地铁车辆设置端部疏散门的探讨及分析

地铁车辆设置端部疏散门的探讨及分析

黎少东 林若媛 张俊

（宁波市轨道交通集团有限公司  浙江 宁波 315000）

摘要

随着国内各大城市的轨道交通兴起，尤其是轨道车辆在桥梁上、隧道中运行，防火疏散的顶层设计尤为重要。同时全国各大城市轨道交通全自动运行的地铁车辆日益增加，更加重视车辆本身的防火结构设计，尽管如此，车辆安全疏散系统的设计需要考虑更多的因素，如车辆结构、系统环境、地方规范、既有疏散习惯等。本文选取城市轨道交通中的地铁B型车辆开展分析，借鉴既有国内开通运营的车辆对设置疏散门的经验，结合疏散门技术方案，对设置端部疏散的影响因素展开探讨和分析。

关键词：地铁车辆；疏散平台；端部疏散门

1、前言

在国内地铁建设和运营中非常重视疏散安全，主要基于地铁运营场景为人员密集区，发生火灾容易产生次生灾害，如踩踏、摔伤等，因此国家和轨道交通行业制定了疏散的相关标准要求，例如GB 50157《地铁设计规范》、GB/T 3366《地铁安全疏散》、GB/T7928《地铁车辆通用技术规范》等，对地铁车辆疏散的标准要求进行明确。近年随着来全自动驾驶的地铁车辆兴起，各中大城市逐步对全自动驾驶车辆提高整车防火要求，相应提出对车辆配置端部疏散门和增加开通运营前的地铁车辆疏散演练的具体要求。

2、车辆疏散方式

列车在区间因设备故障或其他各类突发事情而停止，在短时间内无法恢复运营，需疏散列车上的乘客，则通过设置疏散通道并引导人员快速离开车辆，进入疏散平台，例如地铁车辆在区间运行时，通过疏散人员至平台上（如图1所示）。因此车辆作为第一道疏散关口，具体的疏散方式将影响车辆结构设计和疏散通过能力。车辆疏散方式分为侧式疏散和端门疏散。侧式疏散在地铁车辆上通过开启车门进行快速疏散（如图2），引导人员迎风疏散至安全区。端门疏散通过车辆两端开启逃生门引导人员至轨道上，通过轨道疏导人员至安全区域，如图3所示。

图1 地铁区间设置的疏散平台

                              图2 车辆上的侧式疏散通道

图3 车辆端部疏散示意图

3、端部疏散门设置现状分析

在国内轨道交通车辆地铁领域，A型地铁车辆设有侧门作为主要疏散通道，以及列车在前端设有逃生门作为辅助疏散通道。B型地铁在列车两端设置端门疏散没有统一定论，从2018年开始统计，目前国内轨道交通地铁B型车辆在列车两端设置疏散门的比例不高，国内主要城市的地铁车辆项目有80余个，其中设置端部疏散门的项目有20于个，占比25%，大部分分布在北京、天津、南京等已使用过前端疏散门的城市。综上所述的成熟线路设置情况，国内地铁B型车的车辆上主要采用车辆客室侧门进行疏散，但近年来，端部疏散门的设置线路也在逐渐增加。

4、端部疏散门技术方案

端部疏散门是列车在两端设置逃生通道的系统，它的结构主要有门扇、运动机构、密封框架、阻尼机构、门锁等组成。端部疏散门根据结构形式分类，一般分为一体式疏散门和分体式疏散门两种，他们通过坡道和门扇是否分开进行区别。两者具体的技术方案差异如表1所示。

                图4 分体式疏散门             图5 一体式疏散门

表1分体式与一体式疏散门差异

随着端部疏散逃生门系统的不断发展，分体式疏散门还发展一种全宽式疏散门，即车辆整个司机室视野范围的门扇及玻璃均可以打开，详见下图6所示。这种疏散门系统相比常规分体式疏散门，门扇开度更大，司机可视区域不再受常规疏散门的结构影响，具有较好的应用市场前景。结合地铁车辆宽度特点，以及司机操作视野和用户维护等需求，一般建议配置分体式端部疏散门系统。

图6 全宽式疏散门外形                     图7 带开启及回收系统全宽式疏散门系统

全宽式疏散门系统更好的解决大客流量疏散的问题，可实现兼顾疏散能力、司机操作舒适性、瞭望视野等。另外新型的全宽疏散门可以实现从传统的手动开启动到电动开启的转变，更贴合全自动车辆的运营场景。如实现疏散门一键启动功能，坡道一键启动功能，坡道及门扇一键电动回收等。

表2全宽式疏散门的优势对比

5、车辆疏散能力及影响因素

当地铁列车发生火灾等紧急情况时，车内乘客的体质、素质、心理状态以及车内环境等众多因素都会对疏散时间造成影响，因此无法准确计算各种紧急情况下的疏散时间。根据国内外相关专家、学者研究成果采用以下简式计算紧急疏散时间：

t=Q/（nwf’）+L/V

t——地铁车辆疏散时间（s）

Q——地铁车厢内人数（人）

n——地铁车厢客室有效侧门数量（个）

w—单个出口有效宽度（m）

f’——单位宽度地铁车厢客室侧门在单位时间内通过人数（人/(m.s)）

L——车厢内最远疏散距离，即人员距离最近一个车门的距离（m）

V——人员在车厢内的自由运动速度（m/s）

根据经验公式，6节编组的B型车车辆在超员载客的有序疏散下，侧部疏散时间约为47s，而端部疏散时间约为27min。而采用侧部疏散加前端疏散组合形式，疏散时间约为44s，疏散时间越短证明车辆的疏散能力越好。初步分析结果，增加前端疏散门能提供一条单独的安全疏散通道，能够稍微增加一点逃生时间，但改善不明显，主要原因是增加疏散通道较小，如下图8所示，主要空间被司机操纵台区域限制，常规B型车疏散通道仅600mm左右，仅一次通过人为1人。

图8 常规B型车疏散通道

随着全自动驾驶地铁车辆的普及，可以通过实现司机室操纵台更小方案或者无司机操纵台，端部疏散通道可大大改善，从而增加端部疏散能力。

另外，还有原因是车辆侧式疏散和端部疏散系统设备对人员操作要求的差异：

1)车辆侧门进行疏散时，车门信号发出开门信息后，车辆打开所有车门，乘客可迅速离开，并通过疏散平台导向安全地带。

2)列车前端门作为疏散通道时，基于车辆结构和功能，需要列车控制端发出解锁信号，乘客需打开前端门防护罩，推动门锁手柄并推开门扇，逐个快速疏散至轨道上。下图9为打开前端逃生门的操作示意。

图9司机室前端疏散门操作示意

线路设计、车辆防火能力、安全及应急实施等均是影响车辆疏散的重要因素，其中基于列车本身，火灾是车辆风险重要因素，防火能力设计包括防火安全系统、材料的阻燃能力、特殊的隔热结构，因此，整车防火与疏散设计是紧密相连，缺一不可的。但是车辆的疏散能力提高，需要结合系统方案如增加逃生通道，加宽端部逃生区域来实现等。

6端部设置疏散门优劣势分析

通过上述疏散能力及疏散门方案分析对比，车辆端部设置疏散门具有的优势：一是紧急情况下更有利现场组织快速疏散，提升车辆的疏散能力；二是为增加一条疏散通道，便于线路局部区域在不具有侧部疏散条件下提供逃生方式。

但同时设置端部疏散门的劣势：一是需要考虑乘客熟练程度或司乘专业人员的操作打开时间。根据经验，打开列车的前端疏散门的时间约为30s，因此，紧急疏散的合理使用，需对专业人员进行培训，乘客需按指引标识进行逐步操作。二是增加端部疏散门后，司机室结构变得复杂，车辆造型美观程度，导致诸如车辆重量增加、检修维护工作增加等。

7、结论

根据系统环境、地方规范不尽相同，需要轨道交通运营系统组织方形成规范，加强应急演练，确保乘客能合理使用紧急疏散设施，能有效打开疏散门按指定线路完成有序疏散。本文而通过对车辆角度展开分析，得出以下结论：

1) 基于多个方面的系统考虑，载客运营地下区间线路内应设置纵向疏散平台。侧门纵向疏散平台是主要的疏散通道，依靠打开侧门并通过纵向疏散平台迎风进行疏散。

2)在车辆端部增加前端疏散门有利于增加一条疏散通道，利用发生紧急情况时候的应急处理。

3）随着端部疏散门系统的不断完善，新的疏散门设计方案不断发展，比如最近发展出来的全宽式端部疏散门，通过装车应用，定能为车辆运营提供良好的应急处置通道。