■ 劉國政 林鴻全 李錦 林銳浩 黃裕鋒

1 研究背景

隨著經(jīng)濟發(fā)展和城鎮(zhèn)化建設(shè)，我國城市人口快速增長，城市交通壓力日益增大。同時，我國機動車數(shù)量以15%的年均增長率快速增長，但道路年均增長率僅有2．5%，道路的增長遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了機動車數(shù)量的增長。由此帶來交通擁堵、環(huán)境污染等一系列問題，并日趨嚴(yán)峻，在該背景下，城市軌道交通成為解決城市交通擁堵最主要的途徑。

膠輪有軌電車是一種全封閉方式，以高架敷設(shè)為主，采用橡膠輪胎，利用電力驅(qū)動技術(shù)在專用線路上實現(xiàn)載客的小運量公共交通系統(tǒng)。膠輪有軌電車與其他軌道交通相比，建造周期短、建設(shè)成本低，承擔(dān)城市軌道交通接駁、補充的功能，彌補公交系統(tǒng)的不足、降低對小汽車的依賴，解決交通問題。

通過韓國大邱地鐵火災(zāi)事故、莫斯科地鐵爆炸事故以及我國北京、上海等地發(fā)生的事故來看，城市軌道交通事故的發(fā)生不可能完全杜絕。而膠輪有軌電車全程高架鋪設(shè)，與一般地鐵或有軌電車相比有其特殊性，在區(qū)間疏散過程中高架走行線路復(fù)雜；并且，各大城市道路擁堵、空氣污染嚴(yán)重，都急于發(fā)展包括膠輪有軌電車在內(nèi)的城市軌道交通系統(tǒng)，研究其區(qū)間乘客疏散問題越來越急迫。因此，對于膠輪有軌電車的區(qū)間疏散研究具有深刻意義和必要性。

2 城市軌道交通區(qū)間疏散事故類型及疏散方式

2.1 區(qū)間疏散事故類型

對近年來國內(nèi)外城市軌道交通運營安全事故進(jìn)行統(tǒng)計和分析，可將需要進(jìn)行區(qū)間疏散的事故分為緊急情況和非緊急情況2種。

2.1.1 緊急情況

（1）嚴(yán)重車輛事故。因列車發(fā)生脫軌或相撞等危及乘客人身安全，需要消防破拆、大件吊運等外部力量來協(xié)助疏散的嚴(yán)重事故。

（2）火災(zāi)、爆炸、毒氣泄漏、地震等事故。因火災(zāi)、爆炸等危及乘客人身安全且不具備救援條件、無法維持進(jìn)站后處理的事故。

2.1.2 非緊急情況

因供電中斷、車輛故障等原因?qū)е铝熊嚐o法繼續(xù)運營但不會危及乘客人身安全且不具備救援條件的事故。

城市軌道交通運營事故分布見圖1。由圖1可以看出，火災(zāi)事故是威脅城市軌道交通運營安全的最主要因素，其發(fā)生事故量約占總事故量的65%；其次是列車脫軌、相撞事故，約占13%；爆炸、毒氣泄漏約占11%；供電中斷、車輛故障所占比例較小。緊急情況下的運營事故發(fā)生頻率明顯較高，且其破壞性強、疏散組織難度大，導(dǎo)致傷亡情況嚴(yán)重。因此在膠輪有軌電車的運營管理中，應(yīng)重點關(guān)注緊急情況下的運營安全事故，提高膠輪有軌電車的乘客區(qū)間疏散效率和安全性，防止踩踏等二次傷害事件的發(fā)生，減少人員傷亡，減小事件對運營服務(wù)的影響。

圖1 城市軌道交通運營事故分布

2.2 區(qū)間疏散方式

膠輪有軌電車因其高架特點，在突發(fā)事件發(fā)生且列車發(fā)生故障無法自行行駛時，需采用一種或多種區(qū)間疏散方式疏散乘客，如引導(dǎo)疏散、縱向疏散、橫向疏散以及垂直疏散等，使乘客安全撤離[1]。

2.2.1 引導(dǎo)疏散

當(dāng)列車在區(qū)間不能運行時，行車調(diào)度員在確定后方車站進(jìn)路及后一區(qū)間空閑，且后續(xù)列車已經(jīng)在后一區(qū)間車站扣車后，通過廣播指揮救援人員或引導(dǎo)乘客打開端門從故障列車轉(zhuǎn)移到逃生通道中，并引導(dǎo)乘客由逃生通道有序步行至就近車站。引導(dǎo)疏散示意見圖2。

2.2.2 縱向疏散

列車發(fā)生故障無法自行行駛時，可由救援列車從前（后）方接近故障列車，在距離故障列車一定距離時停穩(wěn)。隨后救援人員在司機室之間搭建救援渡板，將乘客全部引導(dǎo)轉(zhuǎn)移至救援列車上，然后收回救援渡板，將兩車解鉤。救援列車運行至車站，疏散乘客。縱向疏散示意見圖3。

2.2.3 橫向疏散

當(dāng)故障列車在區(qū)間無法運行時，可安排救援列車運行至故障列車的平行位置停車，救援人員將橫向救援渡板搭建于對應(yīng)的兩列車客室門之間，將乘客從故障列車轉(zhuǎn)移到救援列車，撤下救援渡板，救援列車運行至車站，疏散乘客。橫向疏散示意見圖4。

圖2 引導(dǎo)疏散示意圖

2.2.4 垂直疏散

當(dāng)列車發(fā)生故障無法繼續(xù)運行，且該列車存在爆炸、火災(zāi)等可能的安全隱患時，可在故障列車下方搭建消防救援云梯，將故障列車上的人員全部疏散至地面。垂直疏散示意見圖5。

3 膠輪有軌電車疏散時間

膠輪有軌電車區(qū)間疏散時間一般包括2種：一是乘客等待救援時間，屬于間接耗時；二是乘客的直接疏散耗時。

膠輪有軌電車（2輛車編組）在前后車頭均配置了1個應(yīng)急疏散門，并且每側(cè)有2個側(cè)門。

膠輪有軌電車站間距一般約為1 km，設(shè)定膠輪有軌電車發(fā)生故障時距兩端車站的距離L=500 m。

3.1 引導(dǎo)疏散時間

圖3 縱向疏散示意圖

圖4 橫向疏散示意圖

圖5 垂直疏散示意圖

引導(dǎo)疏散時，疏散時間由2部分構(gòu)成：乘客從列車應(yīng)急疏散門到疏散平臺的時間t1和乘客從疏散平臺上步行至車站的時間t2，則引導(dǎo)疏散時疏散時間為：

在乘客通過應(yīng)急疏散門時會發(fā)生擁堵，通過出口流量為：

乘客通過應(yīng)急疏散門到達(dá)疏散平臺的時間為:

式中：w0為逃生出口的有效寬度，m，參考膠輪有軌電車團體標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)急疏散門的寬度為0．60 m，有效寬度取實際寬度的95%[2]，即w0=0．57 m；s0為人員密度，人/m2，參考膠輪有軌電車的團體標(biāo)準(zhǔn)，采用定員人數(shù)6人/m2；v0為人員平均疏散速度，m/s；W為乘客數(shù)量，人。

根據(jù)有關(guān)學(xué)者的研究[3]，緊急情況下，人員的平均疏散速度為：

將s0代入式（4），求得v0=0.281 m/s。

將w0、v0、s0代入式（2），得到出口流量f0=0.96 人/s。

按照2輛車編組進(jìn)行計算，根據(jù)團體標(biāo)準(zhǔn)每節(jié)車廂70人，W=140人，故乘客通過疏散門的時間為：

根據(jù)美國NFPA 130—2014《固定導(dǎo)軌運輸和有軌客運系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)》對乘客行動能力的相應(yīng)規(guī)定，乘客的步行速度約為1 m/s[4]。因此乘客從疏散平臺步行至車站站臺所需時間為：

因此采用引導(dǎo)疏散的疏散方式總費時為：

3.2 縱向疏散時間

縱向疏散時，疏散時間由2部分構(gòu)成：救援等待時間t1（從事故發(fā)生到救援車輛到達(dá)，并放置好渡板進(jìn)行疏散）和直接疏散時間t2（包括乘客從事故車輛疏散到救援車輛的時間t3和救援車輛收起渡板解除制動出發(fā)的時間t4），則縱向疏散時間為：T= t1+ t2。

按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，一般情況下救援車輛到達(dá)現(xiàn)場的時間為6 min。因膠輪有軌電車多采用全自動運行系統(tǒng)和車站無人值守，理想狀況下救援車輛到達(dá)車站清客時應(yīng)急搶險隊或巡邏的工作人員已在車站等候上車救援。救援車輛到達(dá)后采取制動，因事故車輛無工作人員，需要運營控制中心（OCC）工作人員通過廣播和可視化對講指導(dǎo)乘客打開車門放置渡板，打開車門放置渡板的時間約為3 min，則救援等待時間t1=9 min。

乘客通過疏散門到達(dá)救援車輛的時間t3可參考引導(dǎo)疏散中乘客通過疏散門到達(dá)疏散平臺的時間，所以t3=146 s。

救援車輛收起渡板解除制動出發(fā)時間t4約為2 min。

因此，縱向疏散時間T=t1+ t2=t1+t3+t4=540+146+120=806 s。

3.3 橫向疏散時間

故障列車在上（下）行無法運行時，等待下（上）行救援列車救援時間與縱向疏散時間大致相同。

乘客通過側(cè)門及救援渡板從故障列車疏散至救援列車，救援渡板的寬度為0．80 m，逃生通道的有效寬度為0．76 m，求得通過救援渡板的時間為55 s。

因此，橫向疏散總費時為：

3.4 垂直疏散時間

參考目前社會消防救援云梯的配置原則，出動云梯車趕到事故現(xiàn)場一般需要10 min，到達(dá)現(xiàn)場后55 s可完成升梯準(zhǔn)備，基本保持在1．5 m/s的速度進(jìn)行升降作業(yè)，單次可載6人。

假設(shè)上下云梯需5 s完成，云梯車升降過程中作勻速運動，則利用云梯救援的疏散時間為：

式中：Q為疏散的總乘客數(shù)，參考膠輪有軌電車團體標(biāo)準(zhǔn)，按2輛車編組的列車定員人數(shù)進(jìn)行取值，Q=140人；q為單次疏散乘客數(shù)；H為升降高度，參考某地的膠輪有軌電車可行性研究報告，橋下凈空高度不低于5 m，加上車底到軌道的高度，H取5．5 m；v為云梯車平均升降速度。

將數(shù)據(jù)代入式（5），得：

因此，云梯垂直疏散總費時為：600+55+288=943 s。

3.5 小結(jié)

不同疏散方式耗時對比見表1。由表1可知：引導(dǎo)疏散總耗時最少，為10 min左右，達(dá)到疏散要求；除引導(dǎo)疏散無等待救援時間外，其余3種疏散方式等待救援時間均超過9 min，乘客在車內(nèi)易造成恐慌等情緒；垂直疏散方式用時最長，疏散效率較低。

不同疏散方式經(jīng)濟性及安全分析見表2，通過表2的分析對比可知：縱向、橫向、垂直等疏散方式會產(chǎn)生一定經(jīng)濟成本，實施難度普遍較高，不易開展，安全性低，對運營影響較大，受影響因素較多，易造成事故，在膠輪有軌電車區(qū)間疏散時不推薦采用這幾種疏散方式；引導(dǎo)疏散方式無救援等待時間，疏散效率高，對運營影響較小，膠輪有軌電車站間距較小，易指導(dǎo)乘客疏散，無特殊情況下建議采用引導(dǎo)疏散的救援方式。

表1 不同疏散方式耗時對比 s

4 區(qū)間疏散方式的選擇原則與要求

4.1 總體原則[5-6]

（1）在保證安全的情況下，盡可能地將列車行駛至前方站臺或退回至發(fā)車站，盡量避免區(qū)間疏散。

（2）救援列車嚴(yán)禁載客救援。

（3）當(dāng)列車被迫停在區(qū)間等待救援時，OCC應(yīng)利用車內(nèi)廣播或可視化對講機安撫乘客。

（4）各部門必須協(xié)同監(jiān)護(hù)進(jìn)行疏散救援。

（5）在列車需要區(qū)間疏散時，需根據(jù)現(xiàn)場情況，全面考慮各種區(qū)間疏散方案的利弊得失，選擇安全、有效的救援方案。

4.2 啟動條件

（1）列車在區(qū)間發(fā)生火災(zāi)、爆炸等危及乘客及駕駛員生命安全的緊急情況，且列車無法自行行駛。

（2）列車在區(qū)間發(fā)生車輛、軌道等設(shè)備故障，預(yù)計在30 min內(nèi)無法運行至車站。

（3）危及乘客生命安全，引起乘客恐慌并有乘客自行解鎖車門步行至軌道區(qū)域，場面無法控制。

（4）其他特殊情況，在不危及乘客生命安全時經(jīng)OCC同意后可組織乘客疏散。

4.3 方式選擇

（1）當(dāng)列車出現(xiàn)故障等原因停在區(qū)間無法繼續(xù)運行時，應(yīng)優(yōu)先考慮引導(dǎo)疏散方式將乘客疏散至臨近站臺。

（2）當(dāng)車輛發(fā)生非緊急故障，且疏散平臺有損壞不可用，或軌道梁出現(xiàn)異常等故障情況，可以動用社會救援力量進(jìn)行垂直疏散。

（3）當(dāng)車輛發(fā)生非緊急故障，且處于站間距較大的區(qū)間，乘客步行至車站距離過遠(yuǎn)，使疏散時間過長導(dǎo)致運營中斷無法恢復(fù)，或垂直疏散方式難以實施時，可考慮縱向疏散和橫向疏散。

5 提高疏散效率的措施

5.1 加強乘客安全宣傳教育

乘客在列車上的應(yīng)急逃生技能及應(yīng)急設(shè)備操作是城市軌道交通運營企業(yè)提升應(yīng)急處置能力的重點工作之一。膠輪有軌電車采用全自動駕駛模式時，由于車上沒有司乘人員，當(dāng)發(fā)生緊急情況時更依賴于乘客自身的應(yīng)急逃生能力。因此，需向乘客進(jìn)行應(yīng)急逃生技能和規(guī)范操作應(yīng)急設(shè)備的宣傳教育。

表2 不同疏散方式經(jīng)濟性及安全分析

5.2 充分利用應(yīng)急廣播

在遇突發(fā)事件時，特別是伴隨有閃電、爆炸聲、刺激性氣味等出現(xiàn)時，容易引發(fā)乘客恐慌。此時應(yīng)急廣播安撫是處置中最為重要、緊急的內(nèi)容。一旦發(fā)生緊急情況（如危及乘客人身安全或引發(fā)乘客恐慌），OCC必須第一時間通過應(yīng)急廣播做好乘客安撫工作，及時滿足乘客知情需求，穩(wěn)定乘客情緒。

5.3 建立應(yīng)急組織體系

建立包括運營總部級和運營公司級2級的應(yīng)急組織體系。根據(jù)事故的類別和級別，建立運營總部級應(yīng)急組織體系；根據(jù)事故的可控性、嚴(yán)重程度和影響范圍，由高到低劃分級別，設(shè)定相應(yīng)等級的應(yīng)急預(yù)案。

5.4 加強設(shè)備設(shè)施配置

（1）車上應(yīng)配備緊急疏散設(shè)備的使用標(biāo)識，指引乘客正確使用，在疏散通道配備指引乘客安全步行至車站的標(biāo)識。

（2）根據(jù)疏散時間計算分析，應(yīng)急疏散門的寬度由600 mm改為800 mm時，疏散時間可以縮短37 s，條件允許情況下，建議膠輪有軌電車的應(yīng)急疏散門寬度改為800 mm。

（3）根據(jù)文獻(xiàn)[7]的研究，應(yīng)急疏散門采用坡道疏散時比采用梯子疏散的效率更高。此外坡道同時可以作為縱向疏散時的救援渡板。建議可將膠輪有軌電車的應(yīng)急疏散門設(shè)置為門+坡道形式。

（4）在區(qū)間配置2～3個逃生樓梯，可供乘客緊急情況下使用，縮短逃生時間。由于膠輪有軌電車的軌道梁高度約為5．5 m，可以參考機場移動登機梯，在運營線路上配備移動式應(yīng)急疏散梯，提高垂直疏散效率。

5.5 建立信息共享平臺

膠輪有軌電車運營公司可在政府的協(xié)調(diào)指揮下建立信息共享平臺，與政府機構(gòu)、社會團體等構(gòu)建社會整體聯(lián)動系統(tǒng)。當(dāng)發(fā)生突發(fā)事件時，可以立即將列車的位置、事件情況、現(xiàn)場監(jiān)控視頻等信息共享到交通、公安、消防、醫(yī)療、供電等相關(guān)部門，融合運營公司自身力量和各級社會力量實施高效救援，減輕突發(fā)事件造成的傷害[8]。

6 結(jié)束語

膠輪有軌電車主要疏散方式有引導(dǎo)疏散、縱向疏散、橫向疏散和垂直疏散，分析計算各種區(qū)間疏散方式的疏散時間，結(jié)合安全性和經(jīng)濟性進(jìn)行綜合分析，可知引導(dǎo)疏散方式比其他疏散方式安全性和效率更高，無特殊情況時推薦使用引導(dǎo)疏散方式進(jìn)行區(qū)間乘客疏散，并提出從加強對乘客的安全宣傳、建立應(yīng)急組織體系和信息共享平臺、增設(shè)和改進(jìn)設(shè)備設(shè)施等方面提高疏散安全性和效率。