一、课题来源

地铁作为现代化的城市轨道交通工具,承担着越来越重要的大客流运输服务。地铁的便捷与快速给人们生活带来了巨大的变化。然而,在看到地铁给人们带来方便快捷的同时，我们也应该看到地铁人员密集、流动性大，地铁的出入口比较少并且面积有限，火灾时往往供氧不足，可燃物发烟量大，排烟困难，散热慢，热烟的运动方向与人员的逃生方向一致；而且，烟的扩散速度比人的疏散速度快得多，致使人员无法逃脱烟气流危害，烟气中含有大量有毒气体，对乘客生命构成最直接的威胁，高温和有毒的烟气可导致人员中毒、窒息，甚至死亡。地铁火灾往往给人类带来重大的损失[1]。

地铁中突出的重大事故主要有爆炸、火灾、重大设备故障等，其中以火灾最具代表性，火灾的发生是最常见，也是最普遍的一种危险事故，据统计，所调查的事故中，火灾次数最多，约占30％，说明在地铁建设与运营过程中，地铁火灾是不容忽视的问题[2]。它危及到的不仅仅是地铁设备和人员的安全，更会造成对社会舆论的负影响。

地铁站台内的可燃物地铁站台主体结构为钢筋混凝土，其楼梯、立柱、吊顶、地板等都是不燃性材料[3]。其可燃物主要集中在以下几个区域：（1）站台内的书报亭、小商铺等。这类区域内可燃物主要为纸制品与塑料制品；（2）站台内的垃圾桶。垃圾桶内堆积了乘客丢弃的各种废弃物，其中多是可以燃烧的；（3）站台内其他电气设备、电线电缆都有可能产生火灾。

1986年11月19日英国伦敦地铁君王十字车站由于木质自动扶梯轰燃导致32人死亡，100多人受伤；1993年巴黎地铁火灾导致84人死亡；1995年10月28日阿塞拜疆首都巴库地铁发生火灾，最终造成558人死亡，269人受伤；2004年莫斯科地铁发生严重的地铁列车爆炸案造成近50人死亡，100多人受伤。2005年伦敦地铁发生多起爆炸，造成56人死亡，700多人受伤。我国地铁自1969年相继投入运行以来，因变电所、地铁车辆内的电气设备和线路出现故障以及违章电焊和电气设备操作等，共发生火灾156其，其中重大火灾3起，特大火灾1起[4]。

因此，加强地铁运输系统的作业安全管理，通过研究地铁事故发生后的人群疏散行为，提高系统应对突发事故的紧急防护能力已经成为各方面广泛关注的议题。为了保证地铁车站安全疏散的效果，人员疏散、疏散时间及影响因素成为了我们需要深入的研究课题。

二、国内研究现状及进展

国内的一些专家和学者在紧急情况下的人员安全疏散方面做了很深入的研究，并取得了很大的成绩。北京化工大学的谢灼利等在分析了地铁站台火灾临界危险条件和人员的疏散特点，提出地铁站台火灾中人员安全疏散模型，确定了人员安全疏散时间的计算方法；并通过研究和计算方法得出，地铁车站火灾时，站台通向站厅的楼梯是整个疏散过程的瓶颈，而楼梯的疏散能力主要受人员流量和楼梯的有效宽度所制约，所有合理的楼梯设计是解决问题的重点[2]。中国科学技术大学的范维澄院士、杨立中教授研究开发的元胞自动机模型和格子气模型可以准确地表示建筑平面空间的几何形状及其内部障碍物的位置，还可通过对疏散过程的可视化演示来评估建筑物的设计及内部布局结构合理性。方正等开发的空间网格疏散模型，充分考虑了某疏散个体在疏散过程中受到其他疏散个体的影响，还考虑疏散个体所处的位置对于安全疏散的影响。同时他们又从人员在建筑物紧急疏散时同前后及左右人员拥挤对人员启动加速度的影响机理出发，建立了人员疏散动力学方程，并推导出人员在拥挤环境下移动速度公式，进一步得到看人员移动速度与人员拥挤密度呈对数的关系。南京工业大学的周汝等提出对于目前国内站台层在下、站厅层在上的典型的双层地铁车站结构，当一辆列车着火时，在站台通向站厅的楼梯口设置防烟空气可以保证人员有6min以上安全疏散时间[8]。

三、国外研究进展及现状

国外的一些专家和学者对地铁的火灾情况下的人员全疏散做了很多深入的研究，如美国、英国、日本以及匈牙利等国家。美国火灾情况下围绕人员安全疏散研究是以NIST研究人员为代表，这些专家对火灾情况下的人员心理反应做了细致的讨论，在其它方面也做了详细的研究，比如，火灾情况下人员对环境的反应和决策，怎样建立最优化的疏散模型，怎样计算最短的疏散时间以及人员受火灾影响的评估方法等。英国火灾情况下人员的安全疏散研究是以SERT中信的Sime等研究人员为代表。他们提出的ORSET模型的概念是建立在人员在阻塞情况下的心理因素的研究基础上的。ORSET模型计算出的最新疏散时间，可以知道火灾情况下人员的紧急疏散。它是根据自己的特点进行统一的分析和研究，其特点集心理学、管理学、建筑学一级疏散指示标志在地铁站的分布特征于一体。此外，英国的专家学者还研究出了较为真实的疏散模型，这些模型能反映在紧急情况的人员做出的决定以及所选择的逃生线路，包括SIMULKEX、BuildingExodus、EGRESS等。英国的专家学者是以Togawa[9]为代表的，他们开出了水力模型，是粗糙网络模型，还提出Togawa经验公式。这些较注重多方面的结合，包括人员安全疏散的评估方法、火灾情况下人员的行为统计、火灾的性能化设计以及火灾情况下的危险性评估等。匈牙利紧急情况下人员的安全疏散研究是以Helbing为代表，他们把社会力，即是紧急情况下的人员行为反应的量化-作用力。人员的疏散模型添加了这种社会力，取得了很大的进步，特别是在人员安全疏散行为上能成功的再现经典的群体效应。

四、存在的问题

本文通过对国内外文献，对地铁安全疏散进行研究，研究过程中疏散时间计算方法不成熟，人员特性难以采集，无法掌握各种因素对结果影响。