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随着城镇化建设的发展,城市交通安全已成为人们普遍关心的问题,特别是地铁消防安全更为人们所关注。本文选择了人流量较大的地铁站作为研究目标,运用仿真模拟软件,分析非对称环境下的地铁站火灾烟气扩散与人员应急疏散场景,提出了更为实用有效的火灾烟气抑制措施与疏散优化策略。 通过文献梳理,明确了研究问题:(1)地铁站人群规律及特征是什么?(2)地铁站火灾发生后烟气扩散的规律是什么?如何有效地抑制地铁站内烟气的扩散?(3)地铁站内非对称环境中人员疏散有什么特点?这对人员疏散有什么现实意义?(4)地铁站内人员疏散时间的影响因素有哪些?如何改进? 本文采用了调查问卷与现场观测相结合的方法,通过统计分析调查问卷的数据,以及观测、记录、统计现场观测的数据总结了地铁站人群规律及其特征。心理特征数据显示人员性别、年龄层以及文化程度影响人员在应急疏散时的心理反应。人员行为方面,相当一部分人在应急疏散发生时容易选择从众行为。采用现场观测与摄像记录两种方法进行测量。分析观测数据和视频资料,获得地铁站乘车人员平均行走速度、地铁站台层乘车人员的最大数量、地铁站高峰期的人流量、各出入口利用情况等基本数据,作为基本参数修正模型,使得软件的各种参数更加符合实际情况,为疏散模拟提供基础数据支撑,使得本研究的模拟数据合理可信。 真实的火灾场景无法重复再现,人员疏散具有不可重复性,要了解火灾环境下疏散的实际状况,只有通过诸如烟气扩散、人员疏散等模拟,掌握主要影响因素,制定应急处理预案。本文通过大量文献的检索和查询,发现针对地铁火灾烟气的模拟与疏散主要侧重于对称场景的模型分析,在该类场景里,地铁站内部的布局是假定为完全对称分布的,没有考虑到非对称环境,烟气的扩散规律与人员疏散的路径研究往往停留在理想环境上。因此,本文选择了火灾烟气模型分析软件PyroSim和人员疏散仿真软件Pathfinder,对地铁站火灾环境下烟气扩散进行模拟,通过对称环境与非对称环境下人员疏散模型的分析比较,分析出非对称环境中人员疏散的影响因素及改进策略,结果显示:地铁站火灾烟气扩散可通过调节水喷雾系统进行有效控制;而对于站台层疏散通道的适当拓宽以及站厅层的疏散通道的引导策略调整,也是提高人员应急疏散效率的有效手段。 本文通过文献法、比较法、调查法、模拟仿真法等研究方法,运用仿真软件,对地铁站非对称环境下火灾烟气扩散及人员疏散路径进行了综合研究,得出以下结论:(1)地铁站火灾发生后抑制烟气扩散的主要方式是采用水喷雾装置。本文通过火灾后10s、100s、200s和400s时有无水喷雾系统抑制烟气效果的模拟,发现:有水喷雾环境下,抑制烟气扩散的效果非常明显。本文又提出水喷雾系统装置安装的位置是否也会影响喷淋效果的疑问。通过模拟分析发现,离地面3m的位置安装水喷雾装置,抑制烟气效果最为理想。(2)地铁站内站台的长宽都有对应的规定,比如长度为140-180m,宽度为6-10m。但上下楼梯的通道只有最低要求(宽度≥2.4m),没有最为合适的标准。基于这样的问题,本文提出加宽楼梯通道的尝试。经模拟分析发现,对于宽度10m站台来说,最佳楼梯通道的宽度为5m,人员疏散时间最短。(3)通过对称场景中的地铁站站厅层与非对称场景下的地铁站站厅层中人员疏散模拟分析对比,本文发现非对称场景的地铁站中的任意疏散更加贴合实际,同时也更能反映出站厅层在人员疏散中的实际问题。通过对站厅层的模型模拟分析,本文通过增加引导人策略优化疏散人员的疏散路径,减少了疏散通道中的任意拥堵,提高了疏散通道的使用率。