吴波，刘浪，乐梅，张兴建

(1重庆市城乡建委 重庆 400014 2重庆交通大学 重庆 400074 3重庆市轨道交通公司 重庆 400042)

城市轨道交通紧急疏散下交通控制和组织分析

吴波1，刘浪2，乐梅2，张兴建3

(1重庆市城乡建委 重庆 400014 2重庆交通大学 重庆 400074 3重庆市轨道交通公司 重庆 400042)

紧急疏散是在极端危机中的产物，因而其首要宗旨就是要尽可能地保护公众的安全，就是要在尽可能短的时间内把更多或是全部的公众转移到安全的地点。因而适当的交通组织和交通管制是十分必要的，是解决紧急疏散的最有效方法。

紧急疏散；交通信息；最优路径

前言

突发事件是指在较大范围内影响城市交通系统运行状态的事件。城市轨道交通车站乘客紧急疏散与人员的生命安全直接相关，如何有效地缓解疏散情况下的人员拥挤，防止群死群伤事故的发生，已成为当前国内外公共安全领域研究的热点和重点，也是城市轨道交通的重要组成部分。城市轨道交通人员的紧急疏散就是在发生各种突发事件时，在一定的时间内将站内所有人员安全地疏散到安全区域。从紧急事件发生后，应急目标的要求出发，分别对紧急疏散、快速援救和紧急反应机制的建立进行研究。通过对车站站场的扶梯、站台形式与尺寸、站台建筑物的调查，对紧急状况下基础设施的紧急疏散能力进行分析，同时结合站台的结构形式对紧急疏散的管理策略进行研究，对列车行驶在桥梁系统上发生紧急状况时的疏散能力与管理技术进行研究；在快速援救方面，采用图论理论，基于轨道线路与城市道路网的连接点对医护救援的影响分析，应用Dijkstra算法对交通网络中的快速援救线路进行计算，确定出在恐怖袭击下，对人员救护最短的线路；在快速反应机制方面，主要基于及时性、有效性、灵活性的考虑对机制建立的相关问题进行研究。这将对城市轨道交通的安全运行具有重要意义。

1 紧急疏散下交通控制和组织的目标及原则

紧急疏散情况下的交通控制及组织需遵循以下原则：

为轨道车站直接影响区内要疏散的人员提供安全、高效、可靠的交通服务；确保轨道车站直接影响区内所有要疏散的人员安全有序地进行疏散；在充分保障紧急疏散交通需求所需道路空间及交通设施的前提下，尽量减少紧急疏散交通出行系统对城市日常交通系统的不良影响；人员的疏散主要依靠公共交通来实现；在轨道车站直接影响区内主要采用步行方式来往于家、工作单位和救援车辆搭乘点等。

2 紧急疏散下交通服务的主要内容

在非常态事件紧急疏散中，当地交通部门最重要的工作与责任，便是根据地理资料、人口数据、交通工具、可供运用的警力等数据选择适当的避护所，规划最佳疏散路线，作最有效率的警力部署，协调其它相关部门如消防、医疗救护、公安、工程抢险、安全、环保、卫生防疫和质检等协助灾区的交通管制、交通疏导及人员疏散工作。

如何以最短时间，将车站直接受影响区内民众疏散到安全区域，各项紧急应变的疏散计划即是为了解决这些问题而拟定。

有关的疏散方案可分为两个层面：

一是民众反应行为层面：主要研究在不同非常态事件下，预警时间对个人反应行为及准备时间的影响，亦包含不同反应行为对疏散时间的影响。

二是交通工程层面：主要研究在非常态事件下利用道路路网疏散的问题。主要可分为硬件的部分(如车道宽、车道数、路口设计、速限、道路容量等)与软件的部分(如交叉口管制措施、信号灯设施限制等)的影响。

对于交通工程层面的路网疏散有以下几个重要的性质：

（1）疏散过程是一种依时(time dependent)过程；车辆与路段流量皆为时间函数，随着时间改变。

（2）疏散人员行为与一般指派不同。一般指派是以最短路径或旅行成本为考虑，而疏散过程可能因为疏散混乱及道路容量与流量因素等选择较远路径前进。

（3）疏散人员的数量与地区型态、事故发生时间相关。通常可区分为一般工作日、周末假日或旅游季节等不同时段的疏散。

（4）路网的容量与服务流量，将是决定疏散时间的重要因素。当现有路网容量不足时，将导致疏散时间的增加。

（5）交通管制(交通工程设施如路口设置及信号灯管制、交通警察指挥管制)将可改善疏散时间。

因此，本文案例中紧急疏散情况下的交通服务的主要内容有以下几方面：

（1）利用多种方式对观众进行宣传并随时提供交通信息服务。

（2）对道路和交叉口进行交通控制。

（3）设立必要的救援和疏散专用通道及线路，在尽量减少对日常交通的影响的基础上，保证群众安全顺畅的救援和疏散到安全地。

（4）对疏散车辆提供泊车及临时停靠的管理服务。

（5）直接影响区内的群众流进行交通组织和管理(对搭乘疏散车辆的群众到达或离开疏散车辆停靠点进行有效组织；对步行或自驾车群众的撤离进行有效组织)。

3 紧急疏散下的交通信息服务

信息中心提供城市交通紧急疏散时的交通信息服务，信息的收集、处理及发布的渠道方法如图1所示。

在城市道路系统中，提供交通信息的方式主要有交通管理综合信息系统、检测系统、接处警系统。输入的交通信息由控制中心内部的信息中心与交通部门一起进行信息融合及交通组织管理，并实时发布非常态事件原因、事件处理情况、所采取的交通控制和交通状况信息，让出行者、运营者、所有交通参与者及时了解交通信息，消除群众的恐慌心理，对车辆、出行者等给予一定的诱导和控制，以合理分流交通流量，减少非常态事件对正常交通的影响，保障应急通道畅通。

信息的发布有以下几种方式：

（1）面对面和门对门的提醒，通过警察、电话系统联系或者大喇叭广播由疏散管理者来发布信息。

（2）无线广播电台，采用专用频率的交通广播进行道路交通信息实时发布，进行交通诱导。重庆已开设专用的交通信息台，这些电台向驾驶员提供道路上的交通状况，包括拥挤情况和一些事故等，其覆盖范围可达全市。

（3）车载电话，利用车内装载的蜂窝电话向驾驶员提供信息。目前我国有少量车辆装有这种设备，有的出租汽车公司还辅之以全球定位系统(GPS)来进行车辆调度。

（4）交通信息电话查询，可提供交通信息查询服务。

（5）交通诱导信息显示屏(variable message sign)、公交信息屏、Internet交通信息、电视交通信息广播等途径。

（6）交通信息短信，目前城市中手机普遍应用，可与移动通信部门合作，采用群发短信等形式，将个人持有的手机作为信息终端，便捷高效低成本地让公众随时知晓危机信息，并能指导市民在最快的时间里采取避难措施。

4 紧急疏散下的交通控制

4.1 道路控制

利用现有路网及交通状况进行交通组织，为直接、间接影响区两区的车辆提供便利的服务，使群众得到及时的疏散和救治，可考虑组织单向交通线路和专用通道。

单向交通是指只允许某一种或几种交通工具朝单一方向行驶的道路交通组织形式，其道路也叫单行线。

单向交通组织优缺点见表1。

表1 单向交通的优缺点

轨道交通紧急疏散时单向交通组织管理原则如下：

（1）在机动车双向行驶时，交通饱和度很大，且运行可靠性很差，可考虑设置单行线。

（2）实施范围是交通供需矛盾突出，交通拥挤，路网密度高的区域。

（3）单向交通的实施必须与其他交通管理措施协调一致，如禁左、禁右。

（4）单行道道路长度应尽量长些，否则，路段易受两端的干扰，实施效果会打折扣。

（5）单行道应尽量放在交通容易组织的主干道路上。

4.2 交叉口控制

城市交通紧急疏散时交叉口控制的原则为：有针对性地解决拥堵交叉口的交通问题；城市交通紧急疏散时主干道担负重要的疏散任务，拥有最高优先级，要确保主干道的交通通畅。

5 Dijkstra最优起讫点及最优疏散路径研究

5.1 Dijkstra路径分析模型

交通网络上相邻两个节点之间的交通线路称作 “路段”。交通网络上任意一对交通产生点和吸引点之间，从产生点到吸引点一串连通的路段的有序排列叫做路径。一对交通产生点和吸引点之间可以有多条路径。

路径分析是网络分析模型中应用比较广泛的一种，它的核心是求解最优路径。所谓最优路径，就是一对交通产生点和吸引点之间的路径中交通阻抗最小的路径。设P是从交通产生点到交通吸引点的一条路径，路径P的交通阻抗是P中所有路段的交通阻抗之和，记为ω(P)。最短路径问题就是要在所有从交通产生点到交通吸引点的路径中，求出一条阻抗最小的路，即求一条从交通产生点到交通吸引点的路径Po，使

称Po是从交通产生点到交通吸引点的最优路。

交通阻抗是指交通网络上路段或路径之间的运行距离、时间、费用、舒适度或这些因素的综合。具体到不同交通网络，其含义随人们的关注点不同而有所偏重，因此最优路径的求解可以细分为：求解最短路径、最快路径和费用最小路径。

最快路径是在求解最优路径时，以时间作为交通阻抗进行计算所得出的路径。

5.2 Dijkstra最优疏散撤离路径及起讫点

最优疏散撤离路径就是从事件直接影响区(evacuation zone)内的一系列最优疏散撤离出行产生点((originating or evacuation exit points)到一级间接影响区中的疏散撤离中转点(站)C designated shelters)的最优路径。

在非常态事件中最优疏散撤离路径的寻优目标是使全部需要紧急疏散的民众全部能疏散撤离出事件直接影响区的总时间最短。

假设有Q辆车需要全部通过某一路径，那么它所需要的总时间为：

式中：t'—Q辆车全部通行完某一段路径所需要的时间，min；

m——该路径由m个路段组成；

i——路段编号；

n——可用的车道数，因此Q/n是Q辆车全部通行完所需的车次数；

tri——每车次车辆行驶完，路段所需的时间；

twi-i——路段相邻车次的等待间隔时间。

而事实上，道路在单位时间内每车道通过的交通量为该道路的实际通行能力，可以由下式来计算：

式中：C——道路单车道的实际通行能力，pcu/h；

t——平均实际车头时距，min。

6 救援和疏散车辆停靠站设置

事件直接影响区主要居民小区和商场超市都在快速路和主干道边上，9.5.2最优起讫点也是在快速路和主干道的节点上，所以救援和疏散车辆的停靠站设置的原则是：

（1）不能在交叉路口上。

（2）在快速路和主干道上，最好与现有的公交站点相一致。

（3）为便于疏散群众步行搭乘，停靠站的间距大致在1000~1500 m。

7 轻轨车站直接影响区群众流的交通组织

在轻轨车站直接受影响区内群众集散量比较大，其中大部分群众都是步行到疏散车辆的停靠站，再乘坐疏散车辆离开疏散区域，所以车站直接影响区内群众步行交通是整个紧急疏散交通系统的起始点，是要疏散区域内部群众的主要交通方式，其组织的好坏直接关系到整个疏散交通的成功与否。

步行流本身的流体特点由步行流的组成群体及其步行目标决定。例如在杨家坪商业区的步行街，步行人群的来往方向、方式及需求都不一致，且外部因素对其影响很大，步行方向及目的地也比较随意，所以此种步行基本形成不了明显的流体特性。而一般步行便道上的人群由于数量较少且出行时间不很集中，再加上人们的出行目的不同，所以会形成一种间断的、不稳定的步行流。但在紧急疏散时，步行群体的目的性比较统一，大多数都是为了离开现场到救援和疏散车辆的停靠站去乘坐交通工具，所以步行流的整体特性比较强，受其他因素的干扰较小，而且出行时间也比较集中，高峰强度较高。所以紧急疏散其直接影响区区域的步行交通是一种流动性、整体性很强的运动体，具有流体的易渠化、易导向性等运动特点。

因此，需要有畅通的信息发布、合理的交通指示标志和引导员(交警)，使人们能很快地清楚目的地的通道走向，合理地利用不同的道路，避免人员的穿插，保证较好的秩序前往不同目的地。

8 结论

详细分析了紧急疏散下轨道交通车站外的交通组织和交通控制，在此基础上重点介绍了Dijkstra最优起讫点及最优疏散路径研究，并给出了轨道交通车站外直接影响区域的紧急疏散策略。

[1]朱自强.城市轨道交通建设项目管理指南[M].北京:中国建筑工业出版社，2010.

[2]练松良.轨道工程[M].北京:人民交通出版社，2009.

[3]刘铁民.安全评价方法指南[M].北京化学工业出版社，2006.

Urban Rail Transit Traffic Control and Organizational Analysis in Emergency Evacuation Situations

Emergency evacuation is a product of extreme crisis,so his primary purpose is to protect the public safety as much as possible.The most effective way is to have the appropriate traffic organization and traffic control to evacuate the public people to a safe location within the shortest possible time.

emergency evacuation;traffic information;optimal path

TU984.191

A

1671-9107（2011）02-0001-04

基金论文：本文依托重庆市建委科技项目，城科字2009第57号《城市轨道交通紧急事件撤离技术研究》

10.3969／j.issn.1671-9107.2011.02.001

2010-11-29

吴波（1963-），男，重庆人，重庆市城乡建设委员会总工程师，工学硕士，主要从事城市建设管理研究。

责任编辑:余咏梅