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1、地铁火灾人员疏散的研究论文.freel和日本的EVACS等。种种模型都各具特色,各自适用于特定的领域。我国对安全疏散的研究起步较晚,大都还停留在定性分析阶段。近些年来,随着我国对消防安全的逐渐重视,才出现了一些关于建筑物火灾中安全疏散模型的研究。例如:香港城市大学与武汉大学合作,提出了利用计算机虚拟现实的技术收集人员在火灾中行为量化数据的调查方法,并结合火灾后的问卷调查及疏散演习等手段收集了大量有关火灾中人员行为的数据,建立了局部细网格和个体描述的疏散模型(SGEM),并采用该模型对香港的一些实际
2、工程进行了较为成功的疏散模拟。“九五”期间,公安部天津消防科学研究所也建立了一个地下商场人员疏散模型1。公安部四川消防科学研究所等在“十五”期间,开展大空间公共建筑火灾疏散评估技术的相关研究2。研究人员准备建立疏散综合系统动态模型。模型包括评估部分及相关的评判标准.综合模型的简述如图1所示。综合系统动态模型,包括4个子模型:1)逃生前期人员行为系统动态模型;2)逃生中人员行为系统动态模型;3)疏散人流系统动态模型;4)疏散人员能力系统动态模型。近年来,人们对元胞自动机模型的兴趣大增,原因是该类简单
3、的模型能十分方便的复制出复杂的现象或动态演化过程中的吸引子、自组织和混沌现象。因此,目前元胞自动机被广泛应用于模拟各种物理系统和自然现象。中国科技大学火灾科学国家重点实验室研究了一种基于精细网格的元胞自动机模型,该模型在火灾安全疏散方面被广泛应用。元胞自动机是在均匀一致的网格上由有限状态的变量(或称元胞)构成的离散的动力系统。元胞自动机可以看成为无穷维动力系统中的一类,其特点是空间、时间和状态都离散,同时每一个变量只取有限多个状态。其运行规则主要有:所有元胞的状态是同时发生变化的;同时,在时刻t+
4、1的第i个元胞的状态是由时刻t的第i个元胞以及相邻的有限个元胞的状态决定的。一般可以通过制定不同的规则来满足实际应用的需要。另外一类常用的疏散模型是采用网络模拟方法,原理是将建筑物的房间、走廊作为网络中的节点来考虑,把众多的人群作为一个整体来考虑。该群体具有相同的移动特性,通过考察建筑物每个单元内的群体人员的移动进而确定建筑物的疏散时间。例如:东北大学提出了一种火灾中群集疏散的模型,并采用了计算机仿真的方法计算疏散行动时间;中国建筑科学院建筑防火研究所提出利用网络控制原理对地下商业街建筑人员疏散行
5、为进行模拟,建立了相应的疏散预测模型2。1.2地铁火灾疏散模型的建立笔者利用网络优化计算原理建立了地铁火灾人员安全疏散的模型,该模型将地铁各功能单元当作网络中的一个个节点,利用节点之间存在一定的流量限制原理来计算地铁火灾整体疏散所需时间Trset,可以与火灾模拟软件相结合确定疏散可用时间Taset,从而评估地铁设计及其火灾疏散的安全性。具体网络优化计算原理如图2所示。1.2.1地铁火灾疏散流动模式化1)空间模式化:采用网络((αA+βB+γ)A=1.32-0.82ln(ρ)B=3.0-0.76ρ式
6、中,um———自由移动时的速度(m/s);α,β,γ———人员几何位置、人员密度、其他方面3个因素的权重系数;ρ———研究对象所处位置的人员密度(人数/m2),即单位面积内承载的人数。2)人员通过楼梯和门的移动速度。根据DongkonLee的论文中所做的大量研究表明,人员流量F、移动速度V与通道类型、人员密度D有关,如下表所示9:1.2.3地铁火灾疏散模型的程序框图新建立的地铁火灾疏散模型如图3所示。2地铁火灾疏散模型的验证与分析2.1站台火灾实地演练南京地铁一号线的三山街站为地下二层岛式车站,总
7、建筑面积为12880m2。车站总长度226.60m,主体宽度62.49m。标准段宽度为21.60m,车站顶板覆土平均厚度3m,车站底板平均埋深约14.91m。三山街站是双层岛式车站,每层有效空间长142m,宽12m,高3m。其中地下一层为站厅层,共有4个人行出入口与外界相连,每个出入口宽4m,高2.5m。地下二层为站台层,站台左右两端分别有通往隧道的两个隧道口,每个开口宽5m,高5m。站厅与站台之间靠3个宽分别为4m的楼梯连接,楼梯水平开口长度7.3m,每个楼梯之间间距为17.2m。2005年5月
8、5日上午,南京地下铁道有限责任公司在三山街站组织了一次站台火灾演练。放烟人员于9时26分28秒在三山街站台B端扶梯与电梯中部开始点烟,车控室行车值班员在FAS屏上发现火灾报警信号并向值班站长报告,9时28分站务人员停止电梯运行,通知旅客疏散到2#出入口,9时29分车站广播启动紧急疏散预案,9时29分42秒,车站排烟系统开启,9时30分站台站厅共计150名乘客全部疏散至2#出入口。9时32分15秒上行线由中华门站开到三山街站的列车跳站运行。9时34分30秒车站工作人员疏散到2#出入口
