西成高铁紧急救援站照明及其控制方式的设计

刘广军

(中铁第一勘察设计院集团有限公司，陕西 西安 710043)

引言

近年来，我国高速铁路发展迅速，而其紧急救援站的照明设计及控制方式目前没有形成一套完整的体系，仍然处于起步阶段[1-4]。西安至成都高速铁路(简称西成高铁)是全国“五纵五横”综合运输大通道和区际铁路干线通道的重要组成部分，铁路经过秦岭山区和大巴山区，沿线山大沟深，线路全长为509 km，桥梁和隧道的总长比列高达93%，为典型的山区高速铁路。

为了满足火灾情况下或紧急情况下人员疏散要求，根据《铁路隧道防灾疏散救援工程设计规范》第3.0.5条规定[5]，西成高铁设计按长度20 km以上的隧道群设置紧急救援站，紧急救援站布置时将其位置设在隧道洞口附近，并遵循“尽量居中、利用明线、方便救援”以及紧急救援站之间的距离不大于20 km的设置原则，共设置7处紧急救援站。结合工程情况设置了疏散横洞、救援道路、救援车场。火灾或紧急情况下，事故列车停靠在紧急救援站范围内，通过疏散横洞以及隧道外的救援道路将乘客疏散至救援车场等待救援。紧急救援站布置示意图详见图1。

图1 紧急救援站布置示意图Fig.1 Layout diagram of the emergency rescue station

1 紧急救援站照明种类及照明方式

1.1 高速铁路隧道事故及灾害类别与疏散需求

列车在高速运行过程中的事故及灾害类别有列车火灾，地震、强风、暴雨、暴雪、洪潮、地质塌方及强烈的太阳风暴引起的电网中断等自然灾害以及如计算机病毒、管理不当及设备故障引起的电网中断或列车设备故障及恐怖袭击等人为灾害。紧急情况下，列车停靠在紧急救援站进行人员疏散，在救援通道内设置疏散照明，设有手动点亮应急按钮。由于列车长度数百米，乘客上千人，而疏散通道宽度只有1.5 m，疏散时人员恐慌逃命，下车后拥挤不堪，因而需要声光引导统一疏散方向，避免走向错乱拥挤，减少因跌倒及踩踏的伤亡事故发生，声音引导可用列车广播进行，光引导由隧道疏散应急照明系统完成。

1.2 紧急救援站范围内救援通道的照明

图2为紧急救援站横断面图，救援疏散通道的宽度为1.5 m，根据《铁路工程设计防火规范》(TB 10063—2016)第10.2.1条之规定[6]，救援疏散通道地面的疏散照明平均水平照度值不低于1 lx或最低水平照度值不低于0.5 lx。

图2 紧急救援站横断面图Fig.2 Cross section of the emergency rescue station

铁路隧道设有正常照明，作为铁路运营维护人员巡视、线路养护作业等工作的基本通行照明，根据《铁路照明设计规范》(TB 10089—2015)第4.5.3条之规定[7]，铁路隧道正常照明平均水平照度值不低于3 lx。西成高铁采用应急照明和正常照明共用灯具，应急电源装置蓄电池的后备时间不小于90 min。通过分析，《铁路工程设计防火规范》(TB 10063—2016)建议的照度值均偏低，在一定程度上加剧了疏散人员的恐惧感，不利于人员的安全疏散，不适合紧急救援站范围内疏散照明照度值。考虑到救援通道狭窄，紧急情况下人员恐慌逃命，下车后拥挤不堪，按人员拥挤场所进行照明设计更符合实际情况。根据《建筑设计防火规范(2018年版)》(GB 50016—2014)第10.3.2条之规定[8]，人员密集场所的疏散通道地面的疏散照明最低水平照度值不低于3 lx，因此西成高铁救援疏散通道的疏散照明的水平照度最小值按3 lx进行设计。

西成高铁隧道紧急救援站疏散照明采用30 W的隧道专用宽配光的LED灯具，在隧道的双侧对称布置，灯具安装间距为20 m，灯具底边距地面3 m，紧急救援站灯具布置横断面图详见图3。

图3 紧急救援站灯具布置横断面图Fig.3 Lighting cross section of the emergency rescue station

通过DIALux软件，建立了与紧急救援站相匹配的模型，照明仿真模型见图4，通过仿真计算，等照度曲线见图5。

图4 紧急救援站照明仿真模型Fig.4 Simulation model of the emergency rescue station

图5 等照度曲线图Fig.5 Equal illuminance curve

根据软件计算结果，救援疏散通道的照度值满足《建筑设计防火规范(2018年版)》(GB 50016—2014)的相关要求。

1.3 疏散横洞的照明

疏散横洞主要作为紧急情况下的人员疏散，根据其宽度分为单车道和双车道两种情况。按人员拥挤场所进行疏散照明设计，疏散横洞地面的疏散照明最低水平照度值不低于3 lx。

单车道疏散横洞的灯具采用单侧布置，双车道疏散横洞的灯具采用双侧对称布置，本文针对单车道疏散横洞的疏散照明进行分析。西成高铁采用30 W的隧道专用LED灯具，在疏散横洞的单侧布置，灯具安装间距为25 m，灯具底边距地3 m。单车道疏散横洞的灯具布置横断面详见图6。

图6 疏散横洞灯具布置横断面图Fig.6 Lighting cross section of evacuation passage-way

通过DIALux软件，建立了与疏散横洞相匹配的模型，照明仿真模型详见图7，通过仿真计算，等照度曲线详见图8。

图7 疏散横洞照明仿真模型Fig.7 Simulation model of evacuation passage-way

图8 等照度曲线图Fig.8 Equal illuminance curve

根据软件计算结果，疏散横洞的疏散照明照度值满足《建筑设计防火规范(2018年版)》(GB 50016—2014)的相关要求。

1.4 救援道路及救援车场的照明

人员疏散到隧道外后，恐惧感大大降低，救援道路及救援车场为洞外设施，采用升降式投光灯塔照明，设置照明的目的是把疏散人员引导到救援车场等待救援。在满足照度最低值的前提下，灯光要柔和，减轻疏散人员的紧张感和恐惧感。目前，室外常用的光源有金卤灯、高压钠灯、LED等，救援道路及救援车场的照明为应急照明，鉴于卤钨灯能快速启动，满足《铁路照明设计规范》(TB 10089—2015)第7.2.1条之规定，“应急照明应选用荧光灯、发光二极管灯(LED)、卤钨灯等能快速点燃的光源”，又因其显色指数高，属于暖光，和太阳光比较接近，能够缓解疏散人员的紧张感和恐惧感，所以，救援道路及救援车场的照明光源采用卤钨灯。

2 紧急救援站照明控制方式

紧急救援站照明采用就地控制及远方控制(远动控制)相结合的控制方式，远方控制接入隧道防灾救援设备监控系统，按三级控制进行设计，即防灾救援指挥中心控制、相邻车站控制以及现场就地控制，满足“远动优先、控制中心启动、车站启动、现场辅助”的原则。

1)手动控制。在紧急救援站和疏散横洞内每隔100 m设置一面应急照明按钮箱，双侧对称布置，紧急情况下，可实现一键启动紧急救援站和疏散横洞范围内所有的应急照明灯。应急按钮箱的控制原理图见图9。

图9 应急按钮箱控制原理图Fig.9 Diagram of control principle for emergency buttons box

2)远方控制。在车站行车控制室和铁路局防灾救援指挥中心设置监控终端，对紧急救援站范围内的应急照明进行远方控制。在隧道综合洞室内设置照明智能监控装置(照明RTU)，采集照明供电回路的电流、电压以及开关的状态，通过通信光缆将监控信息上传至主控制器，再通过通信基站内的传输设备上传至隧道防灾救援监控主站，可实现紧急情况下远程开启隧道内应急照明灯。

3)疏散通道门与应急照明的联动控制。疏散横洞的内门设置一套行程开关与疏散横洞内应急照明控制箱以及疏散横洞外灯塔照明控制箱联动，实现进入疏散通道时开门与疏散横洞应急照明、灯塔照明同步启动，关门后应急照明、灯塔照明不受行程开关的控制，继续点亮，便于人员的安全疏散。

3 结束语

山区高速铁路紧急救援站的照明和控制设计应综合考虑工程的实际情况和运营单位的需求，选择合理的疏散照明照度值更利于人员的安全疏散，造成不必要的踩踏伤亡。照明控制方式要灵活，以“远动优先、控制中心启动、车站启动、现场辅助”为原则进行设计，最终实现照明和控制的智能化。相信在不久的将来，紧急救援站的照明和控制设计更加科学和合理。