基于Pathfinder的特殊地铁站点人群紧急疏散模拟

为了保障地铁安全运营，提高突发事件发生后人员疏散的效率，基于实际地铁站的尺寸和载客量，利用Pathfinder软件对北京市某特殊地铁站进行建模；结合站点内不同时间段的人流特征，分析站点内可能存在的不利工况，并对各类工况进行仿真模拟。结果表明:地铁站点内疏散的瓶颈区域为站台和站厅连接处的楼梯口；早高峰时期列车满员时，候车人数超过200需要采取限流措施；晚高峰时期列车人数在1 056左右时，候车人数超过576需增加引导人员限制人员流动。研究成果可为特殊地铁站点的疏散通道设计和日常的人流安全管理提供理论依据。     

Crowding in platform staircases of a subway station in China during rush hours

Crowding during the morning peak hours at a platform staircase in a subway station in China was studied in this paper. Passenger flow was surveyed with normal evacuation time recorded. The evacuation process was simulated with the software buildingEXODUS. Predicted results on the total evacuation time and maximum flow capacity of the selected staircase were compared with the field observations. Two parameters, the width of staircase utilized per person and the maximum upstairs walking speed used in the software were identified to be noticeably different from the field studies. Predictions agreed better with the observations after tuning these two parameters. It is concluded that the evacuation simulation software can be applied for safety design with appropriate tuning on the key parameters through field tests.     

地铁车站疏散瓶颈疏散优化共性方案仿真研究*

为解决地铁车站高峰期乘客疏散的瓶颈问题,对比高成本的单一模型实验,提出1套基于Anylogic软件针对车站乘客疏散瓶颈的可重复仿真优化方案。通过实地调查,对比一般地铁车站由站厅层和站台层组成的结构特性;分析2层之间乘客通过楼梯、扶梯等进行疏散的车站共性,创建针对行人流动态疏散过程的通用仿真模型;统计模拟疏散过程中影响疏散效率的参数,给出针对共性模型的优化方案。研究结果表明:疏散总时长较优化前减少35 s,模拟成功疏散人数增加164人。研究结果能够优化车站的紧急疏散瓶颈现象从而改善车站的安全性和舒适性,所提出的优化方案可为解决车站乘客疏散问题提供研究思路。     

突发性客流地铁站点的疏散设计优化研究*

为提升突发性客流地铁站点疏散效率,以武汉市某地铁站为研究对象,采用数值模拟方法,分析不同期间节点下的疏散状况,选择最不利的典型工况（节假日A3）进行特征分析。研究结果表明:站台层拥堵时间大于站厅层拥堵时间,站台层疏散口为疏散瓶颈区;对站台层疏散口的位置与朝向进行调整,优化后疏散效率提高9.3%;验证合理增加高选择度站厅层出入口宽度等优化措施效果,发现以上策略具有一定可操作性和推广性,研究结果可为定量评估地铁站疏散能力提供参考。     

地铁车站站台火灾中人员的安全疏散

笔者分析了地铁站台火灾时火灾临界危险条件和人员的疏散特点 ,提出了地铁站台火灾中人员安全疏散模型 ,确定了人员安全疏散时间的计算方法 ;应用火灾模拟软件SMARTFIRE4 .0对某地铁站站台着火时温度和烟气浓度的发展进行了数值模拟研究 ,据此得到人员安全疏散可利用的时间 ;结合该站台着火时的具体情况 ,计算了人员安全疏散所需要的时间。研究与计算结果表明 :该地铁站火灾时 ,站台至站厅的楼梯是整个疏散过程的瓶颈 ,而楼梯的疏散能力主要受人员流量和楼梯的有效宽度所制约 ,据此提出了相应的解决方法。     

地铁多线换乘车站火灾模型实验研究—(2)十字换乘车站火灾

针对当前地铁十字换乘车站缺少火灾场景系统性分析和评估的问题，釆用1∶10的地铁多线换乘车站火灾实验模型，进行十字换乘车站的火灾场景设计和对应全尺寸火源热释放率0.91~2.60 MW的火灾实验，研究十字换乘车站内站厅及站台危险位置发生火灾时的优化排烟方案。结果表明:站厅一端火灾时，站厅排烟可确保中部换乘通道和站厅另一端楼梯及出口在起火6 min内不受烟气影响；站厅中部火灾时，采用站厅排烟能保障站厅两端楼梯及出口作为疏散通道的安全性。地下2层站台或地下3层站台一端楼梯口发生火灾时，采用站台排烟与站厅送风联动的模式可控制烟气在站台内的扩散范围，确保站台未起火楼梯和站厅层在起火6 min内能够作为安全疏散通道；仅采用站台排烟可以控制烟气在站台内水平方向的扩散，但在火源功率较大时烟气会通过换乘通道和楼梯进入站厅。通过模型实验验证十字换乘车站中采用站厅站台联合通风模式的有效性，并提出多种火源功率、通风模式下的烟气扩散范围和规律，为十字换乘车站的烟气控制模式优化提供了数据支撑。     

深埋岛式地铁车站站台火灾时烟气蔓延数值分析

随着我国地铁的发展,未来部分地铁的发展空间属于埋深较大,经过老城区时须穿越大片房屋桩基,地质条件复杂,施工难度大,工程实施上线路和车站均需要较大的埋深。因此,深入开展深埋地铁站点火灾安全研究有助于地铁安全管理工作。笔者针对地铁深埋岛式站台火灾,利用数值模拟方法,研究深埋岛式站点内烟气横向流动和不同站层间的烟气纵向蔓延规律。分析烟气在隧道、站台及站厅内蔓延时烟气温度、有毒气体浓度、可见度等特征参数的分布情况;同时探讨了火灾时深埋岛式站点内有效的气流组织形式,隧道排烟系统的运行模式。所获的研究结论有助于同类型的地铁车站的设计和运营管理。     

某连通型地下空间商业开发对既有地铁车站疏散能力影响

为避免或降低连通型地下空间商业开发对车站疏散带来不利影响,基于地铁车站现场调研数据,利用仿真软件模拟了某连通型地下空间商业开发前后车站的疏散过程,分析了该地下空间商业开发对既有地铁车站疏散能力的影响,并针对不利影响提出了对策措施。研究结果表明:当地下空间与车站之间的防火卷帘不落下时,商业开发虽然对站台层的疏散无影响,但会增加与地下空间相邻2个出口的疏散人数,导致2个出口产生拥堵,增加了疏散时间;车站和商场可以通过工作人员或利用广播引导乘客向各出口均匀疏散的手段来降低商业开发带来的不利影响。提出的研究方法可以评估连通型空间开发对车站疏散能力的影响,为此类商业开发的设计提供参考。     

地铁枢纽车站大客流疏散性能评估及策略优化研究*

为分析大型地铁枢纽车站人员疏散通过能力、疏散瓶颈位置和车站疏散策略优化方案,利用数值模拟研究某大型整体式站厅枢纽换乘车站人员疏散过程。研究结果表明:楼扶梯和出入口是车站疏散过程中的关键瓶颈,当疏散通过能力较大的出入口E或楼扶梯组8停止使用时,导致站厅疏散时长和站台疏散时长大幅增加;采用引导乘客均匀使用各楼扶梯疏散以及站厅增加应急出口等优化措施,可显著提高车站疏散效率。     

基于数值模拟的某地铁车站人群紧急疏散研究

为了模拟分析地铁疏散影响因素,提出针对性应急疏散策略,达到提高疏散效率的目的。本文以某地下二层岛式车站为例,运用人员紧急疏散仿真软件Pathfinder,建立了车站紧急疏散仿真模型,研究了各区域人数变化情况、各连接处的通行速率以及疏散瓶颈位置。结果表明:现行条件下,该车站的疏散预警阈值为2000人,疏散时间约326s;疏散瓶颈出现在站台层疏散楼梯处,拥堵时间约为120s,且站台层人数越多,拥堵时间越长。因此,当超过2000人时,车站应限制人员进出比例,加强人员引导,提高出站效率,确保站内人员可安全、有序疏散。同时,针对疏散瓶颈位置,站厅层自动检票闸机数量的确定应结合楼梯的通行速率,减低人员疏散时间。     

典型地铁火灾场景中烟气蔓延与控制研究

地铁是现代化的城市轨道交通工具,承担着越来越重要的大客流运输任务,是城市现代化程度的重要指标。随着城市地铁的迅速发展,作为人流密集的公众聚集场所且处于地下的空间,地铁灾害问题愈来愈引起人们的重视。近年来,地铁火灾成为火灾科学界研究的热点。本文针对地铁火灾的特点,设计特定情况下的地铁火灾场景,利用FDS模拟地铁车站的三维烟气流场,对地铁车站火灾烟气的蔓延情况及烟气控制系统对烟气的控制效果进行了研究,通过分析烟气蔓延的过程和特点,得出了无机械送排风或无挡烟装置难以保证人员从站台层向站厅层安全疏散,特别是当站台中部发生火灾时,只有机械送排风和挡烟设施配合使用才可以有效地控制烟气和温度的研究结论。旨在对有效防控地铁火灾和人员疏散的研究提供一定参考。     

基于BP神经网络算法的北京市地铁站应急疏散能力仿真评估模型

地铁站的应急疏散能力是地下铁道安全运营设计中非常重要的部分,对于维持社会稳定,保障人民安全具有重大意义.本文利用BP神经网络计算方法和MATLAB软件,选取可能影响地铁站疏散能力的相关因素作为评价指标,建立了应急疏散指标体系,并以北京北三环区域周边地铁站作为主要研究对象,对北京市地铁站应急疏散能力进行了仿真评估,提出了增加疏散通道、疏散楼梯、安全出口等数量,以提高地铁站应急疏散能力等一些可供参考的建议.     

地铁站细水雾幕挡烟效果的数值模拟研究

地铁站台层发生火灾时,烟气会从站台层经过楼扶梯开口蔓延至站厅层,因此, 楼扶梯开口处的挡烟效果对人员安全疏散影响重大。通过搭建全尺寸地铁站数值模拟模 型,对细水雾幕和排烟系统作用下楼扶梯开口处的挡烟效果进行了模拟研究,结果表明 :当仅设置挡烟垂壁时,挡烟垂壁有一定的蓄烟作用,但仍有大量烟气通过楼扶梯开口 从站台层蔓延至站厅层;设置细水雾幕可在一定程度上阻止烟气通过楼扶梯开口从站台 层蔓延至站厅层,有效降低烟气温度,但由于细水雾向下的冲量破坏烟气层的稳定性, 使得细水雾幕附近的烟气层高度降低;同时设置细水雾幕和排烟系统可实现良好的挡烟 效果,在楼扶梯的中段附近已基本不受火灾烟气的影响。     

“T”型地铁换乘站多点火灾工况下综合火灾危险性研究

为探究大型地铁站多线路火灾场景中的综合危险性，采用火灾动力学软件FDS构建“T”型换乘站全尺寸模型，对不同火源位置、不同火源功率以及是否开启地铁排烟风机等12组工况进行数值模拟；采用性能化方法确定可用疏散时间，并通过综合火灾风险评估方法计算各工况总安全指数。结果表明:1号线站厅层和2号线站台层双点火灾为最不利火灾场景；1号线站台层和2号线站厅层双点火灾为相对安全火灾场景；火源功率的增大会增加地铁火灾危险性，但不同火源位置工况中的安全指数变化趋势相似；排烟模式开启前，1号线站厅层火灾会导致较大的火灾危险性；排烟模式开启后，地铁总安全指数显著上升且安全指数变化趋势改变，此时2号线站台层火灾会导致较大的火灾危险性。     

基于结构重要度的地铁人员疏散瓶颈识别方法

为了提出一种新的量化人员疏散瓶颈的识别方法。以某地铁站为例,运用EVACNET4模型软件,模拟该地铁站发生火灾等事故时,人群的疏散情况,采用网络结构效益与结构重要度结合的方法查找疏散过程中的瓶颈所在,通过计算疏散瓶颈的结构重要度,将各瓶颈按其对车站安全疏散的影响程度排序,找出瓶颈制约点。结果表明:地铁站内的自动扶梯的开闭状态对疏散时间的影响很大,在发生火灾等特殊事件时应将自动扶梯停止运行,当作楼梯使用。同时,闸机的开闭状态也会影响疏散时间,但只要保障疏散过程中闸机可用,人员均能在规定的时间内完成疏散。通过对比分析门扉式闸机和三杆门式闸机的优劣,在建设地铁时,主要应以门扉式闸机为检票通道。     

地铁同站台高架换乘车站火灾人员疏散研究

为研究地铁同站台高架换乘车站发生火灾事故的疏散模式,以具有该换乘形式的某实体车站的全尺寸火灾实验烟气扩散规律为基础,使用buildingEXODUS软件研究该车站站厅、站台、设备区、停靠列车等多个区域火灾场景下乘客疏散所需的时间。对比分析站厅中部闸机、站厅楼扶梯入口及站厅出入口附近3处发生火灾的场景,分别研究地铁车站内闸机及栅栏门、自动扶梯、应急出口等设施的运行状态对于疏散结果的影响,获取每种工况下的疏散时间,3种火灾场景下,上行扶梯关闭、所有闸机及栅栏门打开、应急出口打开能够有效减少疏散时间,火源位于楼扶梯入口时对疏散时间的影响最大;研究站台中部、站台楼扶梯入口2处发生火灾的场景下,扶梯运行状态对于疏散时间的影响,上行扶梯停止运行后的乘客疏散时间相较于扶梯上行时分别降低41%,35%;分析设备区火灾对于设备区内工作人员疏散时间与乘客疏散时间的影响,由于工作人员数量相对较少,对车站整体疏散时间影响不明显;对比分析4B编组列车车头、车中及车尾发生火灾的场景对于乘客疏散时间的影响,火源位于车中时对疏散时间的影响最大。     

地铁事故应急疏散模拟及优化研究

为探究如何提高地铁车站应急疏散的效率,以我国近十年来地铁常见事故类型统计为基础,在事故风险分析的前提下,利用风险矩阵和元胞自动机设定应急疏散等级,分析不同事故水平下相应疏散措施。以北京地铁西直门站为实例,使用疏散仿真软件Pathfinder构建模拟环境,对高峰时期下站内最短逃生路径进行疏散模拟;按照事故与疏散的响应过程,从预防次生事故角度出发,针对西直门站疏散过程中可能发生的踩踏事故的诱发因素进行优化;研究拥堵对疏散进度的具体影响,选取使用率较低的M通道设施,进行不同使用率下的多次模拟,得到最优的疏散方案,研究结果可为进一步提高疏散设施利用率、改善应急疏散效果提供技术支持。     

地铁站异质人群疏散折返行为模拟分析

为了解折返行为对异质人群的疏散影响，应用Pathfinder软件对地铁站异质人群突发状况下疏散折返行为进行研究。对人员面对不同情景时的折返意向进行调研，分析了疏散楼梯宽度、折返人员比例、折返位置、列车到站数量、折返人员类型等对地铁站疏散速率以及疏散时间的影响。研究结果表明:折返比例、折返距离和难度与稳定疏散期疏散速率呈负相关，与疏散时间呈正相关，疏散楼梯宽度倍数则反之；地铁站停靠的列车数量与疏散时间呈正相关；肩越窄、运动速度越快，稳定疏散期的疏散速率越大、整体疏散时间短。     

地铁站火灾时空气幕防烟的数值模拟与分析

随着国内地铁的迅速发展,地铁火灾的防范及应急处理成为重要的研究课题。笔者根据地铁站建筑结构特点及火灾烟气的扩散规律,首次提出将空气幕用于地铁站楼梯口防烟,以保障火灾时人员的安全疏散。并用CFD方法模拟分析一列地铁列车着火时,防烟空气幕对烟气扩散的控制。结果表明,在楼梯口设置防烟空气幕不仅可以保证人员在6分钟以上的安全疏散时间,而且减少了比传统方式所需的新鲜空气量,有效阻止火灾的进一步扩大和控制烟气扩散。     

基于实测数据的南京地铁换乘楼梯流量系统动力学分析

在实测数据的基础上,经过数据处理和分析,获得了地铁高峰运行期间换乘乘客在通道和楼梯口的速度-时间、密度-时间、流量-时间曲线。在所得统计曲线的基础上,根据系统动力学理论和方法,结合紧急疏散模型,用Vensim仿真软件建立了基于实测数据的地铁换乘系统动力学模型,并对仿真模拟后的数据进行分析,发现换乘楼梯流量随楼梯长度增加逐渐减小,并最终趋近2.5人/s;随楼梯宽度增加逐渐增大,并最终趋近5.1人/s。通过Origin软件拟合出两条曲线,并得出了流量与长度、宽度的定量关系。