BIM技術(shù)在地鐵站人員疏散的應(yīng)用研究

王偉　楊雪韻　呂山可

摘要：地鐵站基本都位于地下，空間較為密閉且出口有限并位于特定的位置，因此一旦地鐵站發(fā)生火災(zāi)等事故時，容易造成人員傷亡。本文以此為背景，針對火災(zāi)地鐵事故原因及特性，利用BIM及Pathfinder軟件構(gòu)建疏散模型并進(jìn)行優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：地鐵站；BIM；Pathfinder

隨著我國城市化進(jìn)程的不斷加快，目前越來越多城市已經(jīng)建成或開始建設(shè)地鐵。但是地鐵站基本都位于地下，空間較為密閉且出口有限并位于特定的位置，因此一旦地鐵站發(fā)生緊急事故時，容易造成人員傷亡。

一、地鐵事故原因及特性分析

（一）地鐵事故原因分析

通過對大量地鐵事故的分析發(fā)現(xiàn)，引起事故的因素可以概括為人為因素、設(shè)備因素、環(huán)境因素等。

（1）人為因素：主要指由于地鐵人員的非法操作或不嚴(yán)格執(zhí)行地鐵的安全管理標(biāo)準(zhǔn)等。（2）設(shè)備因素：指設(shè)備未執(zhí)行在固定的時間內(nèi)維護(hù)保養(yǎng)和可靠的維修或負(fù)荷超出限量等因素。（3）環(huán)境因素：指地鐵車站通風(fēng)不良、潮濕等。

（二）火災(zāi)事故特性分析

本文通過大量的人員密集場所火災(zāi)以及地鐵車站火災(zāi)事故資料，將其特性總結(jié)為以下三點：

（1）地鐵車站通風(fēng)不良，火災(zāi)事故發(fā)展速度快，排煙困難。（2）地鐵承載量大，一旦發(fā)生火災(zāi)事故，容易導(dǎo)致人員恐慌發(fā)生踩踏等二次事故，從而造成人員傷亡。（3）地鐵車站結(jié)構(gòu)復(fù)雜，疏散困難，導(dǎo)·致地下車站本身的救援工作難度大。

二、地鐵站疏散仿真模型構(gòu)建

武漢某地鐵站在地下共有兩層，地下一層為站廳層，地下二層為站臺層，站臺層和站廳層長度為114m，高度為3.5m。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)事故時，影響人員疏散的設(shè)施設(shè)備以及構(gòu)造主要有站臺層、站廳層、樓梯、閘機(jī)、通道、出入口，因此在進(jìn)行BIM模型建模時主要考慮這6個因素。

（一）地鐵站BIM模型構(gòu)建

本文選用Revit2014軟件對地鐵站進(jìn)行BIM建模，整體三維模型如圖1所示。

（二）Pathfinder模型搭建

將已經(jīng)建好的地鐵站的BIM模型導(dǎo)入Pathfinder，導(dǎo)入后的模型如圖2所示。

三、地鐵站人員疏散仿真模擬及安全設(shè)計

（一）疏散情景設(shè)置

為了研究地鐵車站的設(shè)計和運營條件是否滿足疏散要求，綜合GB/T336682017考慮最不利的疏散情況，假設(shè)某側(cè)站臺一列列車剛進(jìn)站時就發(fā)生了乘客行李燃燒的火災(zāi)事故，這個時候要進(jìn)行疏散的人員包括列車上的所有乘客和站臺上的候車乘客，疏散的安全區(qū)為站廳層。

（二）疏散人員構(gòu)成

通過實地調(diào)研和獲取的資料，在地鐵客運高峰時期，該線路列車發(fā)車間隔時間約3min。綜合考慮人員比例等問題，提出了以下人員構(gòu)成：總疏散人數(shù)為1939人，疏散人員中成年男士、成年女士、老人和兒童的比例分別設(shè)置為49%、47%、2%、2%。

（三）地鐵站人員疏散安全設(shè)計

通過查找相關(guān)資料得知，地鐵站在疏散時自動扶梯只能容一列行人通過，而樓梯可以通過3列行人通過，因此三組樓梯的輸送人員的比例為1：2：2，即每組樓梯的輸送人員分別為277人、831人和831人，這樣就可以避免某一組樓梯前有大量乘客聚集，而其他樓梯處于較為空置的情況，優(yōu)化后的模型如圖3所示。

疏散結(jié)果顯示，大概在253.9s時，最后一名乘客由站臺層疏散至站廳層，較優(yōu)化前的結(jié)果減少了近一分鐘左右，因此本次優(yōu)化設(shè)計可以大大減少地鐵站在火災(zāi)事故時的疏散時間，減少人員傷亡和財產(chǎn)損失。

四、總結(jié)

本文構(gòu)建了某地鐵車站的BIM模型，對車站的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了較為詳細(xì)的了解。利用Pathfinder仿真軟件對地鐵車站的應(yīng)急疏散進(jìn)行了仿真研究。將疏散時間與地鐵疏散編碼規(guī)定的疏散時間進(jìn)行比較。根據(jù)模擬疏散路線圖，大量人群聚集在樓梯中間組，影響疏散效率，針對該問題進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計。

參考文獻(xiàn)：

[1]秦艷.基于BIM的地鐵車站火災(zāi)安全疏散研究[D].華中科技大學(xué)，2016.

[2]穆娜娜.地鐵車站人員疏散能力及其仿真研究[D].湖南科技大學(xué)，2014.

基金項目：中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費專項資金資助項目（1810491A22）

作者簡介：王偉（1995），男，碩士，主要研究方向為安全信息化技術(shù)。