地铁车站突发灾害下人员疏散应急仿真研究

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地铁的出现极大的缓解地面交通运输的压力,凭借其方便、准点、运载量大等优点成为城市居民出行的首选。然而地铁站相对封闭的环境加之大量的人员汇集在地铁站,在突发灾害事故时,若处理不当必然会造成惨烈人员伤亡事故。为此,国内外公共安全领域学者对地铁疏散开展了大量研究,然而大部分的研究是在人员模型与火灾模型相互独立的情况下进行的,忽略了火灾对人员的影响。而本文将火灾模型引入到人员疏散场景中,以研究人员在不同火源条件下的疏散问题。本文以上海地铁站、西直门地铁站和“工”型地铁站为研究背景,对地铁站突发火灾情况下人员疏散进行了初步研究。为了便于深入分析火灾和人员在地铁站台间的相互作用以及人员的疏散行为的展示,使用Java语言建立了地铁火灾人员疏散仿真模型。采用地理信息系统的研究思路,运用元胞自动机的原理建立了人员模型,其疏散路径算法采用的是迪杰斯特拉最短路径算法。本文选取上海某地铁站站、西直门地铁站和“工”型地铁站为研究对象,利用建立的仿真模型统计疏散停止的时间以及人员状态信息,包括:安全移动人数、陷入危险人数、被困人数和死亡人数。首先模拟了上述三种站台在不受火灾影响时的疏散情况,分析了地铁站建筑结构的复杂程度对于疏散产生的影响。进而针对这三种站台,分别模拟了在一个、两个和三个随机火源点的情况下的疏散场景。定量分析了火源点数量和位置对于疏散的影响,最后探讨了疏散人员的路径选择的问题,对上述疏散场景分别模拟100次,合计1200次。研究发现:(1)随着地铁站台建筑结构复杂程度的增加,会给人员疏散造成更多阻碍;出口的数量和位置都会影响疏散效果。(2)通过研究火源点数量对疏散的影响中发现:火源点数量的增加会加剧疏散人员的伤亡程度。(3)在火源点位置对人员疏散影响的研究中发现:最弱着火点的位置位于距离出口最远区域,而最不利着火点是位于出口附近和容易发生人员拥堵的区域。(4)在人员疏散路径的选择研究中,认为在明确了火源点具体位置的情况下,熟悉铁站出口位置的人员更有机会安全逃生。最后根据上述研究结论,具有针对性的提出初步的解决办法,为地铁站的施工建设和决策部门对紧急预案的制定提供了一定的参考。
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