城市軌道交通地下區(qū)間疏散指示標志設計方案

王 龍

0 引言

軌道交通在國內大中城市交通中發(fā)揮越來越重要的作用，不僅方便了市民的出行，還對大城市日趨嚴重的交通擁堵起到了極大的緩解作用，是未來公共交通發(fā)展的主要方向。

根據(jù)最新的《城市軌道交通技術規(guī)范》（GB 50490-2009）7.3.27條規(guī)定：區(qū)間隧道應設置可控制方向的疏散指示標志。城市軌道交通地下區(qū)間一般較長，從四五百米至一兩公里不等，一般在地下區(qū)間設置正常照明、應急照明及疏散指示標志。應急照明及疏散指示標志在列車發(fā)生故障及區(qū)間發(fā)生火災時發(fā)揮著重要作用，不僅向乘客提供有效的逃生照明，還指示乘客正確的逃生方向，因此設置疏散指示標志并進行有效的控制指示方向具有重要的意義。

1 常見的區(qū)間疏散指示標志設計方案

區(qū)間疏散指示標志根據(jù)功能的簡單和復雜性，大概有 3種設計方案：單方向指示型、采用 FAS系統(tǒng)控制的雙方向指示型、采用智能控制系統(tǒng)的雙方向指示型。各種方案均有優(yōu)缺點，下面分別加以說明。

1.1 單方向指示型

單方向指示型標志是最簡單的一種設置方式，每個疏散指示燈具只有一個箭頭指向，地下區(qū)間以區(qū)間中心里程為界，箭頭指向就近的車站或者就近的區(qū)間聯(lián)絡通道，指示方向不設控制，如圖1所示。

圖1 單方向指示型區(qū)間疏散指示標志圖

1.2 采用FAS系統(tǒng)控制的雙方向指示型

該設置方式是在每套疏散指示標志燈具內設置雙方向箭頭指示，平時箭頭方向指向就近的區(qū)間聯(lián)絡通道或者車站，在緊急情況時，由車站 FAS系統(tǒng)根據(jù)事故的地點來控制疏散指示的箭頭指示方向，如圖2所示。

圖2 FAS系統(tǒng)控制的雙方向區(qū)間疏散指示標志圖

1.3 采用智能控制系統(tǒng)的雙方向指示型

該方案燈具的指示箭頭方向和 FAS系統(tǒng)控制的雙方向指示型一致，但是燈具的指示方向由FAS系統(tǒng)和智能控制系統(tǒng)聯(lián)合完成。

智能控制系統(tǒng)主要由控制主機、路由器、通信網(wǎng)絡及疏散指示燈具組成，其主要工作原理是每個疏散指示燈具配置一個IP地址，通過通信線將每個IP地址傳送至路由器，再由路由器通過網(wǎng)絡傳送給控制主機，主機與 FAS系統(tǒng)進行信號配合，完成指示燈具具體指向的明滅，以此實現(xiàn)疏散指示方向的作用。具體實現(xiàn)過程：當 FAS系統(tǒng)的感煙或感溫探頭探測到某個地點發(fā)生火災時，將該地點的具體位置信號傳送給控制主機，主機通過判斷，確定發(fā)生火災處燈具的IP地址，然后發(fā)出控制命令，通過路由器，再經(jīng)通信線將開斷命令發(fā)送到指示燈具，每個燈具根據(jù)命令進行具體方向指示箭頭的點亮。

2 火災時乘客疏散方案

列車在地下區(qū)間發(fā)生火災時，有如下幾種情況：列車頭部發(fā)生火災、列車中部發(fā)生火災、列車尾部發(fā)生火災。列車在區(qū)間發(fā)生火災時，區(qū)間兩邊車站端頭的隧道風機打開，一個車站的隧道風機排風，另一個車站的隧道風機送風，使得區(qū)間內的煙霧只向一個方向排除，乘客及工作人員在逆風方向進行逃生。在上述3種不同火災情況下，區(qū)間內的通風方向及疏散指示方向均有差異，下面將進行詳細分析。特別需要說明的是，列車在區(qū)間發(fā)生火災時只考慮在同一區(qū)間、同一時間、同一方向發(fā)生。

2.1 列車頭部發(fā)生火災

列車頭部發(fā)生火災時，靠近列車頭部的車站風機排風，靠近列車尾部的車站風機送風，乘客和工作人員逆風逃生，疏散指示方向如圖3所示。

圖3 列車頭部發(fā)生火災時疏散指示標志指示方向示意圖

2.2 列車尾部發(fā)生火災

列車尾部發(fā)生火災時，和列車頭部發(fā)生火災時情況類似，即靠近列車尾部的車站風機排風，靠近列車頭部的車站風機送風，乘車和工作人員逆風逃生，疏散指示方向圖4所示。

圖4 列車尾部發(fā)生火災時疏散指示標志指示方向示意圖

2.3 列車中部發(fā)生火災

列車中部發(fā)生火災時，則要討論區(qū)間是否有聯(lián)絡通道，因為區(qū)間聯(lián)絡通道也可作為疏散逃生的一條路徑，當有聯(lián)絡通道時，排煙方向、疏散方向及逃生方向如圖5 a所示。

當區(qū)間無聯(lián)絡通道時，若疏散指示全部指向逆風方向時，會誤導部分乘客及工作人員逃往火災發(fā)生處，若采用不同指示方向時，會有部分乘客及工作人員在逃生時伴隨煙霧，對逃生不利，具體如圖5 b所示。

圖5 列車中部發(fā)生火災時疏散指示標志指示方向示意圖

如上所述，若采用單方向指示型的疏散指示標志，疏散指示方向不能根據(jù)火災的具體情況進行方向的變化指示，不僅不能起到引導乘客及工作人員逃生的作用，還有可能將乘客引至火災發(fā)生處，所以該方案較不合理且存在安全隱患；采用 FAS系統(tǒng)控制的疏散指示標志在列車頭部、列車尾部發(fā)生火災時能夠正確的進行疏散方向的指示，在列車中部發(fā)生火災時，能夠引導一部分乘客和工作人員正確的疏散，另一部分存在疏散時伴隨煙霧的缺點；采用智能控制系統(tǒng)的疏散指示，除了能夠完成FAS系統(tǒng)的功能之外，疏散指示方向的調整更具有靈活性，在列車中部發(fā)生火災且有區(qū)間聯(lián)絡通道時，不僅能夠正確地指示逆風方向的乘客及工作人員逃生方向，還能對逃生時伴隨煙霧的那部分乘客在最近的聯(lián)絡通道處進行正確疏散指示，具有明顯優(yōu)勢。但當列車所停區(qū)間無區(qū)間聯(lián)絡通道時，智能控制系統(tǒng)的疏散指示和 FAS系統(tǒng)控制的疏散指示系統(tǒng)功能基本一致，無較大優(yōu)勢，即智能疏散指示系統(tǒng)的優(yōu)勢帶有隨機性和概率性的問題。目前根據(jù)筆者了解，國內軌道交通的區(qū)間疏散指示標志各種設計方案均存在，但以 FAS控制系統(tǒng)的方案應用較多，智能控制系統(tǒng)的方案在新規(guī)范頒布后新建線路中開始實施，還沒有投入運營。

3 各種方案的實施比較

根據(jù)以上說明可以看出，智能控制系統(tǒng)方式的疏散指示功能較強，單方向指示型的方式功能最差，而采用 FAS系統(tǒng)控制的居中。從工程實施角度考慮，單方向指示型最簡單容易實現(xiàn)，智能控制系統(tǒng)方式最繁瑣（主要原因是整個智能控制疏散指示獨立成系統(tǒng)，燈具要進行IP地址賦值，燈具的指示方向要根據(jù)主機發(fā)出的信號來進行點亮；另外最關鍵的一點是火災點的位置是通過 FAS系統(tǒng)向智能控制系統(tǒng)傳送，2個系統(tǒng)存在信息的配合，整個系統(tǒng)由終端設備、中間通信通道、控制主機及外部信號輸入等組成，對系統(tǒng)的可靠性影響較大，安裝調試要求更高），F(xiàn)AS系統(tǒng)控制則相對簡單。從經(jīng)濟角度考慮，單方向型投資最低，F(xiàn)AS控制系統(tǒng)次之，而智能控制系統(tǒng)則最高，三者的具體性價比較如表1所示。

表1 各種疏散指示方式的功能及投資比較表

可以看出，由 FAS系統(tǒng)控制型的疏散指示方式性價比最高，智能控制系統(tǒng)型雖然更加靈活和方式多樣，但其系統(tǒng)組成及工程投資遠遠高于 FAS系統(tǒng)控制型，更因軌道交通區(qū)間是否設聯(lián)絡通道及發(fā)生火災時停車位置的概率性，使其優(yōu)勢并不明顯。綜合上述分析，采用 FAS系統(tǒng)控制型的疏散指示方式在軌道交通地下區(qū)間應用不僅合理有效且節(jié)省投資，具有明顯優(yōu)勢。

4 FAS系統(tǒng)控制方案介紹

區(qū)間疏散指示標志一般安裝于區(qū)間疏散平臺上方，疏散平臺是事故及火災時的主要逃生通道，為避免逃生時人體碰撞疏散標志而發(fā)生觸電事故，疏散指示標志應采用安全電壓供電。區(qū)間內的應急照明為單相220 V電源，不能直接接引，要想獲得安全電壓就必須設置安全變壓器。對該問題可有2種設計方案，一是區(qū)間內相隔一定距離設置安全變壓器向鄰近疏散指示標志燈具供電；二是車站設置安全變壓器向整個區(qū)間疏散指示標志燈具供電。方案1主要在地下區(qū)間較長，安全電壓供電壓降不能滿足要求時采用，方案2主要在地下區(qū)間較短，安全電壓供電壓降可以滿足要求時采用。2種方案均可通過在車站內的區(qū)間照明總箱內設置接觸器、繼電器等元件來實現(xiàn)疏散指示標志不同方向的開啟和關閉。

5 結束語

軌道交通地下區(qū)間內的疏散指示標志采用FAS系統(tǒng)控制型的方式在技術應用及工程投資上優(yōu)勢明顯，具有廣泛可靠的實施性。在具體設計時可根據(jù)區(qū)間的長短采用就地設置安全變壓器的方案或者車站設置安全變壓器的方案進行安全電壓供電。FAS系統(tǒng)根據(jù)區(qū)間列車火災事故的地點，在車站內的區(qū)間照明總箱內通過開斷區(qū)間疏散指示標志供電回路的接觸器即可實現(xiàn)疏散指示標志不同方向的控制。因此，建議軌道交通地下區(qū)間采用FAS系統(tǒng)控制的地下區(qū)間疏散指示標志設計方案。