随机停车模式下高速铁路双线隧道横通道间距的确定

针对高速铁路双线隧道内的列车火灾救援,以列车头部着火、失去动力、随机停靠在正对着横通道处、且人员疏散路径为上坡线路的工况作为人员安全疏散的最不利工况。采用火灾动态模拟器FDS建立最不利工况下的火灾仿真模型,确定可用的安全疏散时间。根据不同人员的逃生速度,采用人员疏散模拟软件EVAC,仿真计算必需的安全疏散时间。以人眼特征高度处烟气可见度小于10m时可用的安全疏散时间大于必需的安全疏散时间作为人员安全疏散的时间控制条件,确定隧道最佳的横通道间距。结果表明:当横通道间距分别为500和400m时,对应的可用的安全疏散时间均小于必需的安全疏散时间,因此不满足人员逃生的时间控制条件;当横通道间距为300m时,对应的可用的安全疏散时间大于必需的安全疏散时间,满足人员逃生的时间控制条件,可使人员安全疏散。因此建议高速铁路双线隧道横通道的设置间距为300m。     

基于VR的地铁应急疏散仿真系统研究与实现

为解决传统仿真技术存在的软件购置成本高、二次开发性有限、展示效果不佳等问题,研发基于虚拟现实(VR)的地铁应急疏散仿真系统。系统通过Unity开发平台,借助SmartFire、3DS Max作为辅助工具,融合火灾数值模拟数据、社会力–智能体仿真模型,以青年路站为例,实现沉浸式仿真系统并进行仿真试验。仿真结果表明:系统可有效地仿真地铁突发事件场景下的客流疏散状态变化,降低疏散演练与仿真试验成本,提高仿真配置灵活性与仿真过程可视化效果,为乘客安全逃生教育与基于乘客疏散行为特征的应急处置方案优化提供参考。     

高速铁路超大直径水下盾构隧道防灾疏散救援研究

为确定隧道防灾疏散设计原则与防灾救援设计参数,以崇太长江隧道为背景,通过火灾工况下列车停靠位置进行分析,明确隧道防灾疏散原则,结合土建工程,提出3种防灾疏散方案：方案一,2号竖井作为紧急出口;方案二,2号与3号竖井作为紧急出口;方案三,1号、2号与3号竖井均作为紧急出口。采用疏散仿真模拟,以疏散时间作为对比指标进行对比评价,确定疏散口最优间距、合理疏散方案、避难所布设参数及救援方案。研究结果表明,当火灾列车在残余动力运行下不发生在隧道内停靠的情况时,防灾疏散救援仅针对列车故障工况;随疏散口间距增大,安全疏散时间与拥堵时间呈增长趋势,最优间距值为75 m,可避免人员拥堵;洞身紧急出口数量增加,可有效降低疏散控制时间,应结合土建工程,通过投资效果分析,确定推荐疏散方案;为确保疏散过程中的安全,利用轨下空间设置避难所作为待避空间,避难所参数为330 m×4.0 m×2.5 m(长×宽×高);隧道采用定点救援方式,疏散人员应按照就近原则选择避难所待避,并根据待避情况进行轨面救援。     

基于虚拟现实技术的地铁火灾疏散仿真平台研发与应用

目前地铁站火灾疏散演练与实验多采用人与火分离的方式进行,所得结果能否反映乘客在真实火灾中的行为存在较大不确定性。对此,研究基于虚拟现实(VR)技术,集成走步设备、视觉设备、火灾仿真、地铁环境系统建模等技术,构建适用于地铁大空间的沉浸式火灾疏散仿真软硬件技术框架。其中地铁列车、车站、隧道等环境采用UNITY建模,而火灾动态发展则加载SMARTFIRE仿真结果导入。以北京地铁6号线某车站及隧道为案例,应用系统框架开发具有丰富交互功能的火灾疏散演练综合平台,设计并开展实验。初步结果表明:乘客行为及体征参数在虚拟火灾中均有明显变化,体现虚拟环境较高的还原度;大部分乘客在逃生过程中较少观察疏散标志;双洞隧道疏散中乘客通常会错过横通道,VR技术在地铁疏散领域非常有应用潜力。     

火灾下城市轨道交通车站乘客疏散特点分析

分析了发生火灾后城市轨道交通车站人员安全疏散的基本条件,在此基础上提出了火灾中人员安全疏散可利用时间的影响因素。应用疏散仿真软件MassEgress对轨道交通车站人员疏散过程进行仿真模拟,分析各因素对疏散效率的影响程度,从而提出人员安全疏散的相关措施。     

基于实际演练和仿真模拟的高速列车人员疏散行为模式

采用全尺寸高速列车作为演练地,研究发生火灾时列车上整体人员的疏散行为.设计不同实验变量,设置涵盖整列站台疏散、整列轨面疏散、单车行李疏散和单车团体疏散4大类别的疏散场景13个,运用实际演练和MassMotion软件仿真模拟2种方法,对比不同场景下不同实验变量对高速列车上人员疏散的行为影响,研究MassMotion软件用...     

高速列车性能化防火设计方法研究

大量聚合物材料的使用、全列密封式设计为高速列车防火安全带来了新的挑战。本文进行高速列车性能化防火设计方法分析研究,基于燃烧试验研究以确定车用材料的防火性能指标,应用计算机动态模拟技术对火灾场景、疏散方案进行预测与评估,可为我国高速列车性能化防火设计提供有益参考。     

国铁与城市轨道交通共线运营防灾救援相关问题探讨

旨在确定国铁、城市轨道交通共线运营线路防灾救援的设计标准,有助于标准体系的形成,以便指导工程建设和运营。结合具体工程对工程特点、防灾救援体系及其差异进行分析;通过专题研究明确了单洞双线设置中隔墙、区间采用低疏散平台、着火列车优先就近停靠车站进行疏散和救援的防灾救援设计标准;采用软件模拟从而验证在选定的防灾救援模式下着火列车在车站、区间停车疏散时间满足规范要求。最后提出低疏散平台+自带爬梯区间疏散方案的疏散能力、站台门和列车门对齐方案还需要作进一步的研究。     

长大铁路隧道火灾模式下人员疏散试验研究

为得到列车在长大铁路隧道内发生火灾时人员疏散的时间和速度,针对2种情况进行人员疏散全过程的试验和数值模拟研究。着火列车继续运行,着火车厢内的人员疏散至相邻车厢;着火列车停车,人员下车并疏散至隧道的紧急救援站或紧急出口。结果表明:当着火车厢满员时,相邻车厢超员40.0%比相邻车厢满员时需要的人员疏散时间多约2min,平均疏散速度下降45.7%;当隧道内疏散出口宽度(3m)满足人员疏散不过度拥挤的条件下,紧急救援站单侧疏散和紧急出口处双侧疏散2种疏散路径的人员疏散平均速度基本相等;在每节车厢均开启2扇外门的条件下,2扇外门位于车厢一端双侧要比位于车厢两端单侧时的人员疏散效率慢,平均疏散速度下降约21.6%;在铁路隧道内,青壮年男性、女性的疏散速度可分别定为1.2和1.0m·s-1,此速度可作为确定其他人群(老年人、儿童等)疏散速度的折减基数。     

人员疏散从众心理的模拟研究

从众心理是火灾等其它灾害发生时人们最容易产生的心理倾向。应用STEPS对北京西客站进行建模。模型假设西客站地下一层换乘大厅中间起火,并将疏散方案分为4个小工况:不考虑北夹层和火车站台,只考虑北夹层,只考虑火车站台,北夹层和火车站台都考虑。根据假设的起火位置在模型中设置从众路线、从众人数的比例及人不同区域的人员分布,将人员从众心理的概念引入计算机疏散仿真当中,得出了从众人数比例与疏散时间的关系图。最后给出了每种工况下从众人数比例对疏散的影响。     

多区域地铁车厢火灾烟气蔓延特性的数值仿真研究

提出火灾时人员疏散评价指标-可用安全疏散时间,利用火灾动态模拟器(FDS)软件建立广州地铁3号线B型车前3节车厢全尺寸比例火灾仿真模型,对仿真结果进行烟气蔓延特性分析。根据实验单一变量原则,在车厢不同区域设置3类典型火源,对比其烟气蔓延特性,求解可用安全疏散时间。仿真结果表明,不同区域的火源燃烧对于静止地铁车厢的烟气蔓延特性有一定影响,相同火源功率条件下地铁车厢中部发生火灾的危险性比车厢端部发生火灾的危险性大。     

高海拔特长铁路隧道定点防灾救援研究

为研究高海拔特长隧道定点防灾救援设计中不同火灾场景下救援横通道数量对人员疏散的影响,依托关角隧道对高海拔条件下火灾发展及人员疏散过程进行研究。利用FDS火灾模拟软件对关角隧道救援站进行高海拔条件下的火灾数值模拟计算,通过改变火源热释放速率以及救援横通道数量,得到不同火灾场景下可用安全疏散时间。利用人员疏散软件EXODUS对不同场景下高海拔地区人员疏散过程进行模拟,得到必需的人员疏散时间,通过与可用疏散时间的比较,最终确定高海拔特长铁路隧道定点救援站合理的救援横通道数量为8~9座。     

铁路隧道旅客列车火灾热释放速率的确定方法

热释放速率(HRR)是影响火灾发展和严重程度的重要指标。受自身结构影响,铁路隧道内旅客列车一旦发生火灾,影响极为严重,因此需在确定热释放速率的前提下对隧道火灾进行预防设计,但目前并无针对我国普通旅客列车和动车组的实车试验成果可供设计采用。为此,在充分调研欧洲、美国等国内外学者对HRR的有关研究成果和规定的基础上,现场实测我国铁路列车参数及乘车人特征,通过数值模拟和现场试验对比分析的方法,得到不同火灾增长速率(FGR)条件下,最高温度和HRR之间的关系类似;同一FGR条件下,随HRR峰值的增大,最高温度随之升高。并结合国外大尺寸列车火灾试验曲线,对不同火灾规模、不同FGR下列车HRR峰值展开研究,最终确定动车组的HRR峰值为15MW,普通旅客列车的HRR峰值为20 MW,FGR为慢速,为防灾规范的修订和相关工程设计提供理论支撑。     

从消防角度探讨地铁隧道疏散平台的设计问题

疏散平台是地铁隧道消防安全的必要保障,但疏散平台的主要作用是中转,道床面才是疏散的主要途径。从消防疏散的角度出发,探讨地铁隧道内设置疏散平台的重要性,并对疏散平台和道床面的主要作用进行了对比说明,重点分析疏散平台设置步梯的必要性和步梯给区间管线安装带来的问题,最后提出相关技术主张。     

轨道交通自动扶梯疏散能力及运行模式探讨

根据《地铁设计规范》中车站火灾情况下的疏散计算公式,自动扶梯作为参与紧急疏散的重要运输设备直接影响到车站疏散通过能力和疏散时间,进而影响到车站的运营安全以及建设规模。通过对比国内外自动扶梯相关规范中输送能力的计算以及分析国内轨道交通车站在火灾情况下自动扶梯的运行模式,提出《地铁设计规范》疏散计算公式中自动扶梯的通过能力和参与疏散的自动扶梯数量值得进一步商榷之处;同时也结合自动扶梯的特点提出了附加制动器延时动作、火灾情况下停梯模式、自动扶梯疏散能力及计算方式、参与疏散自动扶梯数量、疏散时间计算因素等建议,为轨道交通车站疏散计算方式以及运营组织预案提供参考。     

地铁车站火灾时不同站台层结构的烟气扩散与控制

根据地铁车站物理模型,对站台层列车中部车厢着火引发火灾时的烟气扩散进行三维模拟,分析安装屏蔽门对岛式和侧式2种典型结构站台层烟气扩散及控制的影响。用能量方程、动量方程、连续性方程、组分方程和完全浮力修正的k-ε方程描述烟气湍流流动,用SIMPLEC算法求解。结果表明:对于2种典型结构层,在发生火灾360 s时,未安装屏蔽门的,烟气均已扩散蔓延至整个站台层的上部空间并沉降至1.8 m的安全高度,人员疏散均较为困难,安装屏蔽门的,所有疏散楼梯口均能保持正常状态,屏蔽门对烟气的扩散起到很好的阻拦作用,且排烟口和隧道排出了更多的烟气;安装屏蔽门后,岛式、侧式站台层的排烟效率分别提高15.8%和10.1%;侧式站台层的抽吸烟气作用更加明显,比岛式站台排出了更多的烟气。由此可知,在2种典型结构的站台层中安装屏蔽门,可以加强对站台层火灾时烟气的控制,为人员及时有效地疏散创造了良好的条件。     

市域快速轨道交通水底盾构隧道防灾救援实例分析

市域快速轨道交通难免以隧道形式穿越大江大河,有必要探究市域快速轨道交通水底隧道防灾救援方法。依托温州市域铁路S2线瓯江北口隧道的工程实例,从工程应用、疏散效果、施工风险、结构受力、经济性、适用范围等方面,对比分析水底隧道受灾人员常见疏散方式,确定瓯江北口隧道受灾人员疏散方案;采用FDS软件模拟瓯江北口隧道不同火灾工况下,烟气、温度、可见度蔓延情况,以及安全疏散时间与距离火源位置关系。分析结果表明:隧道内发生火灾时,开启风机可使排烟效果得到明显提高,有利于人员安全疏散。