摘要：隨著城市化進程的加速推進，地鐵車站作為城市交通網(wǎng)絡(luò)中的重要樞紐，日常運營的安全性日益受到社會各界的關(guān)注。特別是在面對火災(zāi)等突發(fā)事件時，地鐵車站的安全運營面臨著嚴(yán)峻的考驗。火災(zāi)不僅會對地鐵車站的基礎(chǔ)設(shè)施造成嚴(yán)重破壞，還會對乘客的生命安全構(gòu)成極大威脅。因此，開展地鐵車站火災(zāi)疏散模擬與應(yīng)急照明優(yōu)化研究具有重要的現(xiàn)實意義。本文基于火災(zāi)疏散模擬理論，深入研究了地鐵車站火災(zāi)疏散的特性，構(gòu)建了符合實際情況的地鐵車站火災(zāi)疏散模型。在此基礎(chǔ)上，提出針對性的優(yōu)化策略，旨在提高地鐵車站的火災(zāi)應(yīng)急響應(yīng)速度和乘客疏散效率。同時，針對地鐵車站應(yīng)急照明系統(tǒng)存在的照明不足、分布不均等問題，設(shè)計科學(xué)合理的優(yōu)化方案，以期進一步提升地鐵車站的火災(zāi)應(yīng)急響應(yīng)能力。

關(guān)鍵詞：地鐵車站；火災(zāi)疏散模擬；應(yīng)急照明系統(tǒng)；乘客疏散

引言

地鐵車站作為城市交通網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，每天承載著大量人流，是連接城市各個角落的紐帶。其安全性不僅關(guān)系廣大市民的日常出行，還直接關(guān)系市民的生命財產(chǎn)安全。然而，隨著城市化進程的加速推進和地鐵網(wǎng)絡(luò)的不斷擴展，地鐵車站的安全問題也日益凸顯[1]。例如，2011年9月27日，上海地鐵10號線兩列列車發(fā)生追尾事故，雖然該事故并非直接由火災(zāi)引起，但事故現(xiàn)場的煙霧和混亂給乘客疏散帶來了極大困難，造成了人員傷亡。此類事件的發(fā)生敲響了地鐵車站安全的警鐘，必須高度重視地鐵的火災(zāi)應(yīng)急響應(yīng)能力。

一、地鐵車站火災(zāi)疏散模擬

（一）火災(zāi)疏散模擬理論基礎(chǔ)

火災(zāi)疏散模擬是一門涉及多學(xué)科交叉的研究領(lǐng)域，它融合了人員行為學(xué)、火災(zāi)動力學(xué)以及建筑環(huán)境學(xué)等多個學(xué)科的知識。通過構(gòu)建火災(zāi)場景和人員疏散模型，利用先進的計算機仿真技術(shù)來模擬火災(zāi)發(fā)生時的火勢蔓延、煙霧擴散以及人員疏散過程。這不僅能夠直觀地展示火災(zāi)和疏散過程，還能夠評估不同疏散策略的有效性和疏散時間等關(guān)鍵指標(biāo)，為制定科學(xué)、合理的疏散方案提供重要依據(jù)。在火災(zāi)疏散模擬中，常用的軟件工具包括FDS（Fire Dynam Simulator）、EVACNET4等，這些軟件為火災(zāi)疏散模擬提供了強大的技術(shù)支持。

（二）地鐵車站火災(zāi)疏散模型構(gòu)建

地鐵車站作為城市交通網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，建筑結(jié)構(gòu)特點復(fù)雜多樣，包括站臺層、站廳層、設(shè)備區(qū)等多個功能區(qū)域。這些區(qū)域在火災(zāi)疏散過程中發(fā)揮著不同的作用。因此，在構(gòu)建火災(zāi)疏散模型時，需要充分考慮地鐵車站的建筑結(jié)構(gòu)特點。首先，人員分布是構(gòu)建模型時需要考慮的關(guān)鍵因素之一。地鐵車站的日常客流量巨大，人員分布通常呈現(xiàn)出一定的特點[2]。在構(gòu)建模型時，需要根據(jù)地鐵車站的客流量數(shù)據(jù)，合理設(shè)定人員分布參數(shù)，以確保模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性。其次，疏散路徑的設(shè)置也是構(gòu)建模型時的重要環(huán)節(jié)。地鐵車站的布局和疏散指示標(biāo)志對于人員的疏散過程具有重要影響。在構(gòu)建模型時，需要根據(jù)地鐵車站的布局特點，合理規(guī)劃疏散路徑，并設(shè)置明顯的疏散指示標(biāo)志，以確保人員在疏散過程中能夠迅速找到最近的安全出口。最后，疏散時間的設(shè)定也是構(gòu)建模型時需要考慮的因素之一。疏散時間包括火災(zāi)探測時間、報警時間、人員反應(yīng)時間和疏散行動時間等多個階段。在構(gòu)建模型時，需要綜合考慮這些因素，合理設(shè)定疏散時間參數(shù)，以評估不同疏散策略的有效性和疏散時間等關(guān)鍵指標(biāo)。

（三）火災(zāi)疏散模擬結(jié)果分析

通過火災(zāi)疏散模擬，可以獲取人員疏散過程與特點，進而對疏散策略的有效性和疏散時間等關(guān)鍵指標(biāo)進行評估。模擬結(jié)果顯示，在火災(zāi)發(fā)生時，人員疏散速度受多種因素的影響?；馂?zāi)規(guī)模和煙霧濃度是影響人員疏散速度的重要因素之一。隨著火災(zāi)規(guī)模的擴大和煙霧濃度的增加，人員的疏散速度會逐漸降低。由于煙霧會降低能見度，增加人員尋找出口的難度。同時，高溫和有毒氣體也會對人員的身體造成損害，進一步影響疏散速度。疏散路徑的通暢程度也對人員疏散速度產(chǎn)生重要影響。如果疏散路徑上存在障礙物或擁堵情況，人員的疏散速度會受到限制[3]。因此，在構(gòu)建疏散模型時，需要合理規(guī)劃疏散路徑，確保路徑通暢。通過優(yōu)化地鐵車站的布局和設(shè)計，增加疏散通道的數(shù)量和寬度，提高疏散路徑的通暢程度，可以有效縮短疏散時間。在疏散路徑上設(shè)置明顯的疏散指示標(biāo)志和引導(dǎo)人員疏散的標(biāo)識牌，也可以提高疏散效率。此外，人員的心理狀態(tài)也會對疏散速度產(chǎn)生影響。在火災(zāi)發(fā)生時，人們可能感到恐慌，導(dǎo)致疏散速度降低。因此，加強人員培訓(xùn)和演練，提高人員在火災(zāi)等突發(fā)事件中的應(yīng)急反應(yīng)能力和自救互救能力，對于提高疏散速度具有重要意義。這有助于人員在火災(zāi)發(fā)生時保持理智，迅速采取正確的疏散措施，從而提高疏散效率。

二、地鐵車站應(yīng)急照明系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

在火災(zāi)等突發(fā)事件中，應(yīng)急照明系統(tǒng)作為重要的安全保障設(shè)施，對于指導(dǎo)乘客快速、有序地疏散具有重要意義。然而，目前地鐵車站應(yīng)急照明系統(tǒng)的現(xiàn)狀并不盡如人意，存在一些亟待解決的問題。

（一）應(yīng)急照明系統(tǒng)組成及功能

地鐵車站應(yīng)急照明系統(tǒng)主要由應(yīng)急照明燈具、應(yīng)急照明控制系統(tǒng)和備用電源等組成。應(yīng)急照明燈具包括疏散指示燈、安全出口燈、應(yīng)急照明燈等，用于在火災(zāi)等突發(fā)事件中為乘客提供清晰的疏散照明。應(yīng)急照明控制系統(tǒng)負責(zé)控制應(yīng)急照明燈具的開啟和關(guān)閉以及根據(jù)火災(zāi)報警系統(tǒng)的信號進行聯(lián)動控制。備用電源用于在市電故障時為應(yīng)急照明系統(tǒng)提供電力保障。

（二）應(yīng)急照明系統(tǒng)存在的問題

盡管地鐵車站應(yīng)急照明系統(tǒng)在保障乘客安全疏散方面發(fā)揮著不可或缺的作用，但在實際應(yīng)用中，仍然存在一系列亟待解決的問題。

1.照明亮度不足或分布不均

在地鐵車站的應(yīng)急照明系統(tǒng)中，照明亮度是評估其性能的關(guān)鍵指標(biāo)之一。然而，部分地鐵車站的應(yīng)急照明燈具亮度明顯不足，這可能是多種原因?qū)е碌?。首先，燈具選型不當(dāng)。個別地鐵車站在選擇應(yīng)急照明燈具時，可能過于注重成本而忽視了燈具的照明效果，導(dǎo)致所選燈具的亮度無法滿足疏散過程中的照明需求。其次，光源老化。隨著時間的推移，應(yīng)急照明燈具的光源會逐漸老化，導(dǎo)致亮度下降[4]。如果地鐵車站未能及時更換老化的燈具，應(yīng)急照明系統(tǒng)的照明效果將大打折扣。最后，灰塵積累。地鐵車站環(huán)境復(fù)雜，灰塵較多，如果應(yīng)急照明燈具長期未得到清潔，灰塵會覆蓋在燈具表面，影響光線透射，從而降低照明亮度。除了照明亮度不足外，照明燈具分布不均也是地鐵車站應(yīng)急照明系統(tǒng)存在的一個嚴(yán)重問題。一些地鐵車站在安裝應(yīng)急照明燈具時，可能未能充分考慮燈具的布局和數(shù)量，導(dǎo)致某些區(qū)域的照明效果不佳。例如，在通道轉(zhuǎn)角、樓梯口等關(guān)鍵疏散區(qū)域，如果照明燈具的數(shù)量不足或分布不合理，乘客在這些區(qū)域的視線清晰度將受到嚴(yán)重影響，從而降低疏散效率。

2.系統(tǒng)可靠性、穩(wěn)定性問題

地鐵車站應(yīng)急照明系統(tǒng)的穩(wěn)定性是評估其性能的重要指標(biāo)之一。然而，目前部分地鐵車站的應(yīng)急照明系統(tǒng)存在故障頻發(fā)、穩(wěn)定性不足等問題。首先，系統(tǒng)設(shè)計不合理。一些地鐵車站在設(shè)計應(yīng)急照明系統(tǒng)時，可能過于注重功能而忽視了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，導(dǎo)致系統(tǒng)在運行過程中容易出現(xiàn)故障。其次，設(shè)備選型不當(dāng)。一些地鐵車站在選擇應(yīng)急照明設(shè)備時，可能過于注重價格而忽視了設(shè)備的質(zhì)量，導(dǎo)致所選設(shè)備無法滿足系統(tǒng)的運行需求。最后，維護保養(yǎng)不到位。地鐵車站應(yīng)急照明系統(tǒng)需要定期進行維護和保養(yǎng)，以確保其正常運行。然而，地鐵車站可能由于人力、物力等資源有限，未能及時對系統(tǒng)進行保養(yǎng)，導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)故障的概率增加。系統(tǒng)穩(wěn)定性不足會給疏散工作帶來極大困難。在火災(zāi)等突發(fā)事件中，如果應(yīng)急照明系統(tǒng)出現(xiàn)故障或無法正常工作，乘客將無法在黑暗中找到安全的疏散路徑，從而增加疏散過程中的安全風(fēng)險。此外，系統(tǒng)可靠性、穩(wěn)定性不足還可能影響地鐵車站的整體運營安全，給地鐵車站帶來不必要的損失和社會影響。

3.應(yīng)急照明持續(xù)時間不足

在火災(zāi)等突發(fā)事件中，應(yīng)急照明系統(tǒng)的持續(xù)時間對于保障乘客安全疏散至關(guān)重要。然而，部分地鐵車站的應(yīng)急照明系統(tǒng)持續(xù)時間不足，無法滿足長時間疏散需求。第一，備用電源容量不足。一些地鐵車站在設(shè)計應(yīng)急照明系統(tǒng)時，未能充分考慮備用電源的容量需求，導(dǎo)致備用電源在關(guān)鍵時刻無法提供足夠的電力支持。第二，電池老化。隨著時間的推移，應(yīng)急照明系統(tǒng)的電池會逐漸老化，導(dǎo)致儲能能力下降。如果地鐵車站未能及時更換老化的電池，應(yīng)急照明系統(tǒng)的持續(xù)時間將大打折扣。應(yīng)急照明持續(xù)時間不足會給乘客的安全疏散帶來極大威脅。

三、地鐵車站應(yīng)急照明系統(tǒng)優(yōu)化方案設(shè)計

（一）優(yōu)化原則與目標(biāo)

針對地鐵車站應(yīng)急照明系統(tǒng)存在的問題，依據(jù)國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，如《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB51309-2018）等，筆者提出了以下優(yōu)化原則。首先，提升照明亮度與均勻性。地鐵車站應(yīng)急照明系統(tǒng)的照明亮度應(yīng)滿足疏散過程中乘客的視覺需求，確保他們能夠清晰地看到疏散指示和周圍環(huán)境。因此，通過選用高效節(jié)能的照明燈具和優(yōu)化燈具布局，使應(yīng)急照明系統(tǒng)的平均照度不低于5lx，照度均勻度（最小照度與平均照度之比）不低于0.7。其次，增強系統(tǒng)穩(wěn)定性。地鐵車站應(yīng)急照明系統(tǒng)應(yīng)具有高可靠性，以確保在關(guān)鍵時刻能夠正常工作。通過優(yōu)化應(yīng)急照明控制系統(tǒng)的設(shè)計和選用高質(zhì)量的電氣設(shè)備，如采用冗余設(shè)計、熱備份技術(shù)等手段，提高系統(tǒng)的可靠性[5]。最后，延長應(yīng)急照明持續(xù)時間。地鐵車站應(yīng)急照明系統(tǒng)的持續(xù)時間應(yīng)滿足長時間疏散需求，通過選用大容量、高性能的備用電源和優(yōu)化電源管理策略，如采用智能充電技術(shù)、電池壽命管理等手段，延長應(yīng)急照明系統(tǒng)的持續(xù)時間。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)急照明系統(tǒng)的持續(xù)時間應(yīng)不低于30分鐘，在實際應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)地鐵車站的具體情況進行適當(dāng)調(diào)整。

（二）關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備選型

首先，應(yīng)用高效節(jié)能照明燈具。選用LED等高效節(jié)能照明燈具作為應(yīng)急照明系統(tǒng)的光源。LED燈具具有壽命長（一般可達50000小時以上）、亮度高（可達數(shù)百流明以上）、光線柔和等優(yōu)點，能夠滿足應(yīng)急照明系統(tǒng)的需求。同時，LED燈具還具有節(jié)能環(huán)保的特點，能夠降低地鐵車站的能耗和運營成本。其次，智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計。采用智能照明控制系統(tǒng)對應(yīng)急照明燈具進行精確控制和聯(lián)動控制。系統(tǒng)能夠根據(jù)預(yù)設(shè)的疏散方案和火災(zāi)報警系統(tǒng)的信號，自動調(diào)整照明燈具的亮度和開啟狀態(tài)。例如，在火災(zāi)發(fā)生時，智能控制系統(tǒng)能夠迅速啟動應(yīng)急照明系統(tǒng)，并按照預(yù)設(shè)的疏散路徑調(diào)整照明燈具，為乘客提供清晰的疏散指示。同時，智能控制系統(tǒng)還能夠?qū)崟r監(jiān)測照明燈具的工作能耗情況，為地鐵車站的運營管理提供數(shù)據(jù)支持。最后，備用電源及電池組選擇。選用大容量、高性能的備用電源作為應(yīng)急照明系統(tǒng)的電力保障。備用電源應(yīng)采用不間斷電源（UPS）或柴油發(fā)電機等設(shè)備，以確保在市電故障時能夠為應(yīng)急照明系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電力輸出。電池組應(yīng)選用環(huán)保型的鉛酸蓄電池或鋰離子電池組等高性能電池組，以滿足長時間疏散需求。同時，采用先進的電池管理技術(shù)和智能充電策略，如均衡充電、浮充充電等，以延長電池的使用壽命。

（三）照明燈具布置方案

在照明燈具布置方案中，充分考慮地鐵車站的布局和疏散路徑。一方面，根據(jù)地鐵車站的建筑結(jié)構(gòu)和人員分布特點，合理規(guī)劃照明燈具的布局。在關(guān)鍵疏散區(qū)域和通道處，設(shè)置足夠的照明燈具，以提高照明亮度和均勻性。例如，在樓梯間、通道轉(zhuǎn)角、出口等位置，設(shè)置高亮度的LED燈具，以確保乘客在這些區(qū)域能夠清晰地看到疏散指示和周圍環(huán)境。另一方面，在照明燈具的選擇上，采用了LED等高效節(jié)能燈具。LED燈具具有壽命長、亮度高、光線柔和等優(yōu)點，能夠滿足應(yīng)急照明系統(tǒng)的需求。同時，還需要考慮燈具的防水、防塵等性能，以確保在惡劣環(huán)境下能夠正常工作。

結(jié)語

通過對地鐵車站應(yīng)急照明系統(tǒng)的深入研究發(fā)現(xiàn)，地鐵車站應(yīng)急照明系統(tǒng)的優(yōu)化對于提升地鐵車站的應(yīng)急響應(yīng)能力具有重要意義。通過提升照明亮度及均勻性、增強系統(tǒng)穩(wěn)定性、延長應(yīng)急照明持續(xù)時間等措施，可以確保乘客在緊急情況下能夠迅速、準(zhǔn)確地找到疏散路徑，從而減少人員傷亡風(fēng)險。此外，優(yōu)化方案設(shè)計中的關(guān)鍵技術(shù)對于實現(xiàn)應(yīng)急照明系統(tǒng)的優(yōu)化目標(biāo)至關(guān)重要。LED等高效節(jié)能照明燈具的應(yīng)用、智能照明控制系統(tǒng)的設(shè)計以及備用電源與電池組的選擇等，都是實現(xiàn)應(yīng)急照明系統(tǒng)優(yōu)化的關(guān)鍵因素。通過共同努力，地鐵車站應(yīng)急照明系統(tǒng)的安全性將得到進一步提升，為乘客提供更加安全、舒適的出行環(huán)境。

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