城軌站人群應(yīng)急疏散

北京理工大學(xué)珠海學(xué)院2020屆本科生畢業(yè)論文城軌站人群應(yīng)急疏散建模與仿真分析城軌站人群應(yīng)急疏散建模與仿真分析摘要隨著我國(guó)城市規(guī)模的發(fā)展和擴(kuò)大，軌道交通已經(jīng)成為越來(lái)越多的城市的主要交通工具。軌道交通是大多數(shù)人進(jìn)行中距離出行的重要交通工具，具有速度較快、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、相對(duì)安全、載客量多等優(yōu)點(diǎn)，深受人民群眾的喜愛(ài)?，F(xiàn)國(guó)內(nèi)外均已形成較為完善的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)今社會(huì)，高鐵已成為人們出行首選的交通工具。隨著軌道交通的快速發(fā)展，軌道交通突發(fā)事件頻發(fā)。而如何在緊急情況下有效疏散人員，是非常值得關(guān)注的問(wèn)題。國(guó)家正處于社會(huì)轉(zhuǎn)型期，越來(lái)越多的城鎮(zhèn)人口向城市流動(dòng)，部分地區(qū)的人口密度急劇增加。與此同時(shí)，公共區(qū)域的擁擠問(wèn)題也日益突出，突發(fā)事件的發(fā)生頻率也逐漸增多。因此，為了防止在人群中這種潛在危險(xiǎn)以災(zāi)難性的方式釋放，需要研究人群在疏散過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，了解其動(dòng)態(tài)，研究有效的疏散逃生技術(shù)，并且在此基礎(chǔ)上結(jié)合地鐵緊急情況下乘客疏散的特點(diǎn)，提出相應(yīng)合理的疏散策略。本文采用問(wèn)卷調(diào)查方法，調(diào)查分析地鐵站周邊乘客對(duì)地鐵站的熟悉程度，以及他們對(duì)地鐵緊急情況的反應(yīng)。同時(shí)，本文在研究地鐵火災(zāi)情況下人群行為規(guī)律的基礎(chǔ)上，使用Anylogic軟件對(duì)城軌站進(jìn)行建模，仿真模擬站內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí)的動(dòng)態(tài)疏散，并模擬計(jì)算人員疏散的路徑及疏散需要的時(shí)間。根據(jù)仿真結(jié)果，總結(jié)人員疏散路徑特點(diǎn)，并結(jié)合站內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)進(jìn)行分析，以分析結(jié)果為基礎(chǔ)為站內(nèi)疏散方案及空間布局提出相關(guān)建議。關(guān)鍵詞：Anylogic仿真；應(yīng)急疏散；城市軌道交通；火災(zāi)

ModelingandsimulationanalysisofcrowdemergencyevacuationinurbanrailstationAbstractWiththedevelopmentandexpansionofurbanscaleinChina,railtransithasbecomethemainmeansoftransportationinmoreandmorecities.Railtransitisanimportantmeansoftransportationformostpeopletotravelmediumdistance.Ithastheadvantagesoffastspeed,economicbenefit,relativesafetyandlargecapacity,andisdeeplylovedbythepeople.Atpresent,arelativelyperfectservicenetworkhasbeenformedathomeandabroad.Intoday'ssociety,high-speedrailwayhasbecomethepreferredmeansoftransportationforpeopletotravel.Inrecentyears,therearefrequentemergenciesinbigcitiesathomeandabroad.Andhowtoevacuatepeopleeffectivelyinanemergencyisveryworthyofattention.Thecountryisinthesocialtransitionperiod,moreandmoreurbanpopulationtothecityflow,thepopulationdensityofsomeareasincreasedsharply.Atthesametime,theproblemofcrowdinginpublicareasisbecomingmoreandmoreprominent,andthefrequencyofemergenciesisalsoincreasing.Therefore,inordertopreventthispotentialdangerfrombeingreleasedinadisastrouswayinthecrowd,itisnecessarytostudythemovementlawofthecrowdintheevacuationprocess,understanditsdynamics,andstudytheeffectiveevacuationtechnology,andonthisbasis,combinedwiththehabitualcharacteristicsofpassengerevacuationinrailtransit,thispaperputsforwardreasonableevacuationplansandsuggestionsThispaperusesthemethodofquestionnairetoinvestigateandanalyzethefamiliarityofpassengersaroundthesubwaystationandtheirresponsetothesubwayemergency.Atthesametime,basedonthestudyofthebehaviorofpeopleinthesubwayfire,thispaperusesthesoftwareofanylogictomodeltheurbanrailstation,simulatethedynamicevacuationincaseoffireinthestation,andsimulatetheevacuationpathandthetimerequiredforevacuation.Accordingtothesimulationresults,thepapersummarizesthecharacteristicsofevacuationpath,analyzesthecharacteristicsofthebuildingstructureinthestation,andputsforwardrelevantsuggestionsfortheevacuationplanandspatiallayoutinthestationbasedontheanalysisresults.Keywords:AnylogicSimulation;EmergencyEvacuation;SystemDynamics;UrbanRailtransit;Fire

第1章緒論1.1研究背景及意義城鎮(zhèn)建設(shè)促進(jìn)社會(huì)交通方式的革新，地鐵等軌道交通已經(jīng)成為人們工作生活的主要出行方式，是城市公交的中堅(jiān)力量。城市軌道交通可以全天候供應(yīng)，滿足人們的日常的流動(dòng)需求，具有服務(wù)高效、環(huán)境友好、舒適便捷等特點(diǎn)。當(dāng)前，城市軌道交通的作用已經(jīng)為世界各國(guó)所認(rèn)識(shí)，而各個(gè)國(guó)家解決交通問(wèn)題的統(tǒng)一出發(fā)點(diǎn)也是以發(fā)展城市軌道交通系統(tǒng)為主。隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，鄉(xiāng)鎮(zhèn)人群不斷涌入城市，城市軌道交通在中等距離的出行上具備極強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，承載著重要的乘客運(yùn)輸任務(wù)。因此，其安全問(wèn)題也引起了人們的高度重視。城市軌道交通發(fā)展十余年來(lái)，國(guó)內(nèi)外經(jīng)常發(fā)生城市軌道的運(yùn)營(yíng)事故，各種突發(fā)事件給公共安全帶來(lái)巨大隱患，產(chǎn)生的不利后果引起社會(huì)各界廣泛關(guān)注。軌道交通雖然已經(jīng)屬于比較安全的交通工具，但是依舊存在一定的安全問(wèn)題，而且一旦發(fā)生緊急情況，引起的不利后果也比較嚴(yán)重，因此，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)城市軌道交通的安全重視，既要在線路規(guī)劃和設(shè)備維護(hù)上加強(qiáng)管理，同時(shí)也要及時(shí)做好各種應(yīng)急處理機(jī)制，提高突發(fā)事故的應(yīng)對(duì)能力。當(dāng)然，首先需要對(duì)城市軌道交通事故類型和特點(diǎn)做出分析，以便針對(duì)原因?qū)ふ医鉀Q方案。分析事故類型和發(fā)生原因?qū)τ跍p少同類事故發(fā)生，降低傷亡人數(shù)，增強(qiáng)軌道交通突發(fā)事件防范意識(shí)都具有積極作用。表1-1軌道交通事故統(tǒng)計(jì)表年份事故地點(diǎn)事故性質(zhì)死亡人數(shù)受傷人數(shù)1975年英國(guó)倫敦列車相撞30-1999年6月美國(guó)紐約列車脫軌-892000年3月日本東京列車脫軌5632003年2月韓國(guó)大邱人為縱火1981472006年10月意大利羅馬與停站列車追尾12362008年3月中國(guó)北京乘客踩踏事故->132009年6月美國(guó)華盛頓列車相撞9762009年10月法國(guó)巴黎列車脫軌-362010年3月俄羅斯莫斯科爆炸401262011年9月中國(guó)上海列車追尾->200據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，各地軌道交通火災(zāi)事故的具體情況，如表1-2所示。圖1-1各類事故發(fā)生頻次表1-2國(guó)內(nèi)外軌道交通列車火災(zāi)事故統(tǒng)計(jì)表年份事故地點(diǎn)事故性質(zhì)事故后果1972年德國(guó)東柏林火災(zāi)36節(jié)列車摧毀，死亡1人1979年美國(guó)費(fèi)城變壓器火災(zāi)148人受傷1985年法國(guó)巴黎垃圾起火6人受傷1987年英國(guó)倫敦?zé)燁^致扶梯起火31人死亡，100余人受傷1999年韓國(guó)漢城火災(zāi)558人死亡，269人受傷。2001年英國(guó)倫敦列車撞擊起火32人受傷2004年中國(guó)香港人為縱火14人受傷2006年美國(guó)芝加哥脫軌起火152人受傷軌道交通存在空間密閉且人員流動(dòng)量大的特點(diǎn)，因此在發(fā)生緊急情況時(shí)，難以做到高效的疏散及救援。同時(shí)，由于人員密集，人員容易產(chǎn)生恐慌從眾心理，又加大了疏散的難度，并且有可能回引起更嚴(yán)重的次生事故，比較典型的就是踩踏事故。因此，為了防止在人群中這種潛在危險(xiǎn)以災(zāi)難性的方式釋放，根據(jù)城軌站人群應(yīng)急疏散的特點(diǎn)，需要研究有效的人群疏散技術(shù)、人群在疏散過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其動(dòng)態(tài)，同時(shí)提出合理有效的疏散措施和建議，幫助優(yōu)化站內(nèi)、閘機(jī)或樓道的性能結(jié)構(gòu)。在發(fā)生突發(fā)事件時(shí)，這些應(yīng)急措施能夠有效的幫助人群在一定時(shí)間內(nèi)到達(dá)安全區(qū)域，保證人群生命及財(cái)產(chǎn)安全，防止事故升級(jí)。1.2研究現(xiàn)狀綜述鑒于軌道交通發(fā)生火災(zāi)頻率高且會(huì)對(duì)生產(chǎn)生活產(chǎn)生不可預(yù)估的后果，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有不少針對(duì)軌道交通發(fā)生火災(zāi)時(shí)人群行為特性和站內(nèi)結(jié)構(gòu)于應(yīng)急疏散關(guān)聯(lián)性的相關(guān)研究。人群疏散建模主要又兩種類型。一種是宏觀類型，一種是微觀類型。微觀類型會(huì)參考人的個(gè)人體征及心理因素等，將每個(gè)行人視作一個(gè)獨(dú)立的個(gè)體。因此在人軌道交通人群疏散的問(wèn)題中，更多的學(xué)者使用的是微觀模型進(jìn)行研究。國(guó)內(nèi)外微觀模型研究綜述：Helbing在20世紀(jì)90年代提出了社會(huì)力模型，該模型認(rèn)為，每個(gè)人身上有著人與人之間、人與障礙物之間以及人與環(huán)境之間這三種力的相互作用，可以用一個(gè)統(tǒng)一的力學(xué)模型模擬出人群的運(yùn)動(dòng)情況[1]；宋衛(wèi)國(guó)等人則利用社會(huì)力模型模擬了在緊急情況下的人員疏散現(xiàn)象,分析了建筑結(jié)構(gòu)特征以及人群特征與疏散時(shí)間的關(guān)系[2]；史聰靈等人則研究了列車?？吭谡九_(tái)時(shí)發(fā)生火災(zāi)情況下火災(zāi)煙氣的蔓延規(guī)律,華中科技大學(xué)的張立茂利用Pathfinder進(jìn)行人員疏散仿真,從人員逃生率、安全疏散率等方面進(jìn)行分析探究車站人流量的容納能力[3]。王彥富、蔣軍成用網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化計(jì)算法建立了地鐵火災(zāi)人群疏散模型，結(jié)合某地地鐵站的實(shí)際情況進(jìn)行模擬，并對(duì)比分析了模擬結(jié)果與實(shí)地演習(xí)結(jié)果，從而驗(yàn)證了模型的有效性[4]。由于人群疏散的隨機(jī)性較強(qiáng)，人員的特征、對(duì)站內(nèi)建筑及線路的熟悉程度等都是影響疏散速度和效率的關(guān)鍵因素，因此，對(duì)于復(fù)雜動(dòng)態(tài)的人群疏散事件，數(shù)學(xué)建模并不適用。動(dòng)態(tài)模擬的方法在發(fā)展最初是通過(guò)動(dòng)物演練或疏散演習(xí)，但是由于上述兩個(gè)方法也存在一定的局限性，無(wú)法真實(shí)的描述出實(shí)際的疏散情況，后來(lái)就發(fā)展了計(jì)算機(jī)仿真。對(duì)比之前的模擬方式，計(jì)算機(jī)仿真能夠更貼近實(shí)際去模擬真實(shí)的疏散情況。人們模擬的方法主要是實(shí)際演練，利用動(dòng)物實(shí)驗(yàn)或者疏散演習(xí)。而后才發(fā)展計(jì)算機(jī)仿真的方式去描述復(fù)雜且隨機(jī)的人群疏散問(wèn)題。大部分研究結(jié)合計(jì)算機(jī)仿真和微觀模型進(jìn)行人群應(yīng)急疏散的研究。例如，張艷芬基于Anylogic對(duì)北京某高鐵站模擬不同參數(shù)下的疏散情況，并對(duì)其進(jìn)行分析，并得出一定的優(yōu)化結(jié)論[5]?？偟膩?lái)說(shuō)，建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜、通風(fēng)性差、設(shè)備設(shè)施多、人員密度大是軌道交通的特性，基于Anylogic軟件，能夠建模模擬站內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí)的動(dòng)態(tài)場(chǎng)景，通過(guò)對(duì)人群疏散的分布情況、疏散時(shí)間進(jìn)行分析計(jì)算，根據(jù)站內(nèi)的逃生路線和建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理的應(yīng)急疏散措施，同時(shí)為其建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出合理的建議。1.3論文章節(jié)安排及研究思路1.3.1論文章節(jié)安排本文基于Anylogic7軟件，以復(fù)雜系統(tǒng)理論為背景，梳理提煉現(xiàn)有人群應(yīng)急疏散的建模方法和仿真模型，構(gòu)建應(yīng)急情況下人群疏散模型，通過(guò)改變部分仿真參數(shù)獲取不同的結(jié)果，并且對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。全文共劃分五個(gè)模塊，以下是五個(gè)模塊的主要內(nèi)容：：緒論。主要說(shuō)明了研究背景、意義及目標(biāo)，同時(shí)對(duì)研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述，：影響因素分析。對(duì)城軌站人群應(yīng)急疏散時(shí)的影響因素進(jìn)行分析，主要以人群在應(yīng)急疏散時(shí)的行為特性為切入點(diǎn)。：城軌站人員行為特性調(diào)查分析。通過(guò)問(wèn)卷采集調(diào)查的方式，對(duì)曾搭乘城軌站列車的人員進(jìn)行調(diào)查，分析應(yīng)急情況下人員的行為特性。同時(shí)，基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)對(duì)其進(jìn)行仿真分析。：模型構(gòu)建?；贏nylogic7.0.2軟件，對(duì)一般中小型城軌站的站內(nèi)結(jié)構(gòu)及疏散通道進(jìn)行搭建，并設(shè)計(jì)仿真參數(shù)，使人群應(yīng)急疏散仿真可視化。：仿真結(jié)果分析。輸出行人密集圖及流量圖，分析存在的瓶頸因素，基于仿真結(jié)果進(jìn)行結(jié)論分析，并給出一定的建議。1.3.2研究技術(shù)路線分析影響人員疏散的因素，主要包含三個(gè)方面。設(shè)計(jì)問(wèn)卷，并進(jìn)行調(diào)查及數(shù)據(jù)分析采用實(shí)地測(cè)量，獲取城軌站空間布局，包含整體布局、各建筑物的寬度高度、出口位置寬度等信息，并運(yùn)用Anylogic建立仿真模型，構(gòu)建站內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)及人員特性仿真環(huán)境。進(jìn)行城軌站應(yīng)急疏散的動(dòng)態(tài)仿真研究。通過(guò)仿真結(jié)果進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，并得出結(jié)論。圖1-4論文的研究思路及技術(shù)路線1.4本章小結(jié)本章主要對(duì)國(guó)內(nèi)外城市軌道交通突發(fā)事故類型和造成的傷亡及損失做出梳理，研究發(fā)現(xiàn)火災(zāi)是一類發(fā)生最頻繁的事故，驗(yàn)證了該本文選題的必要性。同時(shí)，對(duì)研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述，目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者主要采用數(shù)學(xué)建模、演練和計(jì)算機(jī)仿真這三種方法進(jìn)行研究。其中數(shù)學(xué)建模中的微觀模型和計(jì)算機(jī)仿真相結(jié)合能夠有效的模擬應(yīng)急疏散時(shí)人群的隨機(jī)性和密集性。此外，確定了本文的仿真軟件為Anylogic7，并提出了文章的研究方法及主要內(nèi)容，并概述研究思路且繪制了技術(shù)路線圖。

第2章人員疏散的影響因素影響人群應(yīng)急疏散的因素，主要是人員個(gè)體特征、站內(nèi)建筑布局結(jié)構(gòu)、群體疏散行為等因素。2.1個(gè)體特征對(duì)應(yīng)急疏散的影響人員個(gè)體特征主要包含個(gè)體的年齡、性別、體質(zhì)、站內(nèi)熟悉程度及逃生心理等。在應(yīng)急疏散的過(guò)程中，人作為疏散主體，研究人緊急情況下的疏散行為及選擇，并且分析個(gè)體人員的逃生趨勢(shì)和現(xiàn)象，能夠?yàn)檐壍澜煌ǖ膽?yīng)急疏散尋找更好的方案和方法。（1）個(gè)體的性別及年齡對(duì)應(yīng)急疏散的影響人員的性別及年齡與人員的步行速度息和對(duì)危險(xiǎn)反應(yīng)的靈敏程度息相關(guān)，不僅如此，人員的步行速度還與建筑設(shè)施的布局及性能有關(guān)。通常來(lái)說(shuō)，男性的步行速度大于女性，老年人的步行速度最慢，而兒童的步行速度存在一定的隨機(jī)性。Fruin在《行人規(guī)劃和設(shè)計(jì)》中表明人們自由步行速度在0.5-1.5m/s間，平均為1.34m/s，并且上行比下行速度慢，女性和老年差值會(huì)更大，見(jiàn)表2-1。我國(guó)規(guī)范采用1.0-1.2m/s，我國(guó)人員步行速度統(tǒng)計(jì)表見(jiàn)表2-2。表2-1《行人規(guī)劃和設(shè)計(jì)》行人步行行為數(shù)據(jù)性別性別年齡年齡下樓平均速度（m/s）上樓平均速度（m/s）快速步行步行平均速度--1.51.5×90%男性<301.010.67--女性<300.7550.635--男性30-500.860.63--女性30-500.6650.59--男性>500.670.51--女性>500.5950.485--表2-2中國(guó)人員步行速度統(tǒng)計(jì)表人員型比例（）步行度（）平均高（）最快最慢男性1529歲）24.51.2000.9600.9600.9601.71男性3050歲）25.0男性5180歲）2.5女性1529歲）24.01.59女性3050歲）22.0女性5180歲）2.0人員性別不僅影響其步行速度，在發(fā)生應(yīng)急情況的時(shí)候，性別不同反應(yīng)速度也有一定的差異。bryan對(duì)火災(zāi)時(shí)男女性在應(yīng)急情況下的第一反應(yīng)進(jìn)行研究，綜合結(jié)論表明，相對(duì)女性，男性在應(yīng)急情況下更沉穩(wěn)、冷靜，女性恐慌和焦慮的概率大于男性。男女性在火災(zāi)時(shí)第一應(yīng)急反應(yīng)差異見(jiàn)表2-3。表2-3男女性在火災(zāi)時(shí)第一應(yīng)急反應(yīng)差異反應(yīng)行為男性比例（%）女性比例（%）無(wú)舉動(dòng)2.72.8報(bào)警6.111.4通知他人16.313.8逃離著火區(qū)域4.64.1逃離建筑物4.210.4尋找火源14.96.3尋找滅火器6.92.8試圖滅火1.90.6移走可燃物1.12.2打電話告訴他人0.81.6幫助家人逃生3.411.0（2）個(gè)體的體質(zhì)及健康狀況對(duì)應(yīng)急疏散的影響據(jù)數(shù)據(jù)表明，身體健康的人員步行速度明顯高于身體不佳的人員，見(jiàn)表2-4。因此，在應(yīng)急疏散的時(shí)候，身體狀況不好的人員疏散速度較慢，也更容易影響到他人的疏散行為。表2-4身體不佳的平均步行速度和靈活性指數(shù)所需輔助設(shè)施類型平均步行速度（m/s）平均靈活性指數(shù)身體健康1.241.0行走困難0.930.75輪椅輔助0.610.49手杖輔助0.810.65拐杖輔助0.940.76人員攙扶0.890.72（3）個(gè)體的應(yīng)急心理反應(yīng)對(duì)應(yīng)急疏散的影響在應(yīng)急疏散中，每個(gè)個(gè)體都會(huì)有不同的應(yīng)急反應(yīng)，這些本能反應(yīng)容易在群體密集疏散時(shí)導(dǎo)致人員傷亡或?qū)е麓紊鹿实陌l(fā)生。因此，個(gè)體的應(yīng)急心理反應(yīng)也是影響應(yīng)急疏散的重要因素之一。A.逃避逃亡心理。在遇到危險(xiǎn)情況時(shí)，大部分人都會(huì)選擇以最快的速度，尋找最短的路徑逃離現(xiàn)場(chǎng)。在逃避的過(guò)程中，人們非常容易為了保命作出過(guò)激行為，甚至因此喪失生命，只有少數(shù)冷靜的人，能夠在緊急情況下依舊保持清醒判斷最佳的逃離方案。B.恐慌心理。應(yīng)急情況下恐慌心理容易導(dǎo)致人的行動(dòng)緩慢、思維遲鈍，反應(yīng)速度變慢，容易嚴(yán)重影響自身及群體的應(yīng)急疏散行為。C.從眾心理。發(fā)生經(jīng)濟(jì)情況時(shí)，人們會(huì)產(chǎn)生極其強(qiáng)烈的從眾心理，在潛意識(shí)中，會(huì)認(rèn)為跟隨別人的選擇會(huì)更安全。在應(yīng)急疏散中，從眾是普遍的一種心理反應(yīng)。個(gè)體人員對(duì)站內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)熟悉程度對(duì)應(yīng)急疏散的影響人們都具備一種趨熟心理，在應(yīng)急情況下，趨熟心理會(huì)變得更明顯，人們會(huì)選擇自己熟悉的疏散路徑。因此，對(duì)站內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)熟悉的人員能夠更快的篩選有效的路徑及方案，提高自己的生還率。而不熟悉的個(gè)體則容易引起恐慌心理，延誤疏散。因此，個(gè)體人員對(duì)其空間布局建筑結(jié)構(gòu)的熟悉程度也是緊急疏散時(shí)的重要影響因素。2.2站內(nèi)空間布局及建筑結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)急疏散的影響在發(fā)生應(yīng)急情況的時(shí)候，疏散環(huán)境對(duì)應(yīng)急疏散也會(huì)產(chǎn)生一定的影響。疏散環(huán)境主要包括建筑物設(shè)備布局、疏散通道、障礙物、出口位置以及消防設(shè)施的配置和指引標(biāo)志等。出口位置及疏散空間對(duì)應(yīng)急疏散的影響在緊急情況發(fā)生的時(shí)候，人們選擇出口位置主要取決于建筑結(jié)構(gòu)的合理性、人員對(duì)站內(nèi)結(jié)構(gòu)熟悉度以及逃生出口標(biāo)識(shí)的明顯程度等。疏散通道分為水平和垂直，豎直包含自動(dòng)扶梯、樓梯和電梯等，水平含走廊等。出口位置和疏散通道的寬度、數(shù)量、長(zhǎng)度等因素都對(duì)疏散效率有著至關(guān)重要的影響。消防設(shè)施配置及數(shù)量對(duì)應(yīng)急疏散的影響站內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，通過(guò)感官感受到火災(zāi)發(fā)生的速度較慢，而報(bào)警裝置探測(cè)火災(zāi)的方式的速度更快且能夠覆蓋到全站人員，因此報(bào)警裝置位置及數(shù)量的設(shè)置十分重要。火災(zāi)探測(cè)裝置數(shù)量越多，同時(shí)安置在較為可能發(fā)生火災(zāi)的地方，就能夠更早發(fā)現(xiàn)火險(xiǎn)，從而能夠提供人們更長(zhǎng)的疏散時(shí)間。此外，完善的消防系統(tǒng)也有助于及時(shí)滅火，提供給人們更多的逃生機(jī)會(huì)。引導(dǎo)標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)急疏散的影響一般的導(dǎo)向標(biāo)志主要通過(guò)色彩、圖形來(lái)突出標(biāo)識(shí)，或者使用音效、光線等技術(shù)進(jìn)行引導(dǎo)。火災(zāi)發(fā)生時(shí)，會(huì)產(chǎn)生煙霧導(dǎo)致人們視線不清晰，因此引導(dǎo)標(biāo)識(shí)的可辨識(shí)度、位置及數(shù)量都非常關(guān)鍵。導(dǎo)向標(biāo)識(shí)能夠引導(dǎo)人群往正確的方向疏散，是應(yīng)急疏散變得更有效。2.3人群疏散行為對(duì)應(yīng)急疏散的影響在遇到應(yīng)急情況時(shí)，由于大多數(shù)人沒(méi)有接觸過(guò)應(yīng)急安全知識(shí)，因此容易產(chǎn)生不安的情緒，進(jìn)而引發(fā)一些應(yīng)急行為。因此，在發(fā)生突發(fā)情況的時(shí)候，通常會(huì)會(huì)引起擁擠、踩踏等情況，而這些情況又會(huì)再次引起更深的恐慌心理。在應(yīng)急疏散的過(guò)程中，個(gè)體的疏散行為往往很容易影響到群體的疏散行為，影響群體對(duì)疏散路徑和方式的判斷和選擇。在應(yīng)急疏散過(guò)程中，人們會(huì)產(chǎn)生應(yīng)急心理，從而產(chǎn)生應(yīng)急行為，主要包含一下四種行為：非適應(yīng)行為表示人員傷害出傷害他人安全的行為，如推搡、踩踏等行為，在應(yīng)急疏散過(guò)程中，這類行為會(huì)加劇人群的慌亂、恐懼心理，影響人群的有效疏散，也是導(dǎo)致踩踏事故等大量傷亡事故的主要原因之一。再進(jìn)入行為指在緊急情況下，人員為了某一目的再次進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)的行為。這一行為有多種誘發(fā)原因，例如尋找重要的物品或重要的親友，都是導(dǎo)致人員再進(jìn)入行為的原因。而這一行為雖然有機(jī)會(huì)能夠帶領(lǐng)危險(xiǎn)區(qū)域的人員離開(kāi)危險(xiǎn)區(qū)，但同時(shí)會(huì)與正在疏散的人群產(chǎn)生沖突，容易影響人群的疏散，更甚者容易引起踩踏擁擠事件。此外，這一行為容易使人員錯(cuò)過(guò)逃亡事件，最終威脅生命安全。恐慌行為主要是指在發(fā)生緊急情況時(shí)，人們會(huì)產(chǎn)生的一些心理反應(yīng)及個(gè)體行為，部分嚴(yán)重者會(huì)喪失逃生能力或判斷能力。這一行為容易導(dǎo)致?lián)頂D、從眾、逃避等行為，影響自身和他人的疏散效率。慣性行為指在突發(fā)事件發(fā)生的時(shí)候，人們由于緊張，通常無(wú)法作出判斷，會(huì)依據(jù)本能選擇熟悉的逃生通道進(jìn)行撤離。一般對(duì)站內(nèi)結(jié)構(gòu)設(shè)施較為熟悉的人容易引發(fā)慣性行為。2.4本章小結(jié)本章對(duì)影響應(yīng)急疏散的多種因素進(jìn)行了分析，主要從個(gè)體特征、站內(nèi)結(jié)構(gòu)及群體行為三個(gè)方面進(jìn)行分析。在個(gè)體特征分析中，通過(guò)年齡、性別、身體健康及對(duì)站內(nèi)結(jié)構(gòu)熟悉程度幾個(gè)方面進(jìn)行分析；在站內(nèi)結(jié)構(gòu)及空間布局分析中，對(duì)出入口設(shè)置、引導(dǎo)標(biāo)識(shí)數(shù)量及位置設(shè)計(jì)、消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)及疏散通道進(jìn)行分析；在群體行為分析中，對(duì)非適應(yīng)性行為、再進(jìn)入行為、恐慌行為和慣性行為進(jìn)行分析。

第3章人員疏散行為調(diào)查分析3.1調(diào)查問(wèn)卷設(shè)計(jì)由于軌道交通發(fā)生應(yīng)急情況時(shí)，人員作出的應(yīng)急反應(yīng)具備隨機(jī)性和唯一性，但應(yīng)急疏散過(guò)程中，人員的行為特征對(duì)個(gè)人及群體的疏散效率有著至關(guān)重要的影響。因此，本文通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查的方式，調(diào)查人員的基本特征及行為特性。結(jié)合軌道交通疏散理論進(jìn)行問(wèn)卷設(shè)計(jì)，以在線問(wèn)卷的形式發(fā)放填寫(xiě)，為進(jìn)一步研究奠定基礎(chǔ)，具體問(wèn)卷見(jiàn)附件1。該問(wèn)卷主要分為三個(gè)部分：第一部分：人員基本特征。該部分包括人員的年齡、性別、身體健康狀況、搭乘習(xí)慣及是否有過(guò)疏散演練或相關(guān)安全知識(shí)等。這部分的調(diào)查與步行速度及應(yīng)急反應(yīng)相關(guān)，有助于進(jìn)行進(jìn)一步的研究分析。。第二部分：人員對(duì)站內(nèi)結(jié)構(gòu)及緊急設(shè)施的熟悉程度。這部分的調(diào)查結(jié)構(gòu)能夠反映乘客對(duì)站內(nèi)結(jié)構(gòu)是否熟悉，進(jìn)而反映在遇到緊急情況時(shí)，人員能否迅速判斷正確逃生路線或?qū)ふ揖o急設(shè)施進(jìn)行求救或逃生。第三部分：人員應(yīng)急行為反應(yīng)。這部分的調(diào)查能夠反映人員在遇到危險(xiǎn)情況時(shí)，是否能夠在短時(shí)間內(nèi)作出正確的判斷，選擇有效的逃生策略。3.1.1問(wèn)卷數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析問(wèn)卷主要以在線形式在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)布，問(wèn)卷發(fā)放起始時(shí)間為2020年3月，共收集問(wèn)卷385份。經(jīng)過(guò)預(yù)置篩選問(wèn)題的篩選及問(wèn)卷質(zhì)量鑒別，刪除部分?jǐn)?shù)據(jù)異常的問(wèn)卷（重復(fù)度過(guò)高、答案缺乏邏輯性），最終獲得376份有效問(wèn)卷，并利用EXCEL對(duì)收集得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)分析。樣本基本信息針對(duì)此次調(diào)查的樣本特征進(jìn)行描述統(tǒng)計(jì)分析，在被調(diào)查的376位受訪者中，男性占比55%，女性占比45%，相對(duì)均衡，如圖3-1-1所示。圖3-1-1樣本性別比例在調(diào)查過(guò)程中，所調(diào)查的樣本數(shù)據(jù)，>60歲的老人（1.86%）比例較少，19-30歲的年輕人（87.5%）相對(duì)占比較高，其余兩個(gè)年齡段人數(shù)接近，如圖3-1-2所示。圖3-1-2樣本年齡分布同時(shí)，在身體健康狀況上，大多數(shù)樣本對(duì)象是健康狀態(tài)（59.84%），其中無(wú)法獨(dú)立行動(dòng)的人和孕婦占比最少（孕婦0.27%;無(wú)法獨(dú)立行動(dòng)0.80%）。因此可以說(shuō)明，該樣本對(duì)象整體健康，行動(dòng)靈活，便于疏散，如圖3-1-3所示。圖3-1-3樣本身體健康情況在對(duì)樣本出行習(xí)慣分析中我們能夠看出，大多數(shù)樣本對(duì)象在出行時(shí)更習(xí)慣獨(dú)自出行或1人出行（48%;40%），只有少數(shù)人會(huì)選擇與2人或以上的人員出行，如圖3-1-4所示。這樣的群集關(guān)系在應(yīng)急疏散過(guò)程中，能夠大大提高群體整體疏散效率，同時(shí)減少人員的再進(jìn)入行為。圖3-1-4樣本身體健康情況同時(shí)。對(duì)樣本對(duì)象了解或有過(guò)疏散經(jīng)歷進(jìn)行調(diào)查，分析發(fā)現(xiàn)約52.66%的人沒(méi)有接受過(guò)疏散安全教育，如圖3-1-5所示，對(duì)疏散過(guò)程中應(yīng)注意的安全知識(shí)不了解，應(yīng)加強(qiáng)疏散安全教育知識(shí)的宣傳。圖3-1-5樣本對(duì)疏散安全了解程度對(duì)站內(nèi)結(jié)構(gòu)及緊急設(shè)施的熟悉程度對(duì)站內(nèi)結(jié)構(gòu)及緊急設(shè)施的了解程度會(huì)影響人員在遇到緊急情況時(shí)做出的應(yīng)急反應(yīng)及逃生策略的選擇。人在相對(duì)熟悉的環(huán)境中，能夠更快的作出相對(duì)安全及正確的選擇，大大提高逃生效率及安全。在火災(zāi)發(fā)生初期，有效的使用滅火器能夠?qū)Τ跗诨馂?zāi)蔓延起到一定的控制作用。因此，人員對(duì)滅火器的位置及使用方法的了解程度，能夠在一定程度上提高逃亡幾率。調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，44%的人不清楚滅火器的具體位置，35%的人不會(huì)使用滅火器，會(huì)使用滅火器的人僅僅占樣本對(duì)象的9%，比例甚至低于不知道有這些裝置的人群（12%）。數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明，將近80%的人雖然知道該裝置，但是無(wú)法獨(dú)立使用滅火器，在遇到火災(zāi)情況時(shí)，僅僅只有9%的人能夠使用滅火器控制火勢(shì)蔓延并為自己創(chuàng)造逃生機(jī)會(huì)，如圖3-1-6所示。圖3-1-6樣本對(duì)滅火器的了解程度站內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，車廂內(nèi)的人員需要使用緊急開(kāi)門(mén)裝置或按鈕逃離危險(xiǎn)區(qū)域并進(jìn)行疏散，因此對(duì)該設(shè)施的熟悉程度，十分影響人員的疏散效率。有圖3-1-7可知，將近一半的人知道其具體位置但不會(huì)使用（45.74%），知道具體位置且掌握使用方法的人群占比16.49%，剩余將近40%的人群不知道位置或不知道這類裝置（37.8%）。這樣的調(diào)查結(jié)果應(yīng)當(dāng)引起重視，表明再遇到危險(xiǎn)時(shí)，大多數(shù)人無(wú)法進(jìn)行自救，近17%左右的人群能夠自救。圖3-1-7樣本對(duì)緊急設(shè)施的了解程度發(fā)生緊急情況時(shí)，人們?nèi)菀壮霈F(xiàn)趨熟等應(yīng)急心理，會(huì)導(dǎo)致人們向自己熟悉的出口進(jìn)行撤離，因此對(duì)出口位置的了解程度在一定程度上也會(huì)影響撤離疏散的效率。如圖3-1-8所示，近一半的人表明熟悉出口位置（48%），只有少數(shù)人表示自己不熟悉出口位置（18%）。圖3-1-8樣本對(duì)出口位置的了解程度發(fā)生緊急情況時(shí)，引導(dǎo)標(biāo)志能夠很好的引導(dǎo)人們進(jìn)行有效的撤離，避免人們選擇了餓錯(cuò)誤的安全撤離方向。據(jù)圖3-1-9所示，超過(guò)一半的人會(huì)注意引導(dǎo)標(biāo)志（64%），但也存在36%的人不注意引導(dǎo)指示標(biāo)志，這部分的人可能會(huì)在發(fā)生緊急情況的時(shí)候，在各種應(yīng)急心理的作用下選擇了錯(cuò)誤的疏散路線。圖3-1-9樣本對(duì)疏散標(biāo)志的了解程度人員應(yīng)急行為反應(yīng)發(fā)生緊急情況時(shí)，人員如果能夠選擇正確的出口往往能夠爭(zhēng)取到更多的逃生時(shí)間。由圖3-1-10能夠看出，38%的人會(huì)聽(tīng)從指揮或從眾疏散，選擇最近出口疏散的人占樣本對(duì)象的20%，而選擇熟悉出口的僅占10%。圖3-1-10應(yīng)急行為-出口選擇由圖3-1-11可知，大部分人會(huì)選擇迅速撤離（45%），選擇立即報(bào)警并告知他人和確定事件真實(shí)性的人數(shù)占比差不多（18%;24%），僅由少部分人選擇呆在原地等待救援（6%）、嘗試自救（6%）和毫不理會(huì)（1%）。選擇站在原地救援的人基友可能是行動(dòng)不便的人群，他們需要?jiǎng)e人的幫助才能夠脫離危險(xiǎn)。圖3-1-11應(yīng)急行為-第一反應(yīng)在緊急情況下，遇到擁擠現(xiàn)象時(shí)，容易引起人員的恐慌、急躁等心理，因此人們會(huì)做出不同的反應(yīng)。有圖3-1-12可以看出，36%的人會(huì)耐心排隊(duì)，屬于比較耐心穩(wěn)重的，33%的人會(huì)選擇其他出口疏散，13%的人選擇協(xié)助工作人員進(jìn)行疏散，總計(jì)超過(guò)70%的人的選擇是有利于整體的應(yīng)急疏散。僅有18%的人選擇的是插隊(duì)。圖3-1-12應(yīng)急行為-擁擠反應(yīng)3.1.2不同個(gè)體特征下疏散行為交叉分析（1）性別*疏散方式男女性在疏散方式上也有一定的差異，如圖3-1-13所示。不論是男性還是女性都會(huì)優(yōu)先選擇聽(tīng)從工作人員指揮，而后才是跟隨人群，其中男性選擇聽(tīng)從指揮的占比比女性高，女性選擇跟隨人群占比更高；在出口的選擇中，無(wú)論男女都會(huì)優(yōu)先選擇最近的出口，其中女性選擇最近的出口占比更高，男性選擇熟悉的出口占更高。圖3-1-13性別*疏散方式（2）年齡*疏散方式年齡不同在疏散方式的選擇上也有一定的不同，如圖3-1-14所示，<18歲的年輕人在遇到緊急情況時(shí)更容易跟隨人群疏散，達(dá)到了45.45%的比例，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他年齡層的人，其次是聽(tīng)從指揮和尋找最近的出口，幾乎沒(méi)有人選擇熟悉的出口自行疏散，這說(shuō)明年輕人在緊急情況中更容易跟隨他人盲目的移動(dòng)；其他年齡層的人大多還是選擇聽(tīng)從工作人員指揮。圖3-1-14年齡*疏散方式（3）疏散安全了解程度*疏散方式如圖3-1-15所示，曾經(jīng)學(xué)習(xí)了解過(guò)疏散安全相關(guān)知識(shí)或進(jìn)行過(guò)疏散演練的人在選擇疏散方式時(shí)，嘗試自救的比例會(huì)高于未有過(guò)疏散經(jīng)歷的人。說(shuō)明學(xué)習(xí)過(guò)相關(guān)知識(shí)的人再遇到緊急情況時(shí)，會(huì)更愿意利用已知的知識(shí)技能去爭(zhēng)取時(shí)間。不論有沒(méi)有過(guò)相關(guān)經(jīng)歷的人，在遇到緊急情況時(shí)大多數(shù)還是會(huì)選擇迅速撤離或確定真實(shí)性。圖3-1-15疏散安全了解程度*疏散方式3.1.3不同個(gè)體特征下?lián)頂D反應(yīng)交叉分析（1）性別*擁擠反應(yīng)緊急疏散時(shí)，一旦發(fā)生擁擠現(xiàn)象，不同性別的人也會(huì)做出不一樣的擁擠反應(yīng)。據(jù)圖3-1-16所示，不論男女，大部分人員會(huì)選擇其他出口疏散或耐心排隊(duì)等候；而男性選擇等待一會(huì)后插隊(duì)的占比高于女性，說(shuō)明男性在在遇到擁擠現(xiàn)象時(shí)，更容易失去耐心。同時(shí)，女性在遇到擁擠現(xiàn)象選擇直接插隊(duì)的占比高于男性，說(shuō)明女性在緊急情況下，容易因?yàn)榭只拧⒕o張等心理作出不利于整體疏散的舉動(dòng)。圖3-1-16性別*擁擠反應(yīng)（2）年齡*擁擠反應(yīng)如圖3-1-17所示，不同年齡層所作出的擁擠反應(yīng)也十分不同。57.14%的老年人會(huì)選擇其他出口疏散，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他年齡層；而31-60歲的中年人大多數(shù)會(huì)選擇耐心排隊(duì)等候疏散，占比達(dá)50%。在直接插隊(duì)選項(xiàng)中。31-60歲和>60歲的中老年人均沒(méi)有人選擇，說(shuō)明對(duì)于中老年人來(lái)說(shuō)，他們?cè)谟龅骄o急情況時(shí)能夠表現(xiàn)的更加沉穩(wěn)，能夠考慮整體的疏散效率，更具備大局觀。圖3-1-17年齡*擁擠反應(yīng)（3）疏散安全了解程度*擁擠反應(yīng)有過(guò)疏散演練經(jīng)歷或?qū)W習(xí)過(guò)疏散安全相關(guān)知識(shí)的人員，再遇到擁擠現(xiàn)象時(shí)所作出的選擇和反應(yīng)存在一定的差異。如圖3-1-18所示，有過(guò)經(jīng)歷的人沒(méi)有人選擇直接插隊(duì)，但是在等待后還是會(huì)有不夠耐心插隊(duì)現(xiàn)象。有過(guò)疏散安全知識(shí)的人大部分都選擇耐心排隊(duì)等候，占比達(dá)48.31%，明顯高于沒(méi)有相關(guān)知識(shí)的人。圖3-1-18疏散安全了解程度*擁擠反應(yīng)3.1.4問(wèn)卷結(jié)果分析不同特征的人在緊急情況下的疏散行為存在一定的差異。在選擇出口上，女性會(huì)偏向選擇最近的出口，但男性會(huì)更偏向熟悉的出口；<18歲的年輕人在疏散時(shí)更容易跟隨群體盲目疏散。不論是男女，不論處于什么年齡層，大多數(shù)人都會(huì)選擇跟隨群體或聽(tīng)從工作人員指揮。因此，在發(fā)生緊急情況時(shí)，工作人員指引和顯眼的指引標(biāo)志能夠有效的避免人群走向錯(cuò)誤的疏散路徑，大大提高疏散效率。在應(yīng)急反應(yīng)上，有過(guò)疏散安全相關(guān)知識(shí)的人，在遇到緊急情況時(shí)選擇嘗試自救的比例更高。而不論有無(wú)相關(guān)知識(shí)，大多數(shù)人都會(huì)選擇迅速撤離或確認(rèn)事件真實(shí)性。在擁擠反應(yīng)的選擇上，男性選擇等待一會(huì)就插隊(duì)的占比高于女性，說(shuō)明在面對(duì)擁擠現(xiàn)象時(shí)，男性更缺乏耐心。而31-60歲和>60歲的老人相對(duì)來(lái)說(shuō)更具備耐心和素質(zhì)，在緊急情況下大多數(shù)選擇耐心排隊(duì)等候，沒(méi)有人選擇直接插隊(duì)。不論男女和年齡，大多數(shù)人在遇到擁擠情況都會(huì)優(yōu)先選擇其他出口或耐心等候。3.2本章小結(jié)本章主要以在線問(wèn)卷的性質(zhì)進(jìn)行軌道交通應(yīng)急疏散行為的調(diào)查，分析了樣本對(duì)象的個(gè)人特征、對(duì)站內(nèi)環(huán)境及緊急設(shè)備的熟悉情況以及應(yīng)急情況下的疏散行為，并對(duì)個(gè)體特征不同的人員在遇到應(yīng)急情況時(shí)的疏散行為進(jìn)行了交叉分析，得出了一定的結(jié)論，為后續(xù)的研究奠定基礎(chǔ)。

第4章基于Anylogic的城軌站應(yīng)急疏散仿真Anylogic是一個(gè)比較成熟的行人仿真軟件，不僅支持離散事件，也支持連續(xù)事件的建模方法，并且具有圖形化操作界面。能夠直接形成二維動(dòng)態(tài)的結(jié)果顯示，適用于復(fù)雜的大規(guī)模行人仿真建模。本章將利用該軟件對(duì)一般城軌站的應(yīng)急疏散進(jìn)行模擬，直接反映車站空間結(jié)構(gòu)對(duì)人員疏散的影響。4.1仿真建模步驟本文應(yīng)用Anylogic8.5.2仿真軟件的行人庫(kù)進(jìn)行建模，其中包含27個(gè)行人仿真控件，常用的有：PedSource、PedGoTo、PedSink、PedService、PedChangeGround等，Anylogic軟件操作界面如圖4-1-1所示。圖4-1-1操作界面示意圖建模具體步驟，如圖4-1-2所示。建筑物概況。利用cad軟件繪出建筑物空間布局結(jié)構(gòu)圖，使用控件標(biāo)記完成墻、出入口、樓梯等，確定疏散路徑并創(chuàng)建行人流程圖。模擬參數(shù)設(shè)置。設(shè)定總?cè)藬?shù)、樓梯寬度、步行速度及閘機(jī)數(shù)量等參數(shù)。仿真模型運(yùn)行，同時(shí)改變相關(guān)參數(shù)，并進(jìn)行仿真結(jié)果分析。圖4-1-2仿真建模流程圖4.2構(gòu)建模型環(huán)境首先需要構(gòu)建出環(huán)境模型，繪制一般城軌站的空間布局及定義各個(gè)模塊的屬性?？臻g布局即基礎(chǔ)環(huán)境，包括墻壁、設(shè)施設(shè)備、梁等，各模塊包含扶手樓梯、樓梯、出入口、閘機(jī)等。本文以典型城軌站為實(shí)例進(jìn)行人群應(yīng)急疏散仿真研究，設(shè)定車站共兩層，建筑高度為16.9m。參考唐家灣城軌站，屬于二股道的側(cè)式站臺(tái)，高峰小時(shí)客流量約為2480人，建筑面積為4192.2平方米，其中設(shè)備管理用房站1294.5平方米，站廳占1982.1平方米，站廳人員可占用面積為1232平方米，站臺(tái)面積為915.8平方米，站臺(tái)人員可占用面積為457平方米。由于仿真軟件限制，在建立模型時(shí)，對(duì)其空間布局即設(shè)施進(jìn)行了適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化即假設(shè)：不考慮站外疏散情況，只對(duì)站內(nèi)疏散進(jìn)行模擬；座椅、支撐柱、垃圾箱等設(shè)備的占地較小，不考慮。在繪制該站環(huán)境時(shí)，設(shè)計(jì)城軌站長(zhǎng)120m，寬30m，由扶手電梯和樓梯在站臺(tái)中部連通

，長(zhǎng)均為13m，寬均為3.5m。典型城軌站的空間布局平面示意圖如圖4-2-1和圖4-2-2所示。圖4-2-1站臺(tái)層平面示意圖（-1樓）圖4-2-2站廳層平面示意圖（1樓）在anylogic仿真軟件中，進(jìn)行仿真環(huán)境的繪制，繪制效果如圖4-2-3和圖4-2-4所示。圖4-2-3站廳層平面示意圖（-1樓）圖4-2-4站臺(tái)層平面示意圖（1樓）圖4-2-5站臺(tái)層和站廳層三維布局圖4.3行人流程圖首先需要確定疏散路徑，在緊急情況下，人們的疏散目的地是安全地點(diǎn)且離開(kāi)輕軌站。行人疏散路徑如圖4-3-1所示。圖4-3-1行人疏散路徑首先站臺(tái)層的人員需要通過(guò)樓梯A和樓梯B回到站廳層，再通過(guò)閘機(jī)A、B出站，之后再抵達(dá)出口A和B。行人庫(kù)重要控件說(shuō)明：PedSource，行人生成模塊，用于設(shè)置步行速度、到達(dá)率及人數(shù)PedSelectOutput，路徑選擇模塊，人員選擇不同路徑的概率或條件設(shè)定。PedGoTo，行走控制模塊，控制疏散路線。PedSink，行人消散模塊，該控件用于標(biāo)記疏散終點(diǎn)，意味著結(jié)束仿真。以圖4-3-1的疏散路徑為基礎(chǔ)，利用連接器鏈接控件獲得行人流程圖，如圖4-3-2所示。圖4-3-2行人的流程圖4.4仿真參數(shù)設(shè)計(jì)首先需要確定疏散路徑，在緊急情況下，人們的疏散目的地是安全地點(diǎn)且離開(kāi)行人空間行人空間區(qū)分為動(dòng)態(tài)和靜態(tài)空間。根據(jù)國(guó)內(nèi)外學(xué)者調(diào)查得出，不同特征和不同地區(qū)下人員身體數(shù)據(jù)圖表4-4-1和表4-4-2所示。表4-4-1不同特征下人體數(shù)據(jù)表年齡性別肩寬（cm）青年女38.0男41.0中年女39.5男41.9老年女39.0男40.5表4-4-2不同地區(qū)下人體數(shù)據(jù)表地區(qū)肩寬（cm）中國(guó)45.3美國(guó)47.8日本45.0英國(guó)47.3據(jù)資料顯示，行人的動(dòng)態(tài)空間包含行人步長(zhǎng)、視覺(jué)范圍和避讓反應(yīng)范圍，其中避讓反應(yīng)范圍指人員為了避免碰撞等事件，毀于其他人或障礙物保持一定距離。由于動(dòng)態(tài)空間的隨機(jī)性且因人而異，因此本文只計(jì)算人的靜態(tài)空間。由于我國(guó)平均肩寬為0.45m，所以在PedSource總設(shè)置直徑0.45。疏散人數(shù)根據(jù)前文說(shuō)明建筑面積，得到站臺(tái)層最大容納1015人，站廳層最大容納2737人。在PedSource面板對(duì)疏散最大人數(shù)進(jìn)行設(shè)置，勾選“有限到達(dá)數(shù)”，填入最大數(shù)值2737人。步行速度步行速度受到多種因素的影響，與內(nèi)部因素如人員個(gè)人體征、外部因素人群密度等因素均相關(guān)。步行速度在應(yīng)急疏散中是一個(gè)重要的參數(shù)數(shù)據(jù)，表4-4-3是各國(guó)統(tǒng)計(jì)的平均步行速度。表4-4-3不同國(guó)家平均步行速度表地區(qū)平均速度（m/s）中國(guó)1.16美國(guó)1.46荷蘭1.40英國(guó)1.47澳大利亞1.45據(jù)資料顯示，不同年齡層的人員在應(yīng)急情況下平均步行速度也有所不同，如圖4-4-4所示。在PedSource面板對(duì)步行速度進(jìn)行設(shè)定。表4-4-4不同年齡層平均步行速度表年齡*性別平均速度（m/s）青年女性1.45青年男性1.51中年女性1.39中年男性1.47老年人及未成年人1.004.5本章小結(jié)本章說(shuō)明了本文使用的仿真軟件——Anylogic，同時(shí)介紹了其基礎(chǔ)功能及建模步驟。同時(shí)，本章繪制了一般城軌站的空間布局圖，并使用Anylogic軟件進(jìn)行模型基礎(chǔ)環(huán)境搭建。此外，還繪制了行人流程圖、設(shè)計(jì)了仿真參數(shù)。

第5章城軌站應(yīng)急疏散仿真分析據(jù)資料《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》中表明，在發(fā)生應(yīng)急情況時(shí)，6min內(nèi)站內(nèi)人員疏散完成是最低標(biāo)準(zhǔn)。城軌站與地鐵站布局及性質(zhì)相似，因此，本文在進(jìn)行一般城軌站的仿真建模時(shí)，也將6min內(nèi)疏散完成作為最低標(biāo)準(zhǔn)，5.1一般情況下應(yīng)急仿真研究一般中小型城軌站，在高峰期間大部分乘客主要是學(xué)生（以唐家灣城軌站為例）。據(jù)前文描述，行人肩寬為0.45m，站臺(tái)層最大容納1015人，站廳層最大容納2737人。在空間設(shè)施上，樓梯和自動(dòng)扶梯寬度均為3.5m，含進(jìn)站口（稱閘機(jī)a）、出站口（稱閘機(jī)b），2個(gè)服務(wù)設(shè)施。在人群比例上參考并使用地鐵高峰期人員比例（由中國(guó)建筑科學(xué)研究院統(tǒng)計(jì)），仿真模型的人員參數(shù)表見(jiàn)表5-1.表5-1人員參數(shù)表年齡*性別速度（m/s）人數(shù)比例平均速度（m/s）青年女性1.45231.41青年男性1.5126中年女性1.3917中年男性1.4722老年人及未成年人1.0012（1）仿真背景及初始情況一般情況下疏散建模，指當(dāng)建筑內(nèi)人群數(shù)量達(dá)到最大可容納人數(shù)，進(jìn)行疏散所需的時(shí)間。通過(guò)一般情況下建模分析的結(jié)果，得出疏散線路及疏散時(shí)間，能夠預(yù)估在人群最為密集的情況下，人們疏散的行為特征及其瓶頸所在。初始狀態(tài)下，疏散情況如圖5-1-1所示。圖5-1-1初始疏散情況剛開(kāi)始運(yùn)行模型，站廳層的人員開(kāi)始向出口進(jìn)行疏散，站臺(tái)層的人員開(kāi)始向樓梯移動(dòng)，并通過(guò)樓梯到達(dá)站廳層，通過(guò)閘機(jī)最后從出口疏散。模型結(jié)果得到，全體疏散總共需要503.4S，一共能夠疏散3752人。圖5-1-2疏散總?cè)藬?shù)及總時(shí)間（2）站臺(tái)層行人密度圖運(yùn)行模型后，由于不論是站臺(tái)層還是站廳層都是樓梯口的人群比較密集。隨著人群向上疏散，能夠看到此時(shí)人員密度區(qū)域在向上移動(dòng)，如圖5-1-2所示。圖5-1-2站臺(tái)層密度圖1由圖5-1-3所示，密集區(qū)域已經(jīng)漸漸擴(kuò)散到樓梯頂端，說(shuō)明站臺(tái)層的人群已經(jīng)由下至上疏散至站廳層的樓梯口。圖5-1-3站臺(tái)層密度圖2由圖5-1-4所示，站臺(tái)層的密集區(qū)域已漸漸減少，只剩下樓梯口處仍然處于人群密集的情況。圖5-1-4站臺(tái)層密度圖3（3）站廳層行人密度圖觀察站廳層的行人疏散情況，如圖5-1-5所示站廳層出現(xiàn)大量人群聚集區(qū)域。圖5-1-5站廳層密度圖1疏散中后期，行人密集區(qū)域減少，部分嚴(yán)重密集區(qū)域主要出現(xiàn)在出口、閘機(jī)和障礙物處。圖5-1-5站廳層密度圖總的來(lái)說(shuō)，在一般情況下，建筑物人群容納達(dá)到最大值的時(shí)候，需要的疏散時(shí)間在500s左右，無(wú)法達(dá)到軌道交通6min疏散的標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)人群密度圖能夠看出，人群疏散時(shí)主要是樓梯和閘機(jī)的人群密集性更大，造成擁擠現(xiàn)象，嚴(yán)重降低疏散效率。接下來(lái)，本文將模擬火災(zāi)情況下的緊急疏散情況，同時(shí)改變樓梯寬度分析不同的空間結(jié)構(gòu)對(duì)整體應(yīng)急疏散的影響。5.2火災(zāi)情況下應(yīng)急仿真研究針對(duì)上述建筑結(jié)構(gòu)原型，對(duì)具體火災(zāi)情況下人群應(yīng)急疏散進(jìn)行模擬。由于站內(nèi)空間布局結(jié)構(gòu)相對(duì)規(guī)整簡(jiǎn)單，參考常見(jiàn)火災(zāi)事故引發(fā)原因，最終采取自動(dòng)扶梯發(fā)熱起火為起因，選擇一條樓梯通道發(fā)生火災(zāi)不可通行，在模型中將樓梯設(shè)置為不可通行，并標(biāo)紅。圖5-2-1火災(zāi)情況下疏散3d形運(yùn)行模型后，隨機(jī)充盈建筑內(nèi)人數(shù)，并開(kāi)始進(jìn)行疏散。站臺(tái)層充盈1015人，站廳層充盈1107人，開(kāi)始進(jìn)行模擬疏散，最終總疏散時(shí)間達(dá)561.9s。圖5-2-2火災(zāi)情況下行人流程圖站臺(tái)層行人密度圖首先使人群充盈站臺(tái)層，由于人的行為特性，在初始情況下，樓梯口附近的人群密集程度比較高，離樓梯口越遠(yuǎn)，人群密集度就越低，如圖5-2-3所示。圖5-2-3火災(zāi)情況下初始密度圖由于一條樓梯不可使用，站臺(tái)層上半部分的擁擠情況明顯高于下半部分。并且總體疏散速度和疏散時(shí)間都明顯低于下半部分。如圖5-2-4、圖5-2-5所示。圖5-2-5樓梯行人流量變化圖圖5-2-5站臺(tái)層行人密度圖1如圖5-2-6所示，站臺(tái)層疏散到中后期的時(shí)候，上半部分紅色區(qū)域較為密集，說(shuō)明其擁擠情況明顯比下半部分嚴(yán)重，并且主要集中于樓梯口。圖5-2-6站臺(tái)層行人密度圖2疏散到后期，可以看到下半部分的疏散與一般情況下相似，并且擁擠情況沒(méi)有上半部分嚴(yán)重。上半部分的密集區(qū)域較多，切當(dāng)過(guò)道變窄或遇到樓梯口時(shí)，人群密度明顯高于其他區(qū)域的密度，如圖5-2-7所示。圖5-2-7站臺(tái)層行人密度圖3站廳層行人密度圖初始情況下，站廳層人群分布相對(duì)均勻，隨機(jī)充盈人數(shù)，密集圖如圖5-2-8所示。圖5-2-8站廳層行人密度圖1開(kāi)始疏散后，站臺(tái)層的行人向上疏散，站廳層上層閘機(jī)首先出現(xiàn)了擁擠情況，也許是因?yàn)樯蠈娱l機(jī)其中一條樓梯不可使用，導(dǎo)致人群產(chǎn)生恐慌心理造成的擁擠現(xiàn)象，如圖5-2-9所示。圖5-2-9站廳層行人密度圖2如圖5-2-10所示，疏散中后期下層閘機(jī)的人群密集程度明顯高于上層閘機(jī)的密集程度，主要原因是由于下層閘機(jī)存在人群匯流的情況，容易造成擁擠現(xiàn)象。而上層閘機(jī)由于火災(zāi)導(dǎo)致其中一樓梯不可通行，因此只存在一條路徑，疏散更有規(guī)律及秩序。圖5-2-10站廳層行人密度圖3疏散中后期，有圖5-2-11可以看出，行人聚集及擁擠現(xiàn)象主要出現(xiàn)在人群匯流或分流處、閘機(jī)處和出口處，這些地方都容易造成人群擁擠聚集現(xiàn)象。圖5-2-11站廳層行人密度圖45.3樓梯寬度對(duì)火災(zāi)情況下應(yīng)急疏散的影響疏散根據(jù)前文仿真結(jié)果，不難發(fā)現(xiàn)，樓梯寬度、閘機(jī)數(shù)量及障礙物等空間布局結(jié)構(gòu)對(duì)行人應(yīng)急疏散有著至關(guān)重要的影響。接下來(lái)，本文將研究樓梯寬度對(duì)疏散速度的影響，并對(duì)原模型的樓梯寬度進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，原樓梯寬度為35cm，分別調(diào)整為40cm、45cm進(jìn)行仿真建模，根據(jù)仿真結(jié)果對(duì)其進(jìn)行分析。樓梯寬度調(diào)整為40cm將樓梯寬度拓寬，調(diào)整為40cm，并進(jìn)行火災(zāi)模擬疏散?？臻g布局圖如圖5-3-1所示。圖5-3-1樓梯寬度調(diào)整為40cm空間布局圖將樓梯寬度拓寬，調(diào)整為40cm，并進(jìn)行火災(zāi)模擬疏散?？臻g布局圖如圖5-3-1所示。運(yùn)行模型，能夠得到當(dāng)樓梯寬度為40cm，發(fā)生緊急火災(zāi)情況時(shí)，建筑達(dá)到最大飽和人群后，應(yīng)急疏散需要的時(shí)間為524.6s。相對(duì)與樓梯寬度為35cm時(shí)，提高了37.3s，如圖5-3-2所示。圖5-3-2樓梯寬度40cm-行人流程圖樓梯寬度調(diào)整為45cm接下來(lái)，重復(fù)上述操作，調(diào)整樓梯寬度為45cm，運(yùn)行模型進(jìn)行模擬疏散。但樓梯寬度為45cm時(shí)，需要的總疏散時(shí)間為523.2s，僅僅比40cm提高1s的疏散效率，如圖5-3-3所示。圖5-3-3樓梯寬度45cm-行人流程圖總的來(lái)說(shuō)，改變樓梯寬度確實(shí)能夠有效的提高人群的應(yīng)急疏散效率。但需要找到優(yōu)化疏散效率的最佳樓梯寬度，過(guò)度拓寬樓梯對(duì)整體疏散效率的提升微乎其微。在優(yōu)化人群疏散效率的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)考慮多種影響因素，同時(shí)進(jìn)行優(yōu)化，才能最大化的提高效率。5.4基于仿真結(jié)果的結(jié)論及建議本章以一般城軌站為研究對(duì)象，利用Anyl