254-基于仿真技术的城市轨道交通应急预案优化方法研究.pdf

基于仿真技术的城市轨道交通应急预案优化方法研究 杨良 谭国威 闫铭 张宁 徐景安 【摘要】目前城市轨道交通应急预案的编制采用静态分析和案例借鉴的方法，缺乏定量计算 和动态检验，难以准确评估突发事件对线网的整体影响。本文提出在应急预案的编制中引入 交通仿真技术，在客流分析基础上对火灾等紧急状态下车站行人组织、线网列车运行组织进 行动态分析和评价，找出薄弱环节及可能存在的问题，提出优化解决方案，并在此基础上构 建“点—线—网”三级应急预案协调机制与方法。以深圳市轨道交通为例，采用行人仿真模 拟软件 Legion和列车运行仿真软件 OpenTrack，采用“点—线—网—线—点”的研究思路， 仿真分析和优化火灾等紧急情况下车站（区间）乘客疏散方案，进一步通过列车运行仿真评 估和改进网络列车运营组织协调，量化轨道客流引导和公交接驳方案，最后对疏解客流对相 关车站的影响进行仿真评估，从而提出全面的应急预案。 【关键词】轨道交通应急预案；行人仿真；列车运行仿真 1 引言 城市轨道交通是城市公共交通的重要组成部分，它面向公众提供快速、便捷的交通运输 服务，具有建设要求高、技术复杂度高、客运环境封闭、运转强度大等特点，因此在地铁建 设和运营方面加强突发事件应急管理是十分必要的。城市轨道交通应急预案的编制与管理是 保证安全运营生产的核心问题，是轨道交通运输组织工作非常重要的问题和研究内容。目前， 城市轨道交通应急预案的编制主要采用案例借鉴和静态分析的方法，编制方法较为宏观，缺 乏对于应急处置关键指标的量化分析，难以对系统中由于乘客行为等不确定性因素对整个系 统的影响进行评估；同时，现有预案重点针对发生故障的车站、区间以及线路，对于“点” 的故障对于整体线网影响的评估依然不足。 微观交通仿真作为一种实用的工具，已经在交通运营分析、交通设施设计、交通新技术 评价、交通安全评价、交通流模型研究等领域进行了广泛的运用，其目的就是运用计算机技 术再现复杂的交通现象，并对这些现象进行解释、分析，找出问题的症结，最终对所研究的 交通系统进行优化。本文在现有城市轨道应急预案编制方法的基础上，引入轨道交通线网列 车仿真、车站行人仿真等微观仿真技术，结合客流分析构建“点—线— 网”三级应急预案协调 体系，进行城市轨道交通应急预案编制的优化。 2 应急预案系统分析及仿真优化体系的构建 应急预案又称应急计划, 是针对城市轨道交通可能发生的突发事件和重大事故, 为保证 迅速、有序、有效地开展应急与救援行动, 降低事件(事故)损失而预先制定的计划或方案 应急预案的目标是控制紧急事件的发展并尽可能排除, 将事故对人生财产及环境的损伤和 影响减少到最低程度。 经过多年的运营实践, 我国城市轨道交通运营部门积累了大量的处置各类突发事件的 经验, 也制定了许多相应的应急预案。为了进一步提高应急预案在突发事件发生时的处置效 1 果, 应急管理部门有必要分析现有的应急预案, 对这些应急预案进行分类, 提出分类标准和 具体的分类方案。 表 1 城市轨道交通应急预案分类 研究主要依据突发事件发生的类型分类进行特征归纳和汇总，将应急预案归纳为线网层 面和车站（区间）两大层面共三总预案类型，即线网应急预案仿真、车站紧急疏散仿真和车 站大客流仿真。在车站应急预案层面中引入行人仿真技术，建立行人运动微观模型和空间宏 观模型，再现行人在空间中的复杂运动现象，从微观角度对车站设施设备布局和客流组织方 法进行动态评价，有助于发现现有紧急疏散与车站大客流条件下客流组织预案的缺陷和薄弱 环节，并提出相应的优化方案；在线网应急预案中引入列车仿真技术，对紧急情况下线路和 网络列车开行方案进行仿真评估和能力评价，从而制定合理和可行的应急开行计划；进行车 站客流与线网运能运量的综合分析，进行车站应急预案与线网应急预案的协调与综合。 图 1 轨道交通仿真优化体系 3 城市轨道交通应急预案仿真优化工作方法 依托仿真技术建立“车站—线路—