地铁出口条件对人员疏散的影响分析(1)
2014-03-05 01:00
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摘 要:采用计算机仿真技术,综合考虑建筑物结构和人员行为对
摘 要:采用计算机仿真技术,综合考虑建筑物结构和人员行为对疏散的影响,建立了地铁车站的疏散模型,并利用该模型详细模拟了各种不同出口条件下的人员疏散过程.通过模拟,获得了每个时刻的人员分布状态,找到了不利于人员疏散的“瓶颈”位置,分析了地铁出口条件对于人员疏散的影响.关键词:地铁;人员疏散;疏散时间;疏散模型
0 引 言
地铁,被称为世界上最安全的交通工具,现代城市不可或缺的交通工具.统计资料表明,它与路面交通工具发生事故的比例是1∶100[1].但是大量的地铁火灾、爆炸及恐怖袭击事故的发生,已经给人们带来了巨大的财产损失和人员伤亡.2005年7月8日刚刚发生的伦敦地铁爆炸事件再次让世人震惊,造成56人死亡.因此,对一旦发生紧急事故,如何快速安全地将危险区域内的人员撤离到安全区域研究具有非常重要的意义.
人员疏散问题是一个涉及建筑物的结构、火灾的发展过程和建筑物内人员的行为三种基本因素的复杂问题.目前在计算疏散时间时,大部分情况下都是只考虑了疏散通道总宽度的影响,采用简单的公式法来计算[2～4].这种方法无法考虑建筑物结构和人员行为对于人员疏散的影响,从而也就没有考虑出口条件的影响.
近年来,随着计算机数值模拟技术的迅速发展,国内外研究人员开始了人员疏散模型的研究.根据Gwynne等人的统计,当前国际上已经建立和正在开发的人员疏散模型大约有22种,其中EV ACNET[5]、EXODUS[6]、EXIT89[7]、Simulex[8]、HAZARD1中的EXITT模型[9]、FiRECAM程序中的人员逃生子模型[10]等受到了人们较多的注意.
探讨地铁出口条件对人员疏散的影响,本文采用计算机仿真技术,建立了地铁站台的疏散模型,对地铁站台的人员疏散情况进行了详细的模拟.
1 型的建立
采用精细网格法,建立了某地铁侧式站台的计算机仿真模型.精细网格法是把建筑平面空间划分为许多小的网格节点.网格中的每一个位置称为一个节点.在不同的模型中,节点的网格大小和形状也有所不同,该地铁模型中选用0.5m×0.5m的正方形网格,与真实情况下一个人员所占的空间相符[11].每个节点可以用弧线与相邻的八个节点相连接,如图1所示.人员可以沿着弧线从一个节点到另外一个节点移动.但是在同一时间内,一个节点只能由一个人员所占据.用这种方法可以比较准确地表示建筑平面空间的几何形状及其内部障碍物的位置,并可在人员疏散的任意时刻确定每个人的准确位置[12].
（转载自http://zw.NSEAC.com科教作文网）
对象为一单层侧式站台,车站有效长度为146.7m,宽度为96.8m,高度为4.76m,车站断面示意图如图2所示.由于侧式站台两边是对称的,所以选用站台的一侧建立疏散模型,该侧站台一共有两个疏散通道和一个正常出入口.
疏散的初始人员分布状况:有一列载着乘客(1200人)的列车停靠在站内,而站台上也随机分布有300人(其中包括工作人员和候车人员),因此该站内共有1500人.由此,建立该站台的人员疏散模型如图3所示.图中小黑点表示地铁中的人员.人员的步行速度将依据其性别、年龄、身体健康状况的不同在0.8m·s-1～1.5m·s-1的范围内随机给定.
利用该模型,可以清楚地看到每个时刻人员的分布情况,如40s后人员的分布如图4所示.从图中可以发现,在疏散通道附近出现了明显的不利于人员疏散的“瓶颈”现象.
2 模拟结果及其分析
实验表明[13],人们对于出口的选择,主要与人员对于出口的熟悉程度(包括正常出口和紧急出口)、离出口的距离和紧急出口的状态(是打开还是关闭)三个因素有关.为了有效地利用每个出口,提高人员疏散的效率,下面将利用地铁的疏散模型,分析比较各种不同出口条件下人员的疏散情况.
