地鐵火災(zāi)人員疏散影響因素分析及疏散策略

曹向輝

北京市軌道交通消防救援支隊(duì)，北京 100018

0 引言

城市地鐵空間環(huán)境相對(duì)密閉，換氣依靠通風(fēng)系統(tǒng)。在節(jié)假日或上下班高峰期，地鐵人員流量大、隱患多，火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)高。加之地鐵車站設(shè)施、設(shè)備總量多，隨著運(yùn)行時(shí)間的增長，致使火災(zāi)危險(xiǎn)疊加。地鐵車站一旦發(fā)生火災(zāi)，人員疏散是一個(gè)需要解決的首要問題。筆者對(duì)100 起國內(nèi)外地鐵事故進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，圖1為人員傷亡類型情況統(tǒng)計(jì)。

圖1 國內(nèi)外地鐵事故人員傷亡類型情況統(tǒng)計(jì)圖

對(duì)于地鐵火災(zāi)人員疏散問題，國內(nèi)外學(xué)者開展了很多研究。張嵐［1］分析了地鐵火災(zāi)事故人員疏散的重要性；陳曉林［2］提出地鐵火災(zāi)疏散逃生對(duì)策及方法；杜寶玲［3］指出地鐵建設(shè)中的不足；劉連沖［4］提出障礙物影響隧道內(nèi)蒸氣濃度；Mashimo［5］采用1/10縮小模型，研究地鐵隧道煙氣運(yùn)動(dòng)狀況；Sin［6］對(duì)5 種相同高度、不同寬度隧道斷面進(jìn)行試驗(yàn)研究，將試驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行比對(duì)。本文基于地鐵火災(zāi)特點(diǎn)及人員疏散存在的問題，分析人員疏散影響因素，針對(duì)性提出疏散策略。

1 地鐵火災(zāi)特點(diǎn)分析

1.1 地鐵火災(zāi)燃燒速度快

地鐵設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有多個(gè)出入口與隧道連通，一旦著火蔓延速度快，火勢容易擴(kuò)大。1983 年8 月16 日，日本名古屋市地鐵站發(fā)生火災(zāi)，很快擴(kuò)散到3 000 m2。1987 年11 月18 日，英國倫敦君王十字地鐵站發(fā)生火災(zāi)，運(yùn)行中的列車帶動(dòng)地鐵隧道氣流流動(dòng)，火勢隨著氣流迅速蔓延，僅用540 s 火勢就通過自動(dòng)扶梯蔓延，使燃燒面積不斷擴(kuò)大［7］。

1.2 燃燒產(chǎn)物有毒

地鐵列車車體材料及內(nèi)裝修材料，大多是有機(jī)合成高分子可燃材料。另外，地鐵隧道、車站布設(shè)大量電纜［8］。一旦地鐵隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)，燃燒產(chǎn)生的大量熱能不能有效擴(kuò)散，燃燒產(chǎn)物有毒，嚴(yán)重危害被困人員，影響安全疏散。

1.3 易發(fā)生轟燃

地鐵火災(zāi)發(fā)生后，站臺(tái)設(shè)施、出入通道自動(dòng)扶梯、機(jī)房內(nèi)變配電設(shè)施、調(diào)度室運(yùn)行設(shè)備、隧道中電纜及列車自身，燃燒時(shí)都會(huì)產(chǎn)生大量可燃?xì)怏w，一旦遇有充足氧氣，就會(huì)發(fā)生轟燃，擴(kuò)大火勢。列車在隧道內(nèi)著火，相當(dāng)于一個(gè)運(yùn)動(dòng)火場，容易擴(kuò)大蔓延。

1.4 易導(dǎo)致群死群傷

地鐵是一種公共交通工具，人員聚集是顯著特點(diǎn)。在節(jié)假日等地鐵運(yùn)營高峰時(shí)段，乘客相對(duì)集中，地鐵火災(zāi)極易造成惡性群體傷亡事件。

2 地鐵人員疏散存在的問題

2.1 濃煙和高溫影響疏散

火災(zāi)產(chǎn)生的熱煙氣是疏散的最大障礙。2004年7 月18 日，我國某市在地鐵站臺(tái)進(jìn)行火災(zāi)模擬試驗(yàn)，共使用20 余枚煙幕彈，經(jīng)過360 s 煙霧釋放，站臺(tái)層和站廳層空間充滿煙霧，參與試驗(yàn)測試人員面對(duì)面相互看不見。地鐵火災(zāi)發(fā)生時(shí)，被困人員從站臺(tái)層、站廳層疏散到地面，與煙霧流動(dòng)方向相同，煙霧嚴(yán)重影響被困人員疏散。

2.2 車站疏散系統(tǒng)不完善

地鐵車站一般設(shè)有2～4 個(gè)安全出口直通地面，但由于受地理環(huán)境等情況限制，有時(shí)疏散能力偏小。根據(jù)人員行走速度與人流密度的關(guān)系［9］，相較于實(shí)際需要，這些安全出口仍有不足，如表1 所示。以地鐵出入口自動(dòng)扶梯為例，其梯寬一般設(shè)計(jì)為1.0 m，設(shè)計(jì)每分鐘疏散人員150 人，但經(jīng)試驗(yàn)測試，實(shí)際每分鐘只能通過105 人。如果現(xiàn)場發(fā)生火災(zāi)，在高峰時(shí)段，被困人員在出入口、樓梯和自動(dòng)扶梯、通道上集聚，可能跌倒、踩踏、擁堵，則疏散速度會(huì)更慢。

表1 人員行走速度與密度的關(guān)系

2.3 列車設(shè)置2個(gè)應(yīng)急出口疏散能力有限

列車每節(jié)車廂設(shè)置2 對(duì)進(jìn)出門，單節(jié)車廂滿載為300～320 人，列車到站?？空九_(tái)打開單側(cè)2 扇車門，對(duì)人員疏散進(jìn)行測試，乘客完全疏散大約需要300 s 左右。若車廂門發(fā)生斷電、卡死等情況，乘客只能從前后2 個(gè)應(yīng)急出口疏散，顯然疏散能力有限。

2.4 地鐵隧道分段區(qū)間特性致使疏散時(shí)間延長

地鐵列車在行駛過程中發(fā)生火災(zāi)時(shí)，通常應(yīng)該將列車開進(jìn)地鐵車站，以便于疏散乘客、開展滅火和救援行動(dòng)。在特殊情況下，著火列車可能停在區(qū)間隧道內(nèi)，乘客疏散將更加困難。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，被困人員在列車上疏散速度為每分鐘40 m，應(yīng)急出口每分鐘可疏散30 人，人員在隧道內(nèi)的疏散速度為每分鐘50 m。國內(nèi)地鐵列車編組一般為6 節(jié)車廂，每節(jié)車廂以300～320 人滿載合計(jì)，兩個(gè)地鐵車站之間的距離按1 000 m 計(jì)算，倘若在地鐵區(qū)間隧道中央拋錨，乘客通過前后2 個(gè)應(yīng)急出口疏散，最短疏散時(shí)間為20 min［10］。

3 影響地鐵人員疏散的因素

地鐵發(fā)生火災(zāi)后，人員疏散速度和數(shù)量是關(guān)鍵因素，需要考慮多個(gè)因素來保證疏散的安全和有效［11］。比如，火災(zāi)嚴(yán)重程度、疏散通道數(shù)量和質(zhì)量、人員疏散意識(shí)和行為、疏散指揮效率、人員身體條件等因素，都會(huì)影響地鐵火災(zāi)發(fā)生后的人員疏散。

3.1 列車發(fā)生火災(zāi)停靠位置對(duì)疏散的影響

地鐵火災(zāi)發(fā)生是偶發(fā)事件，地鐵列車無論是停止還是運(yùn)行，也不管在站臺(tái)上還是在隧道內(nèi)，都有可能發(fā)生火災(zāi)。地鐵列車一旦發(fā)生火災(zāi)，列車所處位置對(duì)人員疏散效果會(huì)產(chǎn)生影響。

3.1.1 列車緊急?？窟M(jìn)站對(duì)疏散的影響

發(fā)生火災(zāi)列車停靠站臺(tái)時(shí)，相對(duì)有利于乘客疏散。列車緊急?？窟M(jìn)站后，每節(jié)車廂門均能打開，即使斷電，也可以通過手柄手動(dòng)打開車廂門，將人員從燃燒的列車內(nèi)疏散至站臺(tái)上。然而，地鐵運(yùn)行時(shí)，在站臺(tái)層、站廳層及相連商場內(nèi)，通常有大量乘客及購物顧客。倘若此時(shí)將列車緊急?？坑谡九_(tái)上處置火災(zāi)，可能出現(xiàn)擁擠情況，甚至發(fā)生踩踏事件，造成嚴(yán)重后果。再者，地鐵列車班次密集，一旦火災(zāi)事故處置有誤，可能會(huì)使火災(zāi)在上、下行鐵路線路間蔓延，從而導(dǎo)致其他列車發(fā)生火災(zāi)。如2003 年韓國大邱地鐵火災(zāi)中，1079號(hào)列車發(fā)生火災(zāi)，而后火勢又迅速蔓延到剛駛?cè)胲囌镜膶?duì)面列車，最終造成群死群傷事件。地鐵火災(zāi)發(fā)生時(shí)，列車緊急停靠進(jìn)站對(duì)疏散產(chǎn)生的影響非常大，要確保疏散安全有效，需要加強(qiáng)疏散指揮與組織，提高乘客疏散意識(shí)和能力，并加強(qiáng)對(duì)疏散通道的管理。

3.1.2 列車停靠隧道內(nèi)對(duì)疏散的影響

列車在隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，乘客唯一逃生通道是首尾寬80 cm 的應(yīng)急疏散門及寬60 cm 的側(cè)平臺(tái)，疏散時(shí)人員心理緊張易發(fā)生踩踏。如1995 年阿塞拜疆地鐵隧道火災(zāi)，造成558 人死亡、269 人受傷。其原因是電路故障誘發(fā)火災(zāi)，殃及列車三、四節(jié)車廂著火，很快蔓延到整個(gè)列車，由于司機(jī)缺乏經(jīng)驗(yàn)，緊急剎車把列車停在隧道里，加之隧道內(nèi)沒有疏散平臺(tái)，應(yīng)急照明條件差，乘客逃生非常困難，最終釀成慘劇。當(dāng)?shù)罔F發(fā)生火災(zāi)時(shí)，列車?？吭谒淼纼?nèi)會(huì)導(dǎo)致人員聚集，疏散速度受限，由于人群驚慌和恐懼，有可能引發(fā)擁擠踩踏。因此，在隧道內(nèi)疏散需要注重組織引導(dǎo)，保障疏散秩序，穩(wěn)定人員情緒。

3.2 乘客特征對(duì)疏散的影響

乘客特征是指一般人員特征及其行為特征。一般人員特征主要包括年齡、性別、心理等，行為特征主要包括人員在面對(duì)火災(zāi)突發(fā)事件時(shí)識(shí)別和行動(dòng)能力、乘坐地鐵頻率、對(duì)地鐵現(xiàn)場疏散路線熟悉程度等。

3.2.1 年齡的影響

年齡差異是影響安全疏散速度和對(duì)火災(zāi)反應(yīng)靈敏性的主要因素。一般來說，青壯年乘客步行速度較快，對(duì)火災(zāi)線索反應(yīng)較為敏銳。相反，年老者和年幼者步行速度較慢，對(duì)火災(zāi)危害反應(yīng)能力較弱。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，火災(zāi)條件下傷亡的大部分乘客，多是年老者和年幼者，因?yàn)樗麄儾荒苡行У貙?duì)火災(zāi)危害作出反應(yīng)，行動(dòng)不便且缺乏疏散意識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。為確保疏散安全有效，需要加強(qiáng)疏散指揮和組織，提高乘客疏散意識(shí)和能力，并給老人和小孩提供更多的照顧和幫助。

3.2.2 性別的影響

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，不同性別的乘客在安全疏散過程中表現(xiàn)出不同行為特點(diǎn)。火災(zāi)中迅速撤離者中男性所占比例高于女性6.2%，這表明性別差異對(duì)疏散影響較大。在通知他人火災(zāi)信息方面，女性所占比例高于男性7.6%，但這可能會(huì)影響女性自身疏散。此外，女性乘客比男性乘客更傾向于在原地等待，這與女性生理上較為柔弱有關(guān)。

3.2.3 心理因素的影響

心理是影響人員疏散的一個(gè)重要因素?；馂?zāi)通常會(huì)使人陷入驚慌失措之中，體現(xiàn)出一種失常行為狀態(tài)，其顯著表現(xiàn)就是恐慌。當(dāng)人們發(fā)現(xiàn)并確認(rèn)危險(xiǎn)后，在躲避本能支配下，其會(huì)努力向遠(yuǎn)離火場的方向逃逸。心理素質(zhì)好的人員，通?？梢员３掷潇o清醒的頭腦，根據(jù)火場情況選擇正確逃生路線；心理素質(zhì)差的人員，則會(huì)盲目跟從。

3.2.4 行為特性對(duì)疏散的影響

火災(zāi)等突發(fā)事件必然會(huì)引起人們不適應(yīng)的身體、心理反應(yīng)，在恐慌心理狀態(tài)下，人們會(huì)采取一些積極行動(dòng)來減輕或消除其影響。被困人員行為特性是指人員在這種行動(dòng)過程中所表現(xiàn)出來的特性，其對(duì)地鐵火災(zāi)中人員疏散具有重要影響。人的辨別能力直接影響其在火災(zāi)中的行為和反應(yīng)，從而影響其疏散能力。國外研究表明，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，乘客聽到報(bào)警信號(hào)后很難直接意識(shí)到發(fā)生了火災(zāi)。行動(dòng)能力也是影響人員疏散的一個(gè)重要因素，如孕婦、抱孩子的人、領(lǐng)著的小孩、被攙扶的傷者、拄拐杖傷殘者或坐輪椅者等步行速度要比一般人慢。乘坐地鐵的頻率及對(duì)現(xiàn)場疏散路線的熟悉程度也是影響疏散的重要因素。對(duì)于首次搭乘地鐵的人員來說，進(jìn)入一些換乘車站時(shí)，可能會(huì)一下子失去方向感；一些人員雖然經(jīng)常乘坐地鐵，但只是固定地往返某些車站，如果偶然在其他車站乘坐，會(huì)對(duì)現(xiàn)場疏散路線不熟悉，這不僅影響自身疏散，還會(huì)影響其他人員疏散。

3.3 燃燒產(chǎn)物對(duì)人員疏散的影響

發(fā)生地鐵火災(zāi)時(shí)，燃燒產(chǎn)物會(huì)降低人員的疏散速度，導(dǎo)致人員中毒、呼吸系統(tǒng)疾病和眼部刺激，造成通道或者出口堵塞，影響疏散效果。為確保疏散安全有效，需要加強(qiáng)疏散指揮和組織，提高乘客的疏散意識(shí)和能力，并加強(qiáng)對(duì)疏散通道和出口的管理和維護(hù)，以確保乘客能夠盡快安全地離開現(xiàn)場。

3.4 建筑設(shè)計(jì)及內(nèi)部設(shè)施對(duì)人員疏散的影響

建筑設(shè)計(jì)及內(nèi)部設(shè)施是指地鐵中的疏散出口、檢票閘機(jī)、圍欄、屏蔽門、疏散指示標(biāo)志、應(yīng)急照明等，其設(shè)置情況與人員能否安全迅速撤離密切相關(guān)。疏散出口數(shù)量會(huì)影響人員的疏散速度；檢票閘機(jī)可能導(dǎo)致無法形成暢通疏散通道，降低疏散效率；圍欄需要工作人員開啟，可靠性和快速反應(yīng)性得不到保證；屏蔽門在發(fā)生火災(zāi)時(shí)容易閉鎖，影響人員疏散。因此，發(fā)生地鐵火災(zāi)時(shí)，需要對(duì)出口、檢票閘機(jī)、圍欄和屏蔽門進(jìn)行合理應(yīng)急管理，確保其不影響疏散速度、路徑和安全性。

4 地鐵火災(zāi)人員疏散策略

4.1 列車運(yùn)行時(shí)發(fā)生火災(zāi)的人員疏散

列車發(fā)生火災(zāi)沿隧道向安全區(qū)域行駛，乘務(wù)員要及時(shí)打開列車安全門，提醒乘客攜帶應(yīng)急照明燈具或打開手機(jī)手電筒，依靠人工光源照明，疏散時(shí)應(yīng)避免恐慌，遠(yuǎn)離電纜，防止觸電。地鐵列車在運(yùn)行過程中發(fā)生火災(zāi)，無法停車疏散時(shí)，應(yīng)通知前站做好疏散、救援、滅火等準(zhǔn)備工作。地鐵工作人員應(yīng)首先疏散站臺(tái)層等候的乘客，防止其他乘客再次進(jìn)入站臺(tái)。如果發(fā)生火災(zāi)的車廂位于整個(gè)列車中部，應(yīng)引導(dǎo)乘客疏散到兩頭車廂。如果發(fā)生火災(zāi)的車廂位于列車后部，應(yīng)引導(dǎo)乘客向前部車廂疏散。在疏散過程中，工作人員應(yīng)采取消防措施，防止火勢蔓延，保證乘客特別是靠近火點(diǎn)的乘客有防煙面罩、過濾罐、逃生頭盔、毛巾或口罩等逃生自救防護(hù)裝備。

4.2 站臺(tái)、站廳等處發(fā)生火災(zāi)時(shí)的人員疏散

在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，地鐵內(nèi)部工作人員應(yīng)按照分工，組織被困人員向不同出口疏散，確保疏散順暢安全，且應(yīng)提供防毒面具。同時(shí)，地鐵內(nèi)部調(diào)度中心通知地鐵線上運(yùn)行的列車，不允許乘客在發(fā)生火災(zāi)車站下車?；瘘c(diǎn)附近的列車應(yīng)限制行駛速度，消除強(qiáng)烈的空氣對(duì)流，防止火勢擴(kuò)大蔓延。地鐵內(nèi)部工作人員應(yīng)根據(jù)滅火預(yù)案，及時(shí)啟動(dòng)噴淋系統(tǒng)進(jìn)行滅火，啟動(dòng)排煙設(shè)施進(jìn)行排煙，降低火場溫度，提高能見度，確保被困人員盡快逃生。此外，也可通過臨時(shí)設(shè)置避難所的方式，應(yīng)對(duì)地鐵火災(zāi)等緊急情況。如，可考慮在大型地鐵站設(shè)置避難所。這些車站不僅面積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且客流量大，臨時(shí)或計(jì)劃設(shè)置避難所有利于人員有序避難和撤離。在避難所內(nèi)應(yīng)備足水、氧氣和食物等，以維持被困人員的生命安全。

5 結(jié)束語

針對(duì)地鐵車站特點(diǎn)，對(duì)地鐵車站火災(zāi)疏散影響因素進(jìn)行分析，并探討有效的疏散策略，為地鐵應(yīng)急疏散、消防安全管理、預(yù)案科學(xué)編制提供依據(jù)。在城市地鐵軌道交通中，要從提高車站工作人員對(duì)緊急情況的應(yīng)對(duì)能力入手，經(jīng)常開展滅火救援演練。從保護(hù)乘客角度而言，相關(guān)部門要加大火災(zāi)安全知識(shí)的普及力度，提高乘客的消防安全意識(shí)。