赵保锋，晋 君，陈庆龙，冯 瑶通信作者

(1.天津三号线轨道交通运营有限公司，天津 300190；2.中国船级社质量认证公司天津分公司，天津 300457)

0 引言

依据《地铁设计规范》[1]和《城市轨道交通运营企业安全生产标准化评价实施细则》[2]内的相关要求，须满足事故条件下人员在6min内全部疏散到安全区域的要求，但对于如何证明地铁车站设计满足人员疏散的要求并没有进一步解释。目前大多数的验证手段均为经验公式计算或数值模拟。对于人员安全疏散理论的研究，国外的研究要比国内的研究略早一些，美国的消防工程师手册 (SFPE Handbook of Fire Protection Engineering)中对人员的疏散参数选取原则有较为明确的描述，早期国内的消防性能化评估工作中经常引用SFPE中的相关参数。近年来，随着国家经济的突飞猛进，地铁行业得到了前所未有的发展，对于地铁站这种具有特殊使用功能的建筑形式，人员疏散理论研究尤为重要。

1 地铁安全疏散理论概述

1.1 建筑消防安全疏散理论

消防安全疏散中人员安全疏散的性能判据为：人员能在火灾达到危险状态之前全部疏散到安全区域，按照规范的原则，供人员安全疏散用的封闭楼梯间、防烟楼梯间、室外楼梯的入口门和一层直通室外的门即为安全出口，人员到达封闭楼梯间、防烟楼梯间、室外楼梯的入口门或一层的外门，即完成了安全疏散的过程[3]。总疏散时间为：

TRSET=Td+Tpre+k·Tt

(1)

式中：Td为报警时间，Tpre为响应时间，Tt人员疏散行动时间，k为安全系数[4]。

1.2 地铁安全疏散理论

《地铁设计规范》于2013年完成修订工作，新版的规范里给出了乘客从站台层疏散的计算方法，即:

(2)

对于运营期间的地铁车站来说，公式中疏散的人员数量实际是客流控制期中超高峰小时站台上的最大候车乘客与列车所载的最大客流断面流量之和。一般来说这些数据要查找设计文件才能得到。考虑到地铁车站的特殊性，设计了电扶梯疏散，式中：A1实则是扶梯的疏散能力，A2则是疏散楼梯的疏散能力。值得注意的是，在2013版的规范里，对于总人员的计算进行了修改，车站员工需要参加指挥、协助、引导人员疏散和扑救初期火灾，所以不再计算在疏散人员内。

2017年由中国安全生产科学研究院、中国标准化研究院等单位起草的《地铁安全疏散规范》[5]中进一步明确了车站安全疏散的总体要求。其中包含了地铁车站站台、站厅、列车等场景下疏散经验公式，进一步明确了疏散参数的取值及计算方法。这里与《地铁设计规范》不同的是，站台层事故安全疏散时间为预反应时间、人员疏散至楼扶梯的时间、楼扶梯上平均滞留时间、通过楼扶梯的时间以及通道非均匀性偏差时间之和。

国内关于地铁安全疏散的规范主要有GB50157-2013和GB/T33668-2017，从经验公式上看，后者要严于前者，考虑了疏散过程中的滞留、阻碍等因素，但后者是推荐性标准，且在第一条“范围”中明确指出，该标准的使用范围为新建工程的安全疏散设计及运营工程的疏散安全管理，所以早年设计的地铁是否在运营期间完全按照后者计算还有待商榷，但GB/T33668-2017对运营过程中的应急管理仍有一定的指导意义。

2 案例应用与分析

笔者选取某地铁站的疏散模拟案例进行分析，以期发现日常管理中常见的问题，并针对法律法规的学习给出自己的理解，以优化相应的模拟结果。

2.1 数值模拟应用案例

模拟环境下选取的地铁站为地铁二级车站，有效长度为120 m、宽度为13 m，设有2个安全出口，车站示意图如图1所示。

图1 车站示意图

地铁车站中需要疏散的人员包括站厅、站台和列车的乘客及工作人员。乘客的男女老少选取比例参考《中国统计年鉴2021》，车站预测远期高峰小时客流量如表1所示，通过计算可以得到，最大高峰客流量存在于早高峰，设计下行客流量为9 695人/h。客流高峰时间段最小发车间隔为3 min。故站台上行方向候车人数为480人，下行方向候车人数为485人，列车中乘客共1 380人，数值模拟过程中的人员参数设置情况如表2所示。

表1 车站预测远期高峰小时客流量

表2 地铁仿真模型中疏散人员数量

站台和列车乘客的疏散开始时间为100 s，疏散运动时间为540 s，总疏散时间为640 s完成人员疏散全过程，不能满足6 min的要求。

2.2 理论研究及分析

1)Q1最大客流断面流量实际上并不是一列车满载客流量，而是按照超高峰小时一列进站列车所载客流，它的取值一般可以从设计文件或者后期的调研文件中找到，对于最大客流断面流量的计算，在学术研究里有多种估算方法，这个数值是大于定员人数还是小于定员人数，主要还是取决于一个城市的发展情况，城市的规模、人口数量对其影响很大。故认为在进行数据选取时还应以有资质的设计院出具的计算结果为依据进行计算。

2)Q2站台上最大候车乘客选取相对容易，客流控制期超高峰小时站台上车的最大候车乘客，认为可以理解成同一时刻(即达到高峰小时客流量的时刻)同时进入上、下行的乘客总数，而超高峰系数的选取按照标准应该处于1.1～1.4，这里系数的取值也应该参考城市规模，对于一线城市，笔者推荐选取1.4，而针对本案例中的二线城市，笔者推荐选取1.2～1.3进行计算。

Q1=Max{(7 370+1 357)，(6 361+1 149)}/20×1.2=524人(人数取整数)

3)扶梯通过能力计算参考本市的地铁扶梯通过能力整体情况，即121人/min·m。故2部1 m的扶梯整体通过能力为242人/min，但在规范中要求计算时须假设一部扶梯失效，故计算时按照整体通过能力121人/min进行计算。

4)疏散楼梯通过能力计算参考本市的地铁扶梯通过能力整体情况，事故疏散状态为单向上楼通过人数3 700人/h，4.8 m总宽度的楼梯通过能力为296人/min。

将参数带入到公式中计算，3种情景下对应的疏散时间为3.73 min，即224 s。

3 结语

按照《地铁设计规范》进行计算得到的人员疏散时间为224 s，某站的疏散时间满足规范要求，但在列车超员状态下会严重影响疏散时间，大客流状态下应予以关注，这与数值模拟案例中计算得到的640 s差异较大，部分原因是由于参数的选取导致的。

此外在数值模拟过程中，人员的参数选择对于结果的影响也较大，比如人的肩宽、楼梯的运行速度、人的运行速度、人的分布情况等。上述案例是典型性能化模拟中的常见案例，对于地铁这样具有特殊使用功能的建筑来说，模拟的参数选择上更应该考虑到地铁的实际情况，而不是仅仅参考《建筑设计防火规范》、SFPE等通用规范。虽然《地铁安全疏散规范》是2017年发布的规范，而早期地铁设计主要参考的是《地铁设计规范》，但在《地铁安全疏散规范》中却给出了人员的行走速度、楼梯的通过能力、扶梯运行和停运状态下的通过能力、栅栏门的通过能力等，这些参数的选取都是经过大量数据统计得到的具有符合中国国情可参考的数据，这对运营过程中的应急能力评估具有指导意义。