2.3.3　地鐵站Pathfinder疏散模擬

2.3.3.1　Pathfinder疏散幾何模型的建立

Pathfinder疏散幾何模型可以直接在Pathfinder界面直接建立，也可以通過導入PyroSim模型進行建模，因此可以將前面已經建立的雙層島式地鐵站PyroSim模型導入Pathfinder中就可以快速建立地鐵站疏散幾何模型。由于Pathfinder不能識別PyroSim模型中的障礙物，還需提取PyroSim模型中的地板等創建人員疏散的房間，然后利用Pathfinder中的工具創建和PyroSim中同樣的樓梯、扶梯、電梯和出入口等，創建的Pathfinder疏散幾何模型如圖2.3.9所示。

2.3.3.2　疏散人員數量的設定

地鐵站內人員數量根據不同季節、時間會有很大的不同，本著研究最不利條件下的地鐵站發生火災時的處置措施的原則，疏散人員數量設定為地鐵站客流高峰期時的數量。

成琳娜在《基于Pathfinder的地鐵站火災應急疏散仿真研究》中通過統計調查等方法得出，亞洲人的平均肩寬是0.38m；穿衣厚度為0.005～0.04m；緩沖區域為0.48～0.90m。則本文設定地鐵站內人員平均肩寬為0.38m、穿衣厚度為0.005m、緩沖區域為0.48m，將人員投影面積作為圓形考慮，則每個人的有效占地面積為0.587m²，也就是地鐵站內的人員密度為0.587m²/人。由建立的Pathfinder幾何模型可知，站廳層除去立柱、樓梯口、閘機等障礙物的有效空間面積為1717.19m²，站臺層有效空間面積為1218.37m²，一輛列車的有效空間為384.32m²，則站廳層、站臺層和列車有效空間的基本容量分別為2925.37人、2075.59人和654.72人。

為了體現地鐵站高峰期，成琳娜引入了人員因子α，并定義某空間內在某一段時間內客流量等于該空間的容量和該時段人員因子α的乘積，并根據實際統計數據推算得到地鐵站客流高峰期α=1.2。因此設定客流高峰期站廳層、站臺層和一輛列車上的人數分別為：3511人、2491人和786人。

2.3.3.3　疏散人員特征參數設定

在實際人員疏散過程中，年齡、性別、心理等因素對人員移動速度影響很大，甚至受教育程度也會影響人員的疏散速度。根據周義程在《雙層島式地鐵站客流超高峰期火災人員疏散研究》中對西安地鐵的調查，將地鐵站內人員按照年齡、性別分為7類，每類特征參數如表2.3.8所示。

本文設定人員特征參數也根據上表所示，將其輸入Pathfinder模型中，并根據上文得出的站廳層、站臺層和列車內的疏散人員數量，按照比例隨機分布在相應區域內。如圖2.3.10、圖2.3.11所示。

2.3.3.4　人員疏散延遲時間的設定

地鐵火災發生后，地鐵站內人員并不是同時就能意識到發生火災并開始疏散，所以必須設定地鐵站內不同位置的人員在發生不同火災時候的延遲時間。

火災報警探測時間是指從地鐵站內發生火災的時刻到地鐵站內的乘客及工作人員意識到發生火災所需要的時間。人員響應時間是指從地鐵站內部人員接收到火災報警信號后，根據自身位置以及所處情況，對接收到的火災報警信息進行分析、判斷，并確定逃生路線所需要的時間。人員響應時間與心理行為特征、所處地鐵站位置、年齡、對地鐵站環境熟悉程度等息息相關。根據《地鐵設計規范》規定地鐵站內火災報警探測時間與人員響應時間之和為60s。因此設定站臺層發生火災時，站臺層、列車上人員立即疏散，站廳層人員疏散延遲時間為60s；站廳層發生火災時，站廳層人員立即疏散，站臺、列車上人員疏散延遲時間為60s。即工況一、二設定站廳人員立即疏散，站臺和列車人員疏散延遲60s；工況二、三、四、五和六設定站臺、列車上人員立即疏散，站廳人員疏散延遲60s。

2.3.3.5　人員疏散模式的設定

Pathfinder的人員運動模式包括SFPE模式和Steering模式。SFPE模式下人員不會相互影響，以疏散距離作為路徑選擇的重要依據，即人員會自動轉移到最近的出口； Steering模式下人員可以相互影響，采用路徑規劃指導機制與碰撞處理相結合來控制人員的運動，當人員之間的距離或者距離最近出口的路徑超過某一閾值時，就會自動生成新的路徑，以適應當前的環境，以便快速到達出口。

SFPE模式和Steering模式都能夠較好地對人員疏散進行數值模擬，而且兩個模式之間可以自由切換。相對于SFPE模式來說，Steering模式下人員疏散，更接近現實地鐵站火災人員疏散狀況，因此，將此Pathfinder疏散模型的人員疏散模式設定為Steering模式。