张波 仝炜

摘要：地铁火灾事故是造成地铁群死群伤的主要原因之一，对地铁列车火灾条件下的人员疏散时间计算进行研究，提出有效的消防措施和疏散预案，确保发生火灾时人员能够在最短的时间内采用最佳的疏散方式疏散至安全地带，对预防和减少因地铁火灾而造成的群死群伤事故的发生。本文通过对国内外地铁火灾时人员疏散时间计算方法进行对比分析，并以某车站为案例进行计算，分析国内外地铁火灾人员疏散的优缺点和各自的不足之处，相关研究成果可作为地铁站规划和安全场地设计的重要参考。

Abstract： The subway fire accident is one of the main causes of group death and injury in subway. The calculation of the evacuation time of the subway train under fire conditions is carried out， and effective fire prevention measures and evacuation plans are proposed to ensure that personnel are able to evacuate to a safe zone in the shortest possible time using the best evacuation method in the event of a fire to prevent and reduce the occurrence of mass casualties caused by subway fires. This paper compares and analyzes the calculation method of evacuation time of subway fires at home and abroad， and calculates the advantages and disadvantages of the evacuation of subway fires at home and abroad and their respective deficiencies. Relevant research results can be used as an important reference for subway station planning and safety site design.

關键词：地铁火灾；人员疏散；计算方法；比较研究

Key words： subway fire；personnel evacuation；calculation method；comparative study

中图分类号：U231；U298 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）29-0106-02

0 引言

地铁是一个城市的交通动脉，其运客能力强，不受任何天气影响，方便快捷等优点成为缓解交通问题的最佳措施，地铁建设对城市发展有着积极的促进作用。然而，地铁车站由于其环境的特殊性，一旦发生火灾，将造成大量人员伤亡和财产损失。地铁火灾环境下人员疏散研究对降低火灾危险性有着重要意义[1]。国内外针对该问题做了大量研究，例如：王彦富[2]构建了给予网络优化计算的火灾环境下地铁站人员疏散模型，并以南京某地铁站为例，验证了模型的可用性；Jae Seong Roh采用火灾模拟和疏散模拟相结合的方法对地铁列车火灾中PSD和通风对乘客生命安全的影响进行了评价。然而目前国内外关于地铁火灾环境下人员疏散时间计算方法的比较研究尚属空白。本文研究成果可作为地铁站规划和安全场地设计的重要参考。

1 地铁火灾时人员疏散时间计算方法

在地铁火灾发生时，人员安全疏散的设计是地铁防火设计中必不可少的，因为只有合理的设计布局才能够最大程度上降低地铁火灾发生时造成的人员伤亡，然而国内外地铁设计标准存在着不同的差异。人员疏散时间也不相同，下面进行对比一下。

1.1 国内地铁设计标准中的有关规定

在地铁火灾发生时，要在火灾威胁到站内人员人身安全之前安全疏散到安全区域，只有这样才能保证火灾不会造成人员的伤亡。目前我国使用的《地铁设计规范》（GB50157—2003）对地铁站火灾人员疏散做出规定，要求地铁站楼梯出口设计必须保证地铁运行高峰期间列车乘客和工作人员的火灾疏散时间不得超过6min，其计算公式如下：

1.2 美国NFPA130标准人员疏散方法

美国轨道交通系统NFPA130标准规定地铁站应有足够的出口容量，保证站台内所有人员在4min内完成火灾疏散，并定义了总疏散时间以及步行时间、流动区等待时间等概念及计算方法，分别如下：

①步行行走时间T的计算。

步行行走时间指地铁站内出口线路上的行走时间之和与人员行走速度的比值。计算方法如式（2）所示。

由式（2）～式（6）可见，人员火灾疏散总时间为Ttotal，该方法更加具体的考虑了其他因素对人员疏散带来的影响。与我国的《规范》相比，美国的规范比我国考虑得更加细致与全面，在计算人员撤离站台时间基础上，还增加了不可预见因素对人员疏散总时间的影响的考虑。

2 案例分析

为了比较上述两中地铁火灾人员疏散时间计算方法的优劣，本文以某市地铁站为例，分别采用两种方法进行计算比较。该地铁站采用岛式结构，其结构如图1所示。

根据图1可以看出，东西站厅分别位于车站的两侧，与站台之间没有分开。站厅层与站台之间通过两个楼梯连接；车站内总共有三个出入口，其中西站厅有两个出入口（A和C）直达地面，东站厅只有一个出入口（B）直达地面。

该车站的防排烟措施情况为：①站台和站厅均未设置防排烟垂壁；②站台和站厅的楼梯口处缺少挡烟垂壁；③站台的出入口和站厅间缺少防火门及防火卷帘。

列车尺寸19.5m×2.65m×3.509m，采用6辆编组；若按照每辆车厢载客量250人/辆计算，那么6辆合计载客量为1500人（Q1）；站台内乘客和工作人员总数按200人（Q2）计算。假设火灾发生时只有一辆列车停靠该站台，需疏散人数为1700人。

2.1 按我国标准计算疏散时间TS

该车站設有2台自动扶梯，疏散楼梯数量为2个，宽度均为12m，根据公式（1）可计算人员疏散时间为：

由计算结果可以知道，撤离站台所需要的时间3.86分钟，满足规定6分钟内人员撤出站台的要求。

2.2 按照美国标准计算疏散时间Ttotal

假设发生火灾的部位为站台中部，根据公式（2）～（6）计算疏散路径为站台中部至C出口的人员疏散时间Ttotal。其计算过程如表3和表4所示。

①站台中部至C出口所需要时间，根据式（3）计算站台流动区的流动时间为：

由于该车站没有其他的紧急出口，站内乘客的疏散途经只能是先从站台楼梯撤离到站厅后再向外疏散。假设从站台疏散到2个站厅的客流量分别为站台总客流量的一半，即1700/2=850人。根据式（3）计算站厅出口区的流动时间Fc，为：

②站台中部至地面C出口的每个流动区所需的时间，根据公式（4）～（5）计算站台出口处及展厅出口需要等待的时间，站台出口处等待时间：

以上分析计算结果表明，在计算基本假设相同的情况下，我国标准计算方法计算的地铁火灾人员疏散时间显著小于美国美国NFPA130标准的计算的疏散时间。

3 结论

通过对我国《规范》计算疏散时间和美国NFPA130标准计算疏散时间对比研究得出以下结论：①我国现有的《地铁设计规范》中有关于地铁火灾情况下人员的疏散存在不足之处。我国的地铁人员疏散时间的计算忽略了流通区人员的等待时间，也忽略了在人员撤离时不同路线对疏散时间带来的延误。②当地铁站台发生火灾时，要保证车站人员在规定的时间内撤离到安全区域。地铁火灾环境下人员若未疏散到安全区域，则依然有被有毒烟气伤害的可能，在疏散时间计算时应给予关注。③通过对国内外关于人员安全疏散时间的计算对比，虽然我国疏散时间比国外疏散时间较短，但是并不是把人员疏散到绝对安全区域。

参考文献：

[1]杨坦，吴睿，王超，汪洋.GM（1，1）模型的改进及其在火灾致死人数预测中的应用[J].重庆科技学院学报（自然科学版），2017，19（06）：83-85.

[2]王彦富，蒋军成.地铁火灾人员疏散的研究[J].中国安全科学学报，2007（07）：26-31，180.

[3]王芳.地铁火灾事故人员应急救援安全疏散研究[D].北京交通大学，2015.