軌道交通新開通車站疏散能力模擬

1、軌道交通新開通車站疏散能力模擬吳桐黃雪蘆毅摘要為提升城市軌道交通平安管理水平,規(guī)范城市軌道交通初期運(yùn)營 前平安評估工作，在新建城市軌道交通線路運(yùn)營前須進(jìn)行乘客疏散安 全評估工作，以評估能否在規(guī)定時(shí)間內(nèi)將地鐵客流疏散至平安區(qū)域。 選取北京地鐵某新線換乘車站為研究對象，采用Vissim軟件建立車 站疏散仿真模型，分析在緊急狀態(tài)下的疏散能力，為新線開通前車站 疏散能力評估提供參考。關(guān)鍵詞新線開通;疏散能力；仿真模擬中圖分類號U231. 96文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號2096-8949 (2022) 09-0026-03既有研究中關(guān)于軌道交通車站行人建模仿真已有豐富成果，包括正常 運(yùn)營狀態(tài)下客流疏散1-6和

2、火災(zāi)等緊急狀態(tài)下乘客疏散7-8,前者 主要通過仿真模擬，對日常運(yùn)營客流狀態(tài)進(jìn)行評估，對相關(guān)設(shè)計(jì)方案 和流線組織進(jìn)行優(yōu)化，后者主要用于評估火災(zāi)等緊急狀態(tài)下乘客疏散 效率，對車站運(yùn)營平安性進(jìn)行評價(jià)。該文主要針對新開通線路中存在 大客流風(fēng)險(xiǎn)的換乘站，分析其在預(yù)測客流條件下的疏散效率，判斷是 否滿足相應(yīng)的疏散標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。1疏散能力檢算指標(biāo)檢算依據(jù)通過比擬地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范(GB501572022) 9、地鐵設(shè)計(jì)防火標(biāo) 準(zhǔn)(GB512982022) 10 北京市城市軌道交通工程設(shè)計(jì)規(guī)范 (DB11/9952022) 11中關(guān)于疏散時(shí)間的相關(guān)規(guī)定，確定疏散能力檢算標(biāo)準(zhǔn)為：站臺(tái)至站廳或其他平安區(qū)域的疏散樓梯、自動(dòng)

3、扶梯和疏 散通道的通過能力，應(yīng)保證在遠(yuǎn)期或客流控制期中超高峰小時(shí)最大客 流量時(shí)，一列進(jìn)站列車所載乘客及站臺(tái)上的候車乘客能在4min內(nèi)全 部撤離站臺(tái)，并應(yīng)能在6min內(nèi)全部疏散至站廳公共區(qū)或其他平安區(qū) 域。檢算指標(biāo)采用Vissim搭建車站客流疏散測試環(huán)境，并通過分析疏散時(shí)間和人 群密度分布指標(biāo)等指標(biāo)來評價(jià)車站的整體疏散能力。1. 2. 1時(shí)間指標(biāo)車站內(nèi)所有人行樓梯、自動(dòng)扶梯應(yīng)能滿足遠(yuǎn)期高峰小時(shí)設(shè)計(jì)客流量在 緊急情況下，6min內(nèi)將一列車滿載乘客和站臺(tái)上候車乘客（上車設(shè) 計(jì)客流）疏散到站廳等平安地區(qū)。此時(shí)車站內(nèi)所有自動(dòng)扶梯、樓梯均 作疏散方向或停止，通過能力按正常情況下的90%計(jì)算，垂直電梯不 計(jì)

4、入疏散能力內(nèi)。L2.2密度指標(biāo)采用J.J.Fruin12提出的關(guān)于通道、樓梯、排隊(duì)區(qū)域等行人走行設(shè) 施的服務(wù)水平等級劃分標(biāo)準(zhǔn)，將通行設(shè)施服務(wù)水平共分AF六個(gè)等 級。2首經(jīng)貿(mào)站疏散能力分析 2. 1車站概述該文選定的首經(jīng)貿(mào)站為北京地鐵房山線北延與10號線換乘站，該站 位于首經(jīng)貿(mào)北路與芳菲路交叉路口處。周邊有首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)、萬 芳園小區(qū)、首都醫(yī)科大學(xué)附屬衛(wèi)生學(xué)校、育菲園東里等居住區(qū)。房山線首經(jīng)貿(mào)站為分析模擬車站，該站南北走向，為島式車站，站臺(tái) 與站廳間通過西側(cè)、中部和東側(cè)三組樓扶梯連接，每組設(shè)上下各一個(gè) 扶梯和一部1.5m寬樓梯，在站廳設(shè)置四組共22個(gè)進(jìn)出站閘機(jī)，并與E、F兩個(gè)出入口相連，采用6

5、輛編組。站臺(tái)及站廳布設(shè)如圖1、圖2 所示。2.2客流分析根據(jù)客流預(yù)測結(jié)果，遠(yuǎn)期車站上行方向上客量2140人/h,下客量406 人/h,斷面流量2546人/h；下行方向上客量7458人/h,下客量718 人/h,斷面流量6740人/h。根據(jù)行車計(jì)劃，將總客流均勻分配至各節(jié)車廂，對車站進(jìn)站總客流量 采用一個(gè)發(fā)車間隔的進(jìn)站客流,并乘以L 4超高峰系數(shù)后得到建模所 需的客流量。2. 3車站建模采用Vissim建立車站客流疏散模型，在選擇參數(shù)時(shí)，由于行人走行 速度與設(shè)施屬性及乘客屬性密切相關(guān)，通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)，從人員疏 散實(shí)驗(yàn)中獲得疏散情況下地鐵站中行人攜帶不同行李物品時(shí)的走行 速度均值見表lo相關(guān)研究

6、說明，在緊急疏散狀態(tài)下，行人通常會(huì)加快走行速度。因此， 該文取緊急疏散情況下行人走行速度為正常情況下的1.2倍，且不同 類型的行人走行速度在對應(yīng)的區(qū)間內(nèi)隨機(jī)分布。對于同時(shí)設(shè)置了樓梯和扶梯的地方，乘客使用樓扶梯的選擇概率對車 站整體疏散能力有較大影響。正常運(yùn)營情況下，樓扶梯客流選擇概率 與乘客數(shù)量、乘客性別、乘客年齡、樓扶梯方向、樓扶梯長度、樓扶 梯寬度、樓扶梯高度等因素有關(guān)。通過實(shí)地調(diào)研北京地鐵國貿(mào)站、西 二旗站、西直門站早高峰（7： 30-8： 30）站內(nèi)不同樓扶梯處的客流 比例，以此估計(jì)車站樓扶梯的客流選擇概率。通過研究北京地鐵換乘站內(nèi)樓扶梯客流比例可知：當(dāng)樓扶梯高度相等 時(shí)，上行樓扶梯客

7、流比例小于下行樓扶梯客流比例；當(dāng)樓扶梯高度不同時(shí)，隨著高度的增加，對于上行樓扶梯和下行樓扶梯來說，樓扶梯 客流比例均呈減小趨勢。首經(jīng)貿(mào)站站臺(tái)與站廳間樓扶梯提升高度5. 1m,因此乘客對樓扶梯選擇不敏感，鑒于緊急疏散條件下乘客出站意愿強(qiáng)烈，因此仿真過程中, 乘客按就近原劃等比例選擇樓扶梯。4車站疏散能力檢算車站疏散能力檢算通過分析所有乘客從站臺(tái)層疏散至站廳出口的時(shí) 間，并將疏散時(shí)間與規(guī)范中規(guī)定的平安疏散時(shí)間進(jìn)行比照，判定疏散 時(shí)間是否滿足規(guī)范要求。為了直觀反映疏散過程中客流變化情況，仿 真過程中通過截取不同時(shí)間站臺(tái)和站廳客流密度分布云圖，分析疏散 過程中的客流聚集風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。1疏散時(shí)間超高峰小時(shí)緊急

8、情況下站臺(tái)和樓扶梯口客流疏散時(shí)間如圖3所示。 由圖3可知，在極限客流條件下，4號線站臺(tái)乘客疏散時(shí)間170s,預(yù) 留60s反響時(shí)間，實(shí)際疏散時(shí)間230s,滿足規(guī)范要求疏散時(shí)間小于 4min的防災(zāi)要求。2客流密度根據(jù)行人密度與服務(wù)水平的關(guān)系，模型中采用業(yè)內(nèi)通用的服務(wù)水平分 級標(biāo)準(zhǔn)，采用不同顏色表示不同區(qū)域客流密度（見表2）。不同時(shí)刻站臺(tái)客流密度及分布規(guī)律如圖4和圖5所示。根據(jù)站臺(tái)密度分布圖可知，客流在站臺(tái)上密集區(qū)域集中在車門前和樓 扶梯前，行人走行順暢，在下行方向出現(xiàn)過度密集區(qū)域，但是能夠在 規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成疏散，車站整體疏散效率高?？土髟谡緩d上密集區(qū)域 集中在閘機(jī)處和樓扶梯前，行人走行順暢，且未出

9、現(xiàn)過度密集區(qū)域, 車站整體疏散效率較高。3結(jié)論及建議根據(jù)上述分析結(jié)果可知，車站在超高峰時(shí)段能滿足緊急疏散條件下在 4min內(nèi)將乘客全部撤離站臺(tái)，并在6min內(nèi)將站內(nèi)乘客全部疏散至站 廳出口，且公共區(qū)乘客人流密度等參數(shù)應(yīng)符合乘客疏散和平安運(yùn)營要 求。對于下行方向客流，由于斷面客流較大，在緊急疏散情況下，站臺(tái)樓 扶梯口會(huì)在短時(shí)間內(nèi)聚集大量乘客，偏向下行方向的樓扶梯均出現(xiàn)客 流過飽和狀態(tài)，持續(xù)時(shí)間約3min,存在一定的平安隱患，應(yīng)作為開 通后運(yùn)營管理的重點(diǎn)監(jiān)控風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。參考文獻(xiàn)1穆娜娜.某地鐵車站疏散能力模擬研究J.中國平安生產(chǎn)科學(xué)技 術(shù)，2022 (S1)： 36-40.段井松，房霄虹.基于客流仿真

10、的太原地鐵下元站換乘方案設(shè)計(jì) J.交通與運(yùn)輸，2022 (4)： 41-45.3房霄虹，馮愛軍，劉彥君.軌道交通換乘車站客流仿真評估指標(biāo)體 系優(yōu)化及應(yīng)用J.都市快軌交通，2022 (5)： 68-73.4霍揭.基于客流模擬的沈陽地鐵1、2號線換乘站改造設(shè)計(jì)研究J. 鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2022 (7)： 148-153.5李得偉，周瑋騰.城市軌道交通樞紐客流仿真輔助決策技術(shù)與實(shí)踐 研究J.鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2022 (12)： 1-4.6高藝偉，岳麗宏，戴小倩.島式地鐵站火災(zāi)仿真模擬及人員分區(qū)疏 散研究J.青島理工大學(xué)學(xué)報(bào),2022 (3)： 122-130.7姜學(xué)鵬，蒲婷，張帆.地鐵車站火災(zāi)人員疏散可靠度研究J.平安 與環(huán)境學(xué)報(bào)，2022 (5)： 2170-2177.8唐國磊.港口客運(yùn)站人員應(yīng)急疏散仿真J.科學(xué)技術(shù)與工程，2022(22)： 332-337.9地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范：GB501572022S.北京：中國建筑工業(yè)出版社, 2022.10地鐵設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)：GB512982022S.北京：中國計(jì)劃