾害则主要由于恶意或者非恶意的人为因素造成，需要通过完善的安全管理制度和监督执行加以规避。

2.3 行为安全

客站建筑中的很多因素都可能会使旅客在行走、停留等各种行为活动时受到伤害。针对客站而言，确保旅客在完成乘降过程中行为安全是客站功能设计、细节设计的核心内容，同时还要考虑旅客行为不确定性造成的非特定伤害。比如，进出站通道、楼扶梯、检票闸机的通过能力不足形成旅客拥挤可能造成人员伤害；主交通流线上的转折、变化、标示不清引起人流混乱；在人流密集区域墙柱面尖锐的转角，座椅、栏杆、花池等设施过于尖锐的角部对通行旅客可能造成伤害；地面采用的铺贴材料过于光滑易造成旅客通行时跌倒；空气流通不足，室内空气质量不良造成疾病和旅客身体不适；跨线桥梁、扶梯和楼层的凌空栏杆防护高度不足不利于人员安全；同时也可能由于某些旅客的行为造成坠物对下方人员和列车等设施产生危害，在人员易发生冲撞碰撞位置的建筑材料破损后对人身产生伤害[3]。

2.4 防卫安全

防卫安全主要指在公共卫生事件和人为犯罪等情况下的建筑与人员的安全。公共卫生事件主要包括化学中毒事故、疫情传染事件、核泄漏与放射事故等。社会安全灾害主要包括人为纵火、暴力犯罪、恐怖袭击等。铁路客站的公共性决定了在建筑安全体系中必须主动为旅客提供防卫安全的空间和环境。以我国近几年情况看，经历了2003年的SARS病毒、2009年H1N1病毒等全国性的卫生事件，涉及公共场所的暴力和恐怖活动，包括公共汽车爆炸、劫机事件也有发生，防卫安全已逐步成为公共建筑需要面对的重要现实问题。过去在建筑防卫安全措施方面主要强调通过加强防卫设备、增加防卫人员等主动性措施来处理伤害事件，往往忽视了通过有针对性的建筑防卫安全设计来预防安全事件发生，提高处理事件的能力。美国犯罪学家杰弗瑞在分析犯罪行为、人际关系，社会规范、空间环境相互关系的基础上，提出通过环境设计预防犯罪的概念。奥斯卡·纽曼则提出以“可防卫空间”减少犯罪的设计策略，强调在设计中整合领域感、自然监控、意象和环境等要素，强化空间的防御性能[4]。以客站设计为例，明亮、开敞、有秩序的公共空间有助于加强旅客的安全感，有效地降低犯罪行为发生。与之相对应，城市地下通道则往往由于其隐秘性和人员稀少，在夜间容易发生犯罪事件。完善的监控系统、广播系统和信息系统有利于快速发现防卫事件并加以处理；足够的入口空间以及合理的出入口布局才能在需要时设置必要的安全检查措施；对于室内空气的检测、公共饮水的防疫检查和处理也是避免公共卫生事件发生的重要方面。

3 铁路客站公共安全设计的方法

对于保证铁路客站旅客和站房、车辆安全，建筑行业和铁路行业的很多规范、条例中都有具体而明确的要求，在具体设计过程中结合长期铁路客站建设、使用和管理经验，对一些安全问题不断总结深化。其条款具有权威性，但缺乏系统综合性，仍是处于“处方式、菜单式”的阶段。随着铁路建设的发展，大量新型客站形式的出现，在总结已有铁路客站安全设计和管理经验的基础上，一些过去不明显、或者很少发生的问题逐渐凸显出来，对客站运营、旅客乘降安全造成隐患。因此，深入研究铁路客站公共安全的特征、规律和要素，建立公共安全评价、设计和管理体系是进一步建好、用好铁路客站的重要基础工作。

3.1 建立设计、建设和使用全寿命过程的公共安全管理体制

公共安全是公共建筑功能的实现过程，建立公共安全的前提在于完善的规划与设计支持。工程建设质量是公共安全实现的基础，但是在使用过程中建立长效持续的公共安全管理、监管和保障体制才能将“安全”落在实处。因此，保证铁路客站公共安全的体制必然是贯穿于建筑从规划、设计、建设到使用、老化、更新和拆除的全寿命过程之中。同时，在使用过程中，通过不断地总结、研究，深化铁路客站安全体系的建设。

3.2 建立铁路客站公共安全设计风险评估和控制的管理机制

灾害和安全事故发生的原因千差万别,但每种灾害事故都是由一些相同的基本要素构成的，这些要素就是人(Man)、物(Machine)、环境(Medium)、管理(Management),即4M问题[5]。因此，建立铁路客站公共安全设计的评估体制，对各类灾害事故信息进行综合集成、分析处理，建立铁路客站灾害和隐患数据库，有利于在设计、建设和使用全寿命过程中发现安全隐患，控制灾害发生。

3.3 铁路客站中的公共安全设计策略

从前述铁路客站安全设计的主要内容可以看出，灾害是环境、人与建筑各部分相互作用的结果，因此安全设计必须建立“人的安全第一”的原则，充分从“物”与“人”两个方面进行综合考量。公共安全设计的基础在于运用安全系统工程理论对于风险的正确分析评价，针对性地采取正确、可实施的措施加以控制，并且同时要考虑投资与工程代价的合理性（参见图1）。对于铁路客站的安全风险评价主要包括以下内容：1）防灾能力和设防标准；2）建筑安全度，包括：结构，防火，建筑物理，建筑材料安全等方面；3）应急处理能力评价，包括：安全疏散、救助等方面[6]；4）设备系统的可靠性；5）其他安全风险指标等。

图1 风险管理流程

对于“物”的方面，安全评价与风险控制一般通过对风险条件下的建筑可靠度和脆弱性分析来确定安全设计的对策。铁路客站安全设计中“物”的因素主要包括实体环境和虚体环境两个方面。“实体环境”主要指布局与平面、列车、设施设备系统、主体结构和二次结构等，这些因素在灾害和隐患作用下产生破坏将直接影响到铁路客站的整体安全。“虚体环境”主要指噪声、振动、光环境、空气质量、信息安全等要素，这些要素往往会通过不易察觉的方式造成人员的伤害,或者通过累积的隐患和隐蔽破坏造成实体环境的灾害。

对风险条件下的建筑可靠度和脆弱性的评价一般基于对风险后果的接受度和安全度的分析。对于不可接受的风险，必须采用可靠的技术措施增加相关因素的安全冗余度避免风险。例如对于线路上方的建筑物应采用多重的安全保护措施，避免某一项构造措施失效造成的连续破坏，确保安全。对于火灾的安全设计也是基于建筑、结构、水消防、监控、电力保障等多种安全措施来确保灾害情况下人员和建筑的安全。对于可接受的风险或者不可避免的风险则应该采用相应措施将风险降低到可接受的范围内。对于地震灾害，“小震不坏，中震可修，大震不倒”的抗震设计原则正是这种设计策略的体现。再例如对玻璃幕墙玻璃自爆坠落风险的控制策略中，由于玻璃自爆风险的难以避免性，一方面通过减小玻璃板块、通过工艺改善玻璃特性减小玻璃自爆率；另一方面也可以通过在高大幕墙下方增加雨棚、增加栏杆花池避免人员靠近的方法将玻璃自爆坠落伤人的风险降低到可以接受的界限内。

对于“人”的研究则应在建筑环境学、心理学、行为学、人体工程学等基础上，通过研究旅客行为的规律、特点和需求，发现行为伤害事故与建筑各要素、人的行为特点的关系，消除可能危及行为安全的隐患。基于铁路客站旅客行为的心理特点，对于“人”的安全研究不仅仅要考虑一般行为状况，更要着重研究人流密集、高负荷情况下旅客行为安全，这也是铁路客站公共安全设计中的重点内容（参见表1）。

表1 行为安全与安全设计示例

4 结语

“安全”是永恒的主题，也是发展的主题。建筑的原始意义就是保护人们免受风吹日晒雨淋，给人们提供一个安全的避难所。良好的功能、优美的造型都建立在建筑安全的基础上。本文从铁路客站公共安全设计的内容和设计策略入手，尝试提出铁路客站安全设计、管理和控制的一些研究思路及方法，希望通过完善的安全设计和全寿命周期安全管理体系的深化，达到预防、处理公共安全灾害、隐患的目标，使铁路客站能够更好地为旅客、为社会服务。

[1]齐丽艳.人员密集公共建筑安全设计策略初探[D].重庆：重庆大学，2006

[2]朱颖，金旭炜，王彦宇，刘娴，李飞.铁路交通枢纽与城市综合体设计初探[J].铁道经济研究，2011（6）：15-22

[3]郑健.铁路客站细部设计[M].北京：人民交通出版社，2010

[4]蔡凯臻，王建国.基于公共安全的城市设计——安全城市设计刍议[J].建筑学报，2008（5）：42-46

[5]牛晓霞，朱坦，刘茂.城市公共安全规划理论与方法的探讨[J].城市环境与城市生态，2003（6）：235-236

[6]何寿奎.基础设施公共安全风险评价方法研究[J].生态经济，2009（4）：184-187