地铁火灾人员疏散的研究2013514295139421.docVIP

地铁火灾人员疏散的研究 随着城市地铁的迅速发展,地铁灾害问题也愈来愈引起人们的重视。据统计,在所调查的地铁灾害事故中,火灾次数最多,约占30%,说明在地铁建设与运营过程中,地铁火灾是不容忽视的问题。 1986年11月19日英国伦敦地铁君王十字车站由于木质自动扶梯轰燃导致32人死亡,100多人受伤;1903年巴黎地铁火灾导致84人死亡;1995年10月28日阿塞拜疆首都巴库地铁发生火灾,最终造成558人死亡,269人受伤;1999年10月,韩国汉城郊外的地铁发生火灾事故,造成55人死亡;2003年2月18日韩国东部城市大邱市地铁发生人为纵火案,人员伤亡巨大至少造成138人死亡,99人失踪;2004年莫斯科地铁发生严重的地铁列车爆炸案造成近50人死亡,100多人受伤。 我国地铁自1969年相继投入运行以来,因变电所、地铁车辆内的电气设备和线路出现故障以及违章电焊和电气设备误操作等,共发生火灾156起,其中重大火灾3起,特大火灾1起。其中,北京地铁几年来先后几次发生火警和火灾,造成36人死亡,遇难者主要是因为火灾产生的毒烟气和二氧化碳导致窒息身亡的。2005年8月26日北京地铁1号线一列列车在运行中由于车辆老旧,导致风扇短路失火,着火异味之后冒起浓烟,火苗蹿起半米高,列车司机呼吸道灼伤,内环地铁停运近50分钟,导致环线地铁地面交通部分路段出现了较严重的拥堵。 一组组惊心动魄的数据和惨痛的教训给人们敲响了警钟:地铁火灾对生命财产以及生态环境都造成巨大损失,是一个不容忽视的潜在危害,在当前地下轨道交通系统飞速发展、地铁引起高度重视的年代,地铁火灾方面的研究成为科技工作者们刻不容缓的任务。 地铁内部一旦发生火灾,后果将十分严重,地铁火灾容易形成浓烟和热气浪,同时产生大量的有毒气体,由于地铁处在地面以下,火灾时烟气扩散方向与人员疏散方向一致,对火灾场景人员逃生都十分不利。再加上地铁具有密闭性、火灾荷载大、人员密度高等特点,人员安全疏散难度很大,所以地铁火灾人员疏散是一个十分重要的课题[1—2]。 笔者针对地铁火灾的特点,在前人研究的理论基础上利用网络优化计算原理建立了地铁火灾人员安全疏散的模型,通过计算机软件开发来模拟地铁火灾人员疏散情况。该疏散模型与火灾模拟软件相结合可以为地铁的疏散设计方案提供参考,也可作为地铁性能化防火设计的风险评估工具,同时在实现人员安全疏散目标的基础上,大大发挥地铁的效能指标,保证人员的生命安全具有重要的意义。1 地铁火灾疏散模型1.1 火灾疏散模型简介 安全疏散是一个非常复杂的问题,有很多的影响因素,一直受到国际上众多科研机构的关注。各国在该领域的研究取得了一定的成果和进展,并建立与开发了很多模型与程序。例如:英国的CRISP,EXODUS(基于行为准则的模型),STEPS,SIMULEX(复杂行为模型);美国的ELVAC,EVACNET4(无行为准则模型),EXIT89(复杂行为模型),HAZARDI;澳大利亚的EGRESSPRO(基于人工智能的模型),FIREWIND;加拿大的FIERAsystem和日本的EVACS等。种种模型都各具特色,各自适用于特定的领域。 我国对安全疏散的研究起步较晚,大都还停留在定性分析阶段。近些年来,随着我国对消防安全的逐渐重视,才出现了一些关于建筑物火灾中安全疏散模型的研究。例如:香港城市大学与武汉大学合作,提出了利用计算机虚拟现实的技术收集人员在火灾中行为量化数据的调查方法,并结合火灾后的问卷调查及疏散演习等手段收集了大量有关火灾中人员行为的数据,建立了局部细网格和个体描述的疏散模型(SGEM),并采用该模型对香港的一些实际工程进行了较为成功的疏散模拟。 “九五”期间,公安部天津消防科学研究所也建立了一个地下商场人员疏散模型[1]。 公安部四川消防科学研究所等在“十五”期间,开展大空间公共建筑火灾疏散评估技术的相关研究[2]。研究人员准备建立疏散综合系统动态模型。模型包括评估部分及相关的评判标准.综合模型的简述如图1所示。综合系统动态模型,包括4个子模型: 1)逃生前期人员行为系统动态模型; 2)逃生中人员行为系统动态模型; 3)疏散人流系统动态模型; 4)疏散人员能力系统动态模型。 近年来,人们对元胞自动机模型的兴趣大增,原因是该类简单的模型能十分方便的复制出复杂的现象或动态演化过程中的吸引子、自组织和混沌现象。因此,目前元胞自动机被广泛应用于模拟各种物理系统和自然现象。 中国科技大学火灾科学国家重点实验室研究了一种基于精细网格的元胞自动机模型,该模型在火灾安全疏散方面被广泛应用。元胞自动机是