■ 刘国政 林鸿全 李锦 林锐浩 黄裕锋

1 研究背景

随着经济发展和城镇化建设，我国城市人口快速增长，城市交通压力日益增大。同时，我国机动车数量以15%的年均增长率快速增长，但道路年均增长率仅有2．5%，道路的增长远远满足不了机动车数量的增长。由此带来交通拥堵、环境污染等一系列问题，并日趋严峻，在该背景下，城市轨道交通成为解决城市交通拥堵最主要的途径。

胶轮有轨电车是一种全封闭方式，以高架敷设为主，采用橡胶轮胎，利用电力驱动技术在专用线路上实现载客的小运量公共交通系统。胶轮有轨电车与其他轨道交通相比，建造周期短、建设成本低，承担城市轨道交通接驳、补充的功能，弥补公交系统的不足、降低对小汽车的依赖，解决交通问题。

通过韩国大邱地铁火灾事故、莫斯科地铁爆炸事故以及我国北京、上海等地发生的事故来看，城市轨道交通事故的发生不可能完全杜绝。而胶轮有轨电车全程高架铺设，与一般地铁或有轨电车相比有其特殊性，在区间疏散过程中高架走行线路复杂；并且，各大城市道路拥堵、空气污染严重，都急于发展包括胶轮有轨电车在内的城市轨道交通系统，研究其区间乘客疏散问题越来越急迫。因此，对于胶轮有轨电车的区间疏散研究具有深刻意义和必要性。

2 城市轨道交通区间疏散事故类型及疏散方式

2.1 区间疏散事故类型

对近年来国内外城市轨道交通运营安全事故进行统计和分析，可将需要进行区间疏散的事故分为紧急情况和非紧急情况2种。

2.1.1 紧急情况

（1）严重车辆事故。因列车发生脱轨或相撞等危及乘客人身安全，需要消防破拆、大件吊运等外部力量来协助疏散的严重事故。

（2）火灾、爆炸、毒气泄漏、地震等事故。因火灾、爆炸等危及乘客人身安全且不具备救援条件、无法维持进站后处理的事故。

2.1.2 非紧急情况

因供电中断、车辆故障等原因导致列车无法继续运营但不会危及乘客人身安全且不具备救援条件的事故。

城市轨道交通运营事故分布见图1。由图1可以看出，火灾事故是威胁城市轨道交通运营安全的最主要因素，其发生事故量约占总事故量的65%；其次是列车脱轨、相撞事故，约占13%；爆炸、毒气泄漏约占11%；供电中断、车辆故障所占比例较小。紧急情况下的运营事故发生频率明显较高，且其破坏性强、疏散组织难度大，导致伤亡情况严重。因此在胶轮有轨电车的运营管理中，应重点关注紧急情况下的运营安全事故，提高胶轮有轨电车的乘客区间疏散效率和安全性，防止踩踏等二次伤害事件的发生，减少人员伤亡，减小事件对运营服务的影响。

图1 城市轨道交通运营事故分布

2.2 区间疏散方式

胶轮有轨电车因其高架特点，在突发事件发生且列车发生故障无法自行行驶时，需采用一种或多种区间疏散方式疏散乘客，如引导疏散、纵向疏散、横向疏散以及垂直疏散等，使乘客安全撤离[1]。

2.2.1 引导疏散

当列车在区间不能运行时，行车调度员在确定后方车站进路及后一区间空闲，且后续列车已经在后一区间车站扣车后，通过广播指挥救援人员或引导乘客打开端门从故障列车转移到逃生通道中，并引导乘客由逃生通道有序步行至就近车站。引导疏散示意见图2。

2.2.2 纵向疏散

列车发生故障无法自行行驶时，可由救援列车从前（后）方接近故障列车，在距离故障列车一定距离时停稳。随后救援人员在司机室之间搭建救援渡板，将乘客全部引导转移至救援列车上，然后收回救援渡板，将两车解钩。救援列车运行至车站，疏散乘客。纵向疏散示意见图3。

2.2.3 横向疏散

当故障列车在区间无法运行时，可安排救援列车运行至故障列车的平行位置停车，救援人员将横向救援渡板搭建于对应的两列车客室门之间，将乘客从故障列车转移到救援列车，撤下救援渡板，救援列车运行至车站，疏散乘客。横向疏散示意见图4。

图2 引导疏散示意图

2.2.4 垂直疏散

当列车发生故障无法继续运行，且该列车存在爆炸、火灾等可能的安全隐患时，可在故障列车下方搭建消防救援云梯，将故障列车上的人员全部疏散至地面。垂直疏散示意见图5。

3 胶轮有轨电车疏散时间

胶轮有轨电车区间疏散时间一般包括2种：一是乘客等待救援时间，属于间接耗时；二是乘客的直接疏散耗时。

胶轮有轨电车（2辆车编组）在前后车头均配置了1个应急疏散门，并且每侧有2个侧门。

胶轮有轨电车站间距一般约为1 km，设定胶轮有轨电车发生故障时距两端车站的距离L=500 m。

3.1 引导疏散时间

图3 纵向疏散示意图

图4 横向疏散示意图

图5 垂直疏散示意图

引导疏散时，疏散时间由2部分构成：乘客从列车应急疏散门到疏散平台的时间t1和乘客从疏散平台上步行至车站的时间t2，则引导疏散时疏散时间为：

在乘客通过应急疏散门时会发生拥堵，通过出口流量为：

乘客通过应急疏散门到达疏散平台的时间为:

式中：w0为逃生出口的有效宽度，m，参考胶轮有轨电车团体标准，应急疏散门的宽度为0．60 m，有效宽度取实际宽度的95%[2]，即w0=0．57 m；s0为人员密度，人/m2，参考胶轮有轨电车的团体标准，采用定员人数6人/m2；v0为人员平均疏散速度，m/s；W为乘客数量，人。

根据有关学者的研究[3]，紧急情况下，人员的平均疏散速度为：

将s0代入式（4），求得v0=0.281 m/s。

将w0、v0、s0代入式（2），得到出口流量f0=0.96 人/s。

按照2辆车编组进行计算，根据团体标准每节车厢70人，W=140人，故乘客通过疏散门的时间为：

根据美国NFPA 130—2014《固定导轨运输和有轨客运系统标准》对乘客行动能力的相应规定，乘客的步行速度约为1 m/s[4]。因此乘客从疏散平台步行至车站站台所需时间为：

因此采用引导疏散的疏散方式总费时为：

3.2 纵向疏散时间

纵向疏散时，疏散时间由2部分构成：救援等待时间t1（从事故发生到救援车辆到达，并放置好渡板进行疏散）和直接疏散时间t2（包括乘客从事故车辆疏散到救援车辆的时间t3和救援车辆收起渡板解除制动出发的时间t4），则纵向疏散时间为：T= t1+ t2。

按照行业标准，一般情况下救援车辆到达现场的时间为6 min。因胶轮有轨电车多采用全自动运行系统和车站无人值守，理想状况下救援车辆到达车站清客时应急抢险队或巡逻的工作人员已在车站等候上车救援。救援车辆到达后采取制动，因事故车辆无工作人员，需要运营控制中心（OCC）工作人员通过广播和可视化对讲指导乘客打开车门放置渡板，打开车门放置渡板的时间约为3 min，则救援等待时间t1=9 min。

乘客通过疏散门到达救援车辆的时间t3可参考引导疏散中乘客通过疏散门到达疏散平台的时间，所以t3=146 s。

救援车辆收起渡板解除制动出发时间t4约为2 min。

因此，纵向疏散时间T=t1+ t2=t1+t3+t4=540+146+120=806 s。

3.3 横向疏散时间

故障列车在上（下）行无法运行时，等待下（上）行救援列车救援时间与纵向疏散时间大致相同。

乘客通过侧门及救援渡板从故障列车疏散至救援列车，救援渡板的宽度为0．80 m，逃生通道的有效宽度为0．76 m，求得通过救援渡板的时间为55 s。

因此，横向疏散总费时为：

3.4 垂直疏散时间

参考目前社会消防救援云梯的配置原则，出动云梯车赶到事故现场一般需要10 min，到达现场后55 s可完成升梯准备，基本保持在1．5 m/s的速度进行升降作业，单次可载6人。

假设上下云梯需5 s完成，云梯车升降过程中作匀速运动，则利用云梯救援的疏散时间为：

式中：Q为疏散的总乘客数，参考胶轮有轨电车团体标准，按2辆车编组的列车定员人数进行取值，Q=140人；q为单次疏散乘客数；H为升降高度，参考某地的胶轮有轨电车可行性研究报告，桥下净空高度不低于5 m，加上车底到轨道的高度，H取5．5 m；v为云梯车平均升降速度。

将数据代入式（5），得：

因此，云梯垂直疏散总费时为：600+55+288=943 s。

3.5 小结

不同疏散方式耗时对比见表1。由表1可知：引导疏散总耗时最少，为10 min左右，达到疏散要求；除引导疏散无等待救援时间外，其余3种疏散方式等待救援时间均超过9 min，乘客在车内易造成恐慌等情绪；垂直疏散方式用时最长，疏散效率较低。

不同疏散方式经济性及安全分析见表2，通过表2的分析对比可知：纵向、横向、垂直等疏散方式会产生一定经济成本，实施难度普遍较高，不易开展，安全性低，对运营影响较大，受影响因素较多，易造成事故，在胶轮有轨电车区间疏散时不推荐采用这几种疏散方式；引导疏散方式无救援等待时间，疏散效率高，对运营影响较小，胶轮有轨电车站间距较小，易指导乘客疏散，无特殊情况下建议采用引导疏散的救援方式。

表1 不同疏散方式耗时对比 s

4 区间疏散方式的选择原则与要求

4.1 总体原则[5-6]

（1）在保证安全的情况下，尽可能地将列车行驶至前方站台或退回至发车站，尽量避免区间疏散。

（2）救援列车严禁载客救援。

（3）当列车被迫停在区间等待救援时，OCC应利用车内广播或可视化对讲机安抚乘客。

（4）各部门必须协同监护进行疏散救援。

（5）在列车需要区间疏散时，需根据现场情况，全面考虑各种区间疏散方案的利弊得失，选择安全、有效的救援方案。

4.2 启动条件

（1）列车在区间发生火灾、爆炸等危及乘客及驾驶员生命安全的紧急情况，且列车无法自行行驶。

（2）列车在区间发生车辆、轨道等设备故障，预计在30 min内无法运行至车站。

（3）危及乘客生命安全，引起乘客恐慌并有乘客自行解锁车门步行至轨道区域，场面无法控制。

（4）其他特殊情况，在不危及乘客生命安全时经OCC同意后可组织乘客疏散。

4.3 方式选择

（1）当列车出现故障等原因停在区间无法继续运行时，应优先考虑引导疏散方式将乘客疏散至临近站台。

（2）当车辆发生非紧急故障，且疏散平台有损坏不可用，或轨道梁出现异常等故障情况，可以动用社会救援力量进行垂直疏散。

（3）当车辆发生非紧急故障，且处于站间距较大的区间，乘客步行至车站距离过远，使疏散时间过长导致运营中断无法恢复，或垂直疏散方式难以实施时，可考虑纵向疏散和横向疏散。

5 提高疏散效率的措施

5.1 加强乘客安全宣传教育

乘客在列车上的应急逃生技能及应急设备操作是城市轨道交通运营企业提升应急处置能力的重点工作之一。胶轮有轨电车采用全自动驾驶模式时，由于车上没有司乘人员，当发生紧急情况时更依赖于乘客自身的应急逃生能力。因此，需向乘客进行应急逃生技能和规范操作应急设备的宣传教育。

表2 不同疏散方式经济性及安全分析

5.2 充分利用应急广播

在遇突发事件时，特别是伴随有闪电、爆炸声、刺激性气味等出现时，容易引发乘客恐慌。此时应急广播安抚是处置中最为重要、紧急的内容。一旦发生紧急情况（如危及乘客人身安全或引发乘客恐慌），OCC必须第一时间通过应急广播做好乘客安抚工作，及时满足乘客知情需求，稳定乘客情绪。

5.3 建立应急组织体系

建立包括运营总部级和运营公司级2级的应急组织体系。根据事故的类别和级别，建立运营总部级应急组织体系；根据事故的可控性、严重程度和影响范围，由高到低划分级别，设定相应等级的应急预案。

5.4 加强设备设施配置

（1）车上应配备紧急疏散设备的使用标识，指引乘客正确使用，在疏散通道配备指引乘客安全步行至车站的标识。

（2）根据疏散时间计算分析，应急疏散门的宽度由600 mm改为800 mm时，疏散时间可以缩短37 s，条件允许情况下，建议胶轮有轨电车的应急疏散门宽度改为800 mm。

（3）根据文献[7]的研究，应急疏散门采用坡道疏散时比采用梯子疏散的效率更高。此外坡道同时可以作为纵向疏散时的救援渡板。建议可将胶轮有轨电车的应急疏散门设置为门+坡道形式。

（4）在区间配置2～3个逃生楼梯，可供乘客紧急情况下使用，缩短逃生时间。由于胶轮有轨电车的轨道梁高度约为5．5 m，可以参考机场移动登机梯，在运营线路上配备移动式应急疏散梯，提高垂直疏散效率。

5.5 建立信息共享平台

胶轮有轨电车运营公司可在政府的协调指挥下建立信息共享平台，与政府机构、社会团体等构建社会整体联动系统。当发生突发事件时，可以立即将列车的位置、事件情况、现场监控视频等信息共享到交通、公安、消防、医疗、供电等相关部门，融合运营公司自身力量和各级社会力量实施高效救援，减轻突发事件造成的伤害[8]。

6 结束语

胶轮有轨电车主要疏散方式有引导疏散、纵向疏散、横向疏散和垂直疏散，分析计算各种区间疏散方式的疏散时间，结合安全性和经济性进行综合分析，可知引导疏散方式比其他疏散方式安全性和效率更高，无特殊情况时推荐使用引导疏散方式进行区间乘客疏散，并提出从加强对乘客的安全宣传、建立应急组织体系和信息共享平台、增设和改进设备设施等方面提高疏散安全性和效率。