城市轨道交通车站应急管理研究

本书在阐明城市轨道交通车站应急管理体系主要内容的基础上，结合轨道交通的特点，重点介绍了如何建立基于多方复杂因素的人员应急疏散仿真模型，深入论述了引导者和指示标志在应急管控中的设置方式和有效性。书中以典型大型城市轨道交通站为例，详细介绍了综合考虑建筑物内部结构、人员密集程度、逃生人员心理、人流控制等因素建立的地铁站三维仿真模型，针对不同线路特点、火源位置、火灾发展情况及客流分布等影响因素，提出了一整套应急管理优化设计方案，以期为轨道交通车站应急管理预案提供优化的方案和建议，为城市轨道交通的安全运营提供理论支撑。 本书可供轨道交通安全管理、监督、运维人员阅读，也可供轨道交通等相关专业师生参考。

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第1章 城市轨道交通车站应急管理体系及研究概述001 1.1 研究背景及意义002 1.1.1 研究背景002 1.1.2 研究意义004 1.2 国内外研究现状005 1.2.1 疏散模型参数005 1.2.2 应急条件下的疏散行为分析006 1.2.3 理论建模008 1.2.4 疏散仿真模型010 1.2.5 应急协同技术研究012 1.2.6 国内外研究现状分析012 1.3 研究内容013 第2章 城市轨道交通车站行人特征与控制方法016 2.1 城市轨道交通车站人员疏散行为分析017 2.1.1 人员生理因素017 2.1.2 人员心理因素018 2.1.3 对疏散环境的熟悉程度019 2.1.4 人员所处状态及位置019 2.1.5 突发状况下人员行为特征019 2.2 城市轨道交通车站疏散设施020 2.2.1 扶(楼)梯与水平通道020 2.2.2 闸机021 2.2.3 出入口021 2.3 控制人群运动特征的关键因素021 2.3.1 疏散安全影响因素021 2.3.2 群体行为的控制干预022 2.4 应急疏散引导策略分析024 2.4.1 应急疏散客流引导策略024 2.4.2 引导点选取025 2.4.3 设施设备状态025 2.4.4 城市轨道交通站内通道疏散能力评估026 第3章 基于多主体的元胞自动机疏散模型研究028 3.1 基于元胞自动机的环境模型029 3.1.1 元胞自动机的构成029 3.1.2 车站环境模化032 3.2 基于多主体的行人模型035 3.2.1 Mult-i Agent 理论036 3.2.2 Mult-i Agent 疏散计算框架037 3.3 基于多主体的元胞自动机模型的改进038 3.3.1 基本疏散模型038 3.3.2 地面场疏散模型039 3.3.3 基于多主体的元胞自动机模型的改进040 3.4 基于多主体的元胞自动机模型疏散模拟042 3.4.1 仿真平台的搭建042 3.4.2 仿真分析043 第4章 城市地铁站应急管理设计与方案047 4.1 建筑简介048 4.2 外部的交通组织050 4.3 地铁站主要问题052 4.4 模拟指标053 4.5 应急管理方案053 4.5.1 建筑消防应急管理方案053 4.5.2 消防系统应急管理方案054 4.6 安全评估计算内容054 4.7 地铁站建筑设计055 4.8 火灾场景应急管理设计056 4.8.1 火灾危险性分析056 4.8.2 火灾规模的确定057 4.9 火灾场景应急管理方案057 第5章　城市地铁站人员疏散应急管理059 5.1 人员疏散安全性判定方法060 5.2 内部交通组织061 5.3 疏散应急管理设计062 5.3.1 规范要求062 5.3.2 疏散宽度统计063 5.4 疏散分析模型065 5.4.1 建筑模型065 5.4.2 人员类型066 5.4.3 人员行走速度及人流量067 5.4.4 疏散人数确定070 5.5 人员疏散时间分析073 5.5.1 疏散开始时间073 5.5.2 疏散策略074 5.5.3 疏散模拟场景设置075 5.5.4 模拟计算结果076 5.5.5 疏散时间082 5.6 疏散应急管理建议082 第6章 城市地铁站烟气蔓延数值模拟084 6.1 各个火灾场景的排烟、补风设计085 6.1.1 站厅层排烟系统设置现状085 6.1.2 站台层排烟系统设置现状085 6.1.3 各火灾场景下排烟补风设计086 6.2 计算软件简介086 6.3 CFD 模拟基本参数及假设087 6.4 模型建立088 6.5 地铁站排烟模拟结果分析088 6.5.1 火灾场景1——站厅层行李火灾(封闭吊顶) 088 6.5.2 火灾场景2——站厅层行李火灾(格栅吊顶) 091 6.5.3 火灾场景3——站台层7 号线列车火灾(不加隔墙) 094 6.5.4 火灾场景4——站台层7 号线列车火灾(加隔墙) 097 6.5.5 火灾场景5——站台层公共区火灾(不加隔墙) 100 6.5.6 火灾场景6——站台层公共区火灾(加隔墙) 102 6.6 烟气模拟结果分析总结105 第7章 城市地铁站应急管理优化及建议107 7.1 现有建筑优化设计108 7.2 消防系统优化设计109 7.3 应急管理建议109 第8章 基于多主体的疏散引导者研究110 8.1 引导者应急疏散客流交互模型112 8.1.1 基于多主体系统的人员交互感知模型112 8.1.2 疏散路径决策模型114 8.1.3 期望速度决策模型116 8.1.4 密度控制疏散模型116 8.2 引入引导者的仿真结果与分析118 8.2.1 引导者信息素参数与疏散时间的关系120 8.2.2 引导者扩散影响因子分析121 8.2.3 引导者数量与疏散时间的关系123 8.2.4 疏散引导者最优数量分析124 8.3 疏散人员心理承受值分析127 8.3.1 心理承受值感知模型127 8.3.2 心理承受临界度129 8.4 引入引导者的仿真案例分析131 8.4.1 案例站台简介131 8.4.2 设置引导者的站台疏散仿真研究131 第9章 智能疏散指示标志优化设计136 9.1 应急疏散指示系统概述137 9.2 智能疏散指示系统指向设计方式138 9.2.1 智能疏散指示系统主要特点138 9.2.2 根据出口宽度指示人员疏散138 9.2.3 人员疏散与人员密度的关系139 9.2.4 扩展后的疏散模型140 9.3 智能疏散指示标志设置方式研究141 9.3.1 智能疏散指示标志设置区域研究142 9.3.2 出口指示标志布点设置规划143 9.3.3 边界指示标志和地面指示标志疏散效果研究148 9.4 智能疏散指示标志的人流控制152 9.4.1 贝叶斯网络的理论基础152 9.4.2 基于贝叶斯网络的人流控制154 9.5 智能疏散指示标志指向设置原则157 第10章 城市地铁站应急管理条件分析162 10.1 车站工程概况163 10.2 火灾状况下城市轨道交通车站人员应急疏散分析方法164 10.2.1 疏散分析主要方法164 10.2.2 疏散时间(RSET)预测164 10.2.3 危险来临时间(ASET) 164 10.3 城市轨道交通车站火灾规模的确定165 10.4 疏散宽度165 10.4.1 疏散路径有效宽度确定165 10.4.2 地铁站疏散宽度166 10.5 疏散分析参数确定171 10.5.1 人员类型与步行速度171 10.5.2 疏散通道流量172 10.5.3 疏散人数分布172 10.6 地铁站应急疏散指示标志现存问题分析178 第11章 火灾下地铁站应急管理设计方案182 11.1 地铁换乘线的防火分隔183 11.2 突发事件应急场景分析(一) 184 11.3 突发事件应急场景分析(二) 204 11.4 突发事件下城市轨道-地面公交应急协同接运组织222 11.4.1 地面公交应急协同接运组织的核心职责与功能223 11.4.2 地面公交协同接运组织的主要步骤 224 第12章 基于协同机制的轨道交通应急管理研究228 12.1 协同理论应用在应急决策中的必要性229 12.2 应急处置分布式协同作业230 12.3 应急管理协同实现的条件232 12.4 基于协同机制的双层规划应急决策模型234 12.4.1 双层规划应急决策优化方案234 12.4.2 建立双层规划应急决策优化模型 235 12.5 多主体多阶段城市轨道交通车站应急协同决策方法237 12.6 基于协同机制的轨道交通车站应急管理方法研究238 12.6.1 基于协同机制的应急管理特征238 12.6.2 基于协同机制的应急管理方法240 12.6.3 基于协同机制的应急管理信息保障241 12.6.4 建立系统化应急联动管理机制,加强应急协同能力242 参考文献245