第１１卷第３期 ２０１４年６月 现代交通技术 Ｍｏｄｅｍ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＶＯ１．１１ Ｎ０．３ Ｊｕｎ．２０１４ 地铁站出口宽度对人员疏散时间影响的仿真分析 李晨，于世军 （南京理工大学自动化学院，江苏南京２１００９４） 摘要：利用Ａｎｙｌｏｇｉｃ行人库，通过建立火灾发生时的行人疏散微观仿真模型，考察地铁站安全出口的宽度设置与 人员疏散时间之间的对应关系。研究发现，同一到达速率下，人员疏散时间随安全出口宽度的增加呈现递减趋势； 出口宽度增加到临界安全出１：２宽度时，再增加出口宽度，疏散时间趋向一定值；不同到达速率下，人员密度较高的 情况下，出口宽度的增加对疏散时间的影响比人员密度较低的情况下更加明显。 关键词：地铁车站；出口宽度；人员到达速率；疏散时间；Ａｎｙｌｏｇｉｃ；行人库 中图分类号：Ｕ２３１．４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２—９８８９（２０１４）０３—００５９—０３ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｔｈｅ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ ｏｆ Ｓｕｂｗａｙ Ｅｘｉｔ Ｗｉｄｔｈ ｏｎ Ｐｅｄｅｓｔｒｉａｎ Ｅｖａｃｕａｔｉｏｎ Ｔｉｍｅ ＬｉＣｈｅｎ，ＹｕＳｈｉｊｕｎ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，Ｎａｎｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００９４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ ａｎａｌｙｓｅｓ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｒｅｌａｔｉｏｎｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｓｕｂｗａｙ ｓｔａｔｉｏｎ ｅｘｉｔ ｗｉｄｔｈ ａｎｄ ｐｅｄｅｓｔｒｉａｎ ｅｖａｃｕａｔｉｏｎ ｔｉｍｅ，ａ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｐｅｄｅｓｔｒｉａｎ ｅｖａｃｕａｔｉｏｎ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｆｉｒｅ ｂｒｏｋｅ ｏｕｔ ｉｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ａｎｙｌｏｇｉｃ ｐｅｄｅｓｔｒｉａｎ ｌｉｂｒａｒｙ．Ｓｔｕｄｉｅｓ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｓａｍｅ ａｒｒｉｖａｌ ｒａｔｅ，ｐｅｒｓｏｎｎｅｌ ｅｖａｃｕａｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｓａｆｅｔｙ ｅｘｉｔ ｗｉｄｔｈ；ａｎｄ ｗｈｅｎ ｅｘｉｔ ｗｉｄｔｈ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｔｏ ａ ｃｒｉｔｉｃａｌ ｓａｆｅｔｙ ｅｘｉｔ ｗｉｄｔｈ，ｔｈｅｎ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｅｘｉｔ ｗｉｄｔｈ，ｅｖａｃｕａｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ｔｅｎｄｓ ｔｏ ａ ｃｅｒｔａｉｎ ｖａｌｕｅ；ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｒｒｉｖａｌ ｒａｔｅ，ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｅｘｉｔ ｗｉｄｔｈ ｏｎ ｅｖａｃｕａｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ｉｓ ｍｏｒｅ ｏｂｖｉｏｕｓ ｔｈａｎ ｌｏｗ ｄｅｎｓｉｔｙ ｃａｓｅ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｈｉｇｈ ｐｅｒｓｏｎｎｅｌ ｄｅｎｓｉｔｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｕｂｗａｙ ｓｔａｔｉｏｎ；ｅｘｉｔ ｗｉｄｔｈ；ｐｅｒｓｏｎｎｅｌ ａｒｒｉｖａｌ ｒａｔｅ；ｅｖａｃｕａｔｉｏｎ ｔｉｍｅ；Ａｎｙｌｏｇｉｅ；ｐｅｄｅｓｔｒａｉｎ ｌｉｂｒａｒｙ １概述 型 、Ｂｕｉｌｄｉｎｇ－ＥＸＯＤＵＳ［２’纠等能够较好地反映单个人 员的行为，但简化了疏散中的某些细节。这些模型 侧重于人员疏散的合理引导和路线选择，还有学者 利用排队论的方法研究出Ｅｌ的宽度和数目的选取…， 在出口方案设计问题上进行新的探索。 近年来，随着计算机技术的飞速发展，疏散模 拟已经成为地铁人员紧急疏散研究的重要手段，并 地铁是城市公共交通体系的重要组成部分。由 于其建筑、设备和运营都在地下，空间相对封闭， 并且人员流动性大而着火事件突发性强，乘客很难 引起警觉，因而火灾发生时的人员疏散问题就成了 重中之重。 国内外的研究人员对疏散模型进行了大量的研 究，常用的方法包括出口容量计算、网络流和离散 网络３种ｕ 】。对于出口条件与人员疏散的关系问题， 有学者利用网络流的方法如社会力模型 ，重现了 成为学术领域研究中的热点。采用计算机仿真技术 进行疏散模拟的优势在于能够描述出地铁人员疏散 的整个动态过程，本文利用Ａｎｙｌｏｇｉｃ行人库，通过建 立火灾发生时的行人疏散微观仿真模型，来考察地 实际疏散中出现的典型现象，拟真度高，但较为复 杂，计算量较大；基于网格模型的ＧｒｉｄＦｌｏｗ疏散模 铁站安全出口的宽度设置与人员疏散时间之间的对 应关系。 作者简介：李晨（１９８９－），女，江苏南通人，硕士研究生，研究方向为交通规划。 第３期 李晨，等：地铁站出口宽度对人员疏散时间影响的仿真分析 ．６１． 模型（见图２）。行人的活动路线有２条，分别是： 左侧闸机刷卡一下楼乘车；右侧购票窗口购票一左 侧闸机刷卡一下楼乘车。 －ｌ 一 考虑人员到达速率高、中、低３个水平的情形（见 图３）： （１）情景１，模型中人员到达速率服从 ｔｉｍｅｔａｂｌｅｌ，研究区域内人员密度较大； （２）情景２，模型中人员到达速率服从 ｔｉｍｅｔａｂｌｅ２，研究区域内人员密度中等； （３）情景３，模型中人员到达速率服从 图２ Ａｎｙｌｏｇｉｃ行人库建模行人行为流程图 一 ｔｉｍｅｔａｂｌｅ３，研究区域内人员密度较小。 ４．３数值模拟分析 由式（２）可知，疏散时间与人员到达速率有关， 在本模型中，通过不同的表函数来控制实现。分别 利用建立滑块控件动态控制安全出口的宽度， 进行多次仿真试验，结果如表ｌ所示： 醇 模型时间／ｓ （ａ）情景１ －４—２ ０ ２ ４ ６ ８ １０１２１４ｌ６１８ ２０２２２４２６２８ ３０ ３２ ３４ －４—２ ０ ２ ４ ６ ８ １０１２１４１６１８２０ ２２２４２６２８ ３０３２ ３４ 模型时间／ｓ （ｂ）情景２ 模型时间／ｓ （ｃ）情景３ 图３ 人员到达速率分布图 表１模型运行结果 ４＿４仿真结果分析 仿真分析结果表明，该站台的消防设计还是存 在问题的。在人员密度逐渐增大时，站台这一层的 在人员到达速率一致即站台内人员密度一致的 情况下，人员疏散时间随着安全出口宽度的增加呈现 人员疏散时间不能满足《地下铁道设计规范》６ ｍｉｎ 内安全疏散的要求，应考虑在安全出口位置及数量 减少的趋势，并且安全出口宽度较小时，其取值对疏 散时间的影响较大。当出口宽度增加到某一数值（称 为临界安全出口宽度 ）后，再增加出Ｅｌ宽度，疏散 时间的变化幅度随之减小，并且趋向于一个定值。当 人员到达速率不一致，站台内人员密度发生变化时， 人员疏散时间随安全出口宽度变化的趋势一致，然 而人员密度较高的情况下，出口宽度的增加对疏散 时间的影响比人员密度较低的情况下更加明显。 的布置、引导标识的适当安放等方面加以改善。 ５结论 本文利用Ａｎｙｌｏｇｉｃ行人库，通过建立火灾发生 时的行人疏散微观仿真模型，来考察地铁站安全出 口的宽度设置与人员疏散时间之间的对应关系，得 出以下结论： （下转第９２页） ・９２・ 现代交通技术 ２０１４正 社会稳定风险等级为低风险。 表４项目风险综合评价表 风险 程度权重很低较低中等较高很高因素 Ｗ）．分别给出了各个阶段的主要工作内容及程序。同时， 简要介绍了公路建设项目风险调查、风险识别、风 险估计以及风险等级综合判断的方法，并以２２９省 Ｃ×Ｗ 风险影响 堕垄竺 里墼些！ ００４ ０．１６ ０．３６ ０．６４ １．０ 道江阴段改扩建工程为例，进行了公路建设项目社 会稳定风险分析的案例研究，旨在为其他公路建设 项目的社会稳定风险分析提供借鉴。 参考文献 『ｌ １韩保江．全面小康需突破六大瓶颈［Ｊ］．嘹望新闻周刊， ２００３（４Ｏ）：７－９． ［２］叶玮，卢川．公路建设项目风险分析体系框架研究［Ｊ］． 工程管理２０１０，２５（４）：５６４—５６６． 『３］余健明．项目决策分析与评价［Ｍ］．北京：中国计划 出版社．２０１１． ３结论 ［４］童怡，韦晨，崔宝军．上海市重大市政项目社会风险稳 定评估概述及方法探究［Ｊ］．上海船舶运输科学研究所 学报，２０１３，３６（１）：６一ｌ１． 文章根据公路建设项目的特点，结合固定资产 投资项目可行性研究中社会稳定风险分析篇章编制 的工作要求，将社会稳定风险分析的主要工作分为 准备阶段、分析调查阶段、综合阶段３个阶段，并 ｃ ｃ ｃ ｃ ｃ 。 ｃ ｃ 『５］江苏中设工程咨询集团有限公司．２２９省道（江阴段） 改扩建Ｘ－￣＂－３－行性研究报告［Ｒ］．２０１２． （收稿日期：２０１３—０９－０２） ｃ 。 ｃ ｃ ｃ ｃ ｃ ｃ ｃ ｃ ｃ 每ｃ ｃ每 ｃ ｃ ｃ ｃ ｃ （上接第６１页） （１）同一到达速率下，人员疏散时间随安全出 口宽度的增加呈现递减趋势，且宽度较小时安全出 口宽度的取值对其影响更加明显； 参考文献 ［１］徐广，瞿军，夏长俊，等．基于排队论的人员疏散出口 方案研究［ｊ］安防科技，２０１０（１２）：３５—３８． （２）出口宽度增加到某一数值（称为临界安全 出口宽度）时，再增加出口宽度，疏散时间变化幅 度随之减小，趋向一定值； （３）不同到达速率下，人员密度较高的情况下， 出口宽度的增加对疏散时间的影响比人员密度较低 的情况下更加明显。 地铁站火灾中的人员疏散是个极其复杂的过 ［２］张媛媛，朱国庆，韩如适．基于网格模型研究人员密度 及出口宽度对疏散的影响［ｃ］．广州：２０１２中国消防协 会科学技术年会，２０１２． ［３］宋卫国，于彦飞，陈涛．出口条件对人员疏散的影响及 其分析［Ｊ］．火灾科学，２００３（２）：１００—１０４． ［４］褚冠全，孙金华，王青松，等 疏散准备时间及出口宽 程，本文仅针对不同人员到达速率下出口宽度的变 化与疏散时间的关系进行探讨，对模型进行了一定 程度的简化，并未考虑到站台的结构布局、疏散准 度对人员疏散影响的模拟［Ｊ］．科学通报，２００６（６）： ７３８—７４４． 备时间以及报警时间的区域性差异、人员反应时间 的差异等问题，在下一步的研究中需结合问卷调查 以及相关数据，将上述因素纳入模型之中加以完善。 ［５］田玉敏．火灾中人员的行为及其模拟计算方法的研究［Ｊｌ 安全与环境学报，２００６（１）：２６—３０． （收稿日期：２０１３—０７—０１）
