城轨列车中人员紧急疏散时间计算方法
张 琳，薛淑胜，冷映丽，陈小伟
（南车南京浦镇车辆有限公司，江苏南京 210031）
摘 要：对城轨列车按照前式疏散和侧式疏散进行建模，论述了不同模型的疏散时间计算方法，以国内某城轨列车为例进行了计算，达到了准确计算逃生时间的目的。
关键词：管理工程；城轨列车；紧急疏散时间；计算方法
城轨列车在现代城市中起到了越来越重要的作用，其一旦发生火灾等灾害事故对城市交通及乘客的影响非常巨大。而城轨列车由于存在人员密集，能见度低等困难导致逃生条件差，易产生恐惧心理等问题[1]，因此准确计算疏散时间可以在设计初期起到重要指导作用。
1 城轨列车建模
由于列车站台情况复杂，形式多变，且不属于列车系统，本文仅计算乘客从列车疏散到轨道或站台的时间，不包含乘客离开列车后的时间。同时，本文基于列车紧急疏散门宽度在0.4m以上[2]的前提条件。
1.1 乘客行动能力
乘客行动能力按照NFPA130设定见表1[3]。
表1 乘客行动能力
1.2 前式疏散建模
该种类型车辆乘客无法从列车两侧疏散。每个司机室前端设置一个带有扶手的坡道式紧急疏散门。考虑最严酷的情况，即列车尾部乘客无法打开司机室后隔门或紧急疏散坡道，仅从列车头部疏散。即在发生火灾时，客室内的所有乘客都通过列车头部的司机室后隔门进入司机室，通过紧急疏散门离开列车。具体见图1，虚箭头表示疏散路线。
乘客在疏散过程中各阶段耗费时间为：
T1=Lp/υ1
式中：T1—在客室内的通行时间，单位为秒（s）；Lp—客室长度，单位为米（m）；υ1—乘客在平坦路途的行动能力，数值为1米/秒（m/s）。
作者简介：张琳，女，工程师，研究方向为城轨车辆防火
图1 前式疏散乘客疏散路线
式中：T2—穿过司机室后隔门的时间，单位为秒（s）；A—疏散人员数；Q1—乘客在平坦路途的容量，数值为1.5人/米·秒（人/m·s）；Wd—司机室后隔门宽度，单位为米（m）。
T3=Ld/υ1
式中：T3—在司机室内的通行时间，单位为秒（s）；Ld—司机室长度，单位为米（m）；υ1—乘客在平坦路途的行动能力，数值为1米/秒（m/s）。
T4=A/Q2Wr
式中：T4—穿过疏散门的时间，单位为秒（s）；A—疏散人员数；Q2—乘客在坡度路途的容量，数值为1.2人/米·秒（人/m·s）；Wr—疏散门宽度，单位为米（m）。
T5=Lr/υ2
式中：T5—在疏散坡道内的通行时间，单位为秒（s）；Lr—疏散坡道长度，单位为米（m）；υ2—乘客在坡度路途的行动能力，数值为0.3米/秒（m/s）。
1.3 侧式疏散建模
此模型列车两侧有空间可供乘客疏散。在发生意外时，列车全部或者部分停在隧道内，乘客直接从客室门离开列车。在实际疏散时，为了有效组织客流，利于快速疏散，可能只有部分客室门作为疏散门，因此实际计算时将实际打开的客室门数量代入计算。具体见图2，箭头表示疏散路线。
图2 侧式疏散乘客疏散路线
乘客在疏散过程中，耗费时间为
T6=A/Q1NWp
式中：T6—穿过客室门的时间，单位为秒（s）；A—疏散人员数；Q1—乘客在平坦路途的容量，数值为1.5人/米·秒（人/m·s）；N—疏散中实际打开的客室门的数量；Wp—客室门宽度，单位为米（m）。
2 疏散时间的计算
2.1 前式紧急疏散时间的计算
在此模型中，乘客疏散时间不能简单地将T1～T5相加。
前方乘客穿过司机室后隔门时，后方乘客可在客室内通行。因此比较T1与T2，选取较大数值计入疏散时间。一般情况下，司机室后隔门较窄，此处为限制乘客疏散的关键部分，T2计入疏散时间。
前方乘客穿过疏散门的同时后方乘客可同时穿过司机室后隔门，因此比较T2，与T4，选取较大数值计入疏散时间。
前式疏散乘客疏散时间为：
T前=Max（T1，T2，T4）+T3+T5
2.2 侧式紧急疏散时间的计算
在此模型中，虽然乘客从列车未开门一侧通行至开门一侧需要时间，但是限制乘客疏散的主要是乘客穿过客室门的时间。
侧式疏散时乘客疏散时间为2：
T侧=T6
3 计算实例
3.1 前式紧急疏散计算举例
以国内某城市轨道列车为例计算前式疏散方式的疏散时间。列车疏散乘客人数如表2所示。其中，AW1工况指的是座位载客量，即列车内座位坐满乘客时可以装载乘客的数量。AW2工况指的是额定载客量，6人/m2。AW3工况：超员载客量，9人/m2。
表2 列车各工况载客量
该列车为前式疏散，列车参数如表3所示。
表3 列车参数
AW2工况下各阶段疏散时间为：
AW1、AW3疏散时间同理可得：
该列车乘客疏散时间如表4所示。
表4 列车乘客疏散时间
3.2 侧式紧急疏散计算举例
以国内某城市轨道列车为例计算侧式疏散方式的疏散时间。列车疏散乘客人数如表5所示。
表5 列车各工况载客量
该列车为侧式疏散，列车参数如表6所示。
表6 列车参数
AW2工况下各阶段紧急疏散时间为：
AW1、AW3疏散时间同理可得：
T侧，AW1=T6=11s
T侧，AW3=T6=87s
该列车乘客疏散时间如表7所示。
表7 列车乘客疏散时间
4 结论
针对不同类型的逃生模式，分别给出了不同的计算模型和计算方法，准确计算了城轨列车人员紧急疏散的时间。本方法可以为消防设施的配备提供理论依据，同时为基础建设提供参考。
参考文献
[1]陈晓林.地铁火灾事故的疏散逃生[J].城市轨道交通研究，2012，15（12）：21-24.
[2]EN 45545 Railway applications-Fire protection on railway vehicles[S].
[3]NFPA 130 Standard for Fixed Guideway Transit and Passenger Rail Systems[S].