城市轨道交通地下车站安全疏散评估及应急救援能力提升研究

■ 李治 西安市消防救援支队

目前，城市轨道交通已成为城市发展重要的一部分，然而，地铁运营消防安全问题依旧是人们关注的焦点，地下车站客流量大，人员密集，发生突发事件后，容易造成群体伤亡等严重后果。地下车站安全疏散及消防应急救援能力提升就成为轨道交通运营单位、消防救援部门消防安全管理面临的严峻考验。文章以西安某地铁站为例，利用Legion行人动力学模型开展车站疏散仿真，核验疏散时间是否符合疏散规范要求，结合疏散结果，对地下车站安全疏散和应急救援能力提升给出相关建议。

一、乘客安全疏散模拟测试

（一）测试相关规范要求

1.疏散时间要求

根据《地铁设计规范》GB50157-2013等有关规范相关规定：大客流车站核验远期或客流控制期超高峰小时一列进站列车所载乘客及站台上的候车人员能在6min内全部疏散至站厅公共区域或其他安全区域[1]。

2.疏散设施通过能力和宽度要求

根据《地铁设计规范》GB50157-2013的有关规定，车站楼扶梯的最大通过能力，宜符合表1的规定[1]。

表1 车站楼扶梯最大通过能力

本次模拟考虑最不利情况，采用楼扶梯行人不加速模式的最大通过能力。

（二）客流仿真介绍

1.软件介绍

通过对Legion行人模拟软件系统进行模拟仿真研究，Legion软件可被广泛应用在多种场所、环境之中：包括地铁车站、机场、大型和综合体育场馆，以及人行组织交叉口和零售商业区域等，尤其是换乘站或有大客流的综合交通枢纽。Legion能够模拟行人在走路时的细微动作，以及与周围设施和其他人群的交互联系[3]。这些详细的分析可以被用作实现设计、管理的最优化，以及最大程度地提高公共空间的安全性能，从而减少工程费用，改善需求预测、安全控制以及遇到紧急事故需要疏散时的情况预测。

2.仿真原理

Legion模型为人员疏散的矢量模型，主要的优点是可以通过对个体行为空间结构（Agent-Based）和矢量连续空间结构（Vector）的分析，可以兼顾人员个体行为描述、人数规模和空间区域三个方面，适用于大规模大区域的群体模拟仿真[2][4][5]。该模型主要用来研究人群疏散行为、疏散时间、疏散策略与技术等。Legion采用“最小努力”规则，“实体”在选择下一步动作时，试图最大程度地降低自身的不满意度[3][4]。不满意是由可能会降低他们运动速度的一些身体和心理方面的因素造成的。

二、地铁站疏散模拟测试

（一）车站基本概况

西安某地铁站为明挖地下三层岛式站台车站，有效站台长度为118m，车站共设置7个直通地面出入口（其中4个车站出入口、2个市政过街出入口、1个物业出入口），站台通向站厅的楼扶梯共7部，其中5部为自动扶梯（3部上行、2部下行）、2部为楼梯，楼梯宽度均为2.69m，扶梯宽度为1m，额定速度为0.65m/s。车站分层示意图如图1。

（二）疏散客流分析

根据初步设计阶段客流预测结果及行车组织数据，分别核算初期、近期、远期某地铁站早、晚高峰疏散客流如下表2。

表2 车站各设计时段下站台疏散人数统计表（人次）

结果显示，初期晚高峰超高峰小时一进站列车所载乘客及在站台的候车乘客之和最大，因此，本站疏散模拟客流由初期晚高峰控制。本次疏散模拟站厅乘客为194人，并考虑站台工作人员（10人）。因此，火灾时车站必须疏散人数：824+194+10=1028（人）。为了模拟车站在最不利情况下的紧急疏散能力，紧急疏散发生时间为站台密度最大时刻，即模拟车站正常运行一段时间后，取初期晚高峰时段上行方向列车到达的时间点进行紧急疏散。

（三）模拟测试工况

模拟车站初期晚高峰超高峰小时一列进站列车发生火灾时，紧急疏散的模拟测试工况如下：①站台门打开；②所有的闸机打开；③下行扶梯停用，不参与疏散，上行扶梯和楼梯用于疏散；按照车站正常运营状态下的扶梯维保原则，当上行扶梯检修时，将并列布置的下行扶梯调整为上行[6]。按1部上行扶梯（扶梯5）为检修状态来考虑，与上行扶梯5并列布置的下行扶梯4调整为上行，用于疏散。因此，车站参与疏散的楼扶梯有：扶梯2、楼梯3、扶梯4、楼梯1、楼梯2；灾难发生时出于本能，逃生人员运动速度加快。本次模拟为了更符合真实的疏散场景，车站平地上的疏散行人类型采用中国runner类型。

（四）疏散安全区及疏散方向

在火灾情况下排烟系统的设计能够保证烟气被严格控制在防烟分区内。因此站台火灾时的安全区为站厅层，将站厅区严格控制为无烟区域，在紧急疏散情况下，将人员撤离站台层进入站厅层，即可保证人员的安全。车站乘客疏散流线见图2，乘客疏散出入口为出入口1、2、4、5。

（五）疏散时间统计

车站站台层人员疏散至站厅层的人数动态变化曲线见图3，由图可知，站台人员在129s内，即2.15min内全部进入站厅，疏散时间满足6min内全部疏散至站厅公共区域的要求。

车站站厅层疏散出的人数动态变化曲线见图4，由图可知，本站车站内的所有人员包括站台内的候车乘客、站厅内的乘客，撤离站厅的时间需要156s，即车站人员总疏散（清空车站）时间为156/60=2.60min。

（六）模拟测试结论

某地铁车站紧急疏散模拟考虑1部上行扶梯（扶梯5）处于检修状态、同组下行扶梯4调整为上行、与其余2部上行扶梯和2部楼梯用作疏散的工况下，控制期（初期晚高峰）超高峰小时一列车进站所载乘客、站台上候车人员在2.15min内全部撤离站台层到达站厅层，疏散时间满足6min内全部疏散至站厅公共区域（安全区），符合疏散要求[2][6]。

三、安全疏散和应急救援能力提升建议

（一）地铁车站定期开展安全疏散和应急救援能力评估

地铁在设计、建设之初以预防火灾为主要灾害制定预防措施。在安全疏散设计中，设置安全出口、疏散楼梯、消防电梯等疏散设施，以及影响安全疏散的消防设施如防排烟系统、消防应急照明和疏散指示系统等，从疏散距离、楼扶梯宽度、安全出口数量、疏散时间等方面控制和提高突发情况下应急疏散效率[7]。因此运营单位在日常消防安全管理中，定期对影响车站安全疏散设施进行消防安全评估，尤其换乘车站、大客流车站要综合车站高峰期或节假日客流，对车站可用安全出口数量、疏散路线、通风排烟、应急照明等关键要素进行评估，对车站自身防灾减灾能力进行定期分析，包括地铁车站微型消防站人员配备、装备品种、车站灭火和应急救援能力、运营单位后勤及经费保障等内容进行评估检查，提升地下车站的安全疏散和应急救援能力。

（二）消防救援部门加强联勤联建

1.对地铁车站开展熟悉调研

各城市消防救援部门针对辖区内地铁车站开展“六熟悉”调研[7]，了解车站建筑情况、线路情况、单位平面图；熟悉车站固定消防设施包括安全疏散设施（安全出口数量、疏散楼梯及形式、消防电梯）、气体等灭火系统、消防供水系统、防排烟系统，站台紧急停车按钮、紧急报警对讲按钮、屏蔽门紧急开关、列车紧急开门应急装置。熟悉地铁车站重点部位、位置及使用性质，熟悉地铁车站周边单位名称、距离、使用性质；熟悉地铁车站周边道路名称、方向、宽度、通行能力、是否停靠消防车辆等；熟悉地铁车站及周边单位微型消防站概况，包括负责人、联系电话、器材配备等；熟悉地铁车站500m范围内水源情况；熟悉地铁车站出入口路线、可达区域、是否可以沿梯铺设水带/救生照明线等。通过熟悉调研，绘制地铁站主体平面图，包括地面层、站台层、站厅层，且包括疏散通道位置、设备用房等辅助用房位置。

2.制订地铁灭火救援预案

消防救援部门编制地铁灭火应急救援预案工作时，要坚持“立足实战、突出重点、科学实用、分级负责、集中管理”的原则，调研分析基本情况，研究测试切实可行的应急救援技战术措施，实现科学高效处置地铁火灾灾害事故的目的。应急预案分为三个等级，一级预案是总队级应急救援预案，主要针对整条地铁线路编制预案。二级预案是支队级应急预案，主要针对地铁站点编制，同时包括保障、特殊灾害、应急指挥等内容。三级预案是中队级应急预案，主要针对辖区地铁站点编制的预案，包括攻坚、排烟、通信、保障等内容。

3.加强联勤联建应急救援

一是为全面适应地铁应急救援需要，各城市消防救援部门切实打造一支专业的地铁灭火救援专业队伍，按照队伍类型进行地铁火灾、列车脱轨、列车相撞、地铁车站或区间水害等灾害处置训练，并指导全市地铁沿线消防救援站开展专项训练。二是政府有关部门牵头，会同消防救援等部门开展地下车站安全疏散及应急救援提升专项行动，运营单位和消防救援部门通过日常对地铁车站检查、调研、演练等活动加强联勤联建，提高地下轨道交通应急救援体系。