文、编辑 | 念初
随着现代城市的发展，地铁在城市交通中扮演着越来越重要的角色。
地铁站发生生化恐怖袭击，会造成多人伤亡，因此更应该加重视地铁应急管理工作。
一种基于改进经验公式的指导方案应运而生，引导疏散模型将社会力模型与行人特征相结合，应用于地铁车站应急疏散策略中，以优化紧急疏散。
随着中国城市化进程的推进，大量人口涌入城市，给城市交通造成巨大压力。由于高容量、准时和环保，地铁在城市交通中发挥了重要作用。
但地下空间结构复杂，通常会有大量行人拥挤，发生恐怖袭击很容易造成大量人员伤亡。这种事件破坏力巨大，地铁里生化恐怖袭击在世界范围内都发生过很多次。
从 1950 年到 2005 年，发生了 423 起化学、生物和放射性恐怖袭击，造成 318 人死亡。1995 年日本地铁发生沙林毒气袭击事件，造成 13 人死亡，6300 人受伤。
种种事例表明，在紧急情况下，高效的疏散引导很重要，它可以使行人快速脱离危险环境。
在此背景下，相关学者开发了一个带有疏散领导的人群疏散模型，它揭示了疏散领队的最佳数量与行人的分布范围有关。
该模型在仿真实验中分析了疏散领队速度和能见度范围，但未考虑行人特征和火灾伤害。于是有人提出了一种疏散方法，该方法将优化与野火多发地区的交通模拟相结合。
它虽然考虑疏散人员的疏散时间，确定最佳疏散路线。但是也只考虑了正常情况下的疏散行为。危险源对行人疏散行为特征有重要影响，这在现有的引导疏散研究中鲜有提及。
在危及生命的情况下，不同特征的行人会有不同的心理和生理反应，这可能对疏散疏散产生重大影响。于是仿真模型必须描述人群情绪传染，并使用多代理技术优化疏散时间。
在仿真社会力模型中，它考虑到了在紧急情况发生的过程中，个人特征的差异对疏散情况的影响。
社会力的概念最早于1951年提出，黑尔宾建立了基于流体动力学方程的社会力行人流模型，用*力、排斥力和吸引力等几种力来反映行人行为因素。
在生化恐怖袭击中，有毒气体会在短时间内释放出来。因此，点源的密度需要用高斯扩散模型表示。
在疏散模型中，我们分析了氯的高斯粉扑模型的参数及其对行人的影响。包括有毒气体在内，所有影响都转化为作用于疏散模型中行人的社会力量。
氯作为一种常见的化学物质，很可能被恐怖分子用于生化恐怖袭击。根据中国化工部化学品防护研究所提供的数据，采用高斯烟团模型计算的氯浓度的危害范围，如下表所示。
为了描绘行人特征，我们考虑了行人的年龄、性别、受教育程度和疏散经历。在问卷中，疏散引导下行人的不同逃生行为如下。
（1）当大量行人聚集在向导周围，无法及时获取引导信息时，行人可以选择自行逃生或等待引导信息。
（2）出口拥堵时，行人可选择排队等候或拥挤前行逃生。
为了调查的代表性，随机抽取150名行人在北京地铁西单站完成问卷调查，有效问卷119份。
问卷调查获得了行人特征（如年龄、性别、受教育程度和疏散经验）与其在疏散引导下的行为之间的关系，分析结果如下表所示。
根据数据检验，当行人不能及时获取逃生信息时，性别与行人行为相关。
此外，疏散体验与行人无法及时通过出口时的反应相关。行人特征与引导行为关系的进一步分析如下图所示。
如图所示，男性等待引导的概率为73.9%，而女性为92.8%。行人的疏散经历对其逃生行为有显着影响：有疏散经历的行人更愿意等待引导信息（95.5%），而更多没有疏散经历的行人更愿意拥挤向前逃生。
当紧急场景存在危险源时，行人在恐慌下速度明显加快。考虑到紧急情况下行人速度的增加，进行了两倍速度和相同参数设置的系列实验。
下表则显示了通过实验获得的数据，虽然有引导疏散与无引导疏散在疏散时间上差别不大，但通过出口的行人数量更加均衡，减少了前门的拥堵。
由此可以认为，造成这种现象的原因是由于疏散场景和行人数量较少，疏散加速可能并不明显。行人速度的加快并不能优化疏散效果，反而会导致门窄造成的拥堵现象。
恐怖袭击疏散引导部分建立了基于北京地铁西单站的疏散仿真模型，对突发事件下的引导疏散进行研究。
参数如下：行人流量为6250p/h，代表一天中最拥挤的时间段，地铁站内行人总数为2000人。
如下图所示，行人从黑色矩形代表的四部电梯中出来，选择1-5号出口逃生。出口宽度8m，单位客流量1.5p/米。
实验开始时，行人从自动扶梯进入地铁站。两分钟后，生化恐怖袭击发生，一瓶10公斤重的氯气被放置在地铁站内。
在第一次模拟中，行人选择最近的出口逃生，疏散结果如下图显示，行人在恐怖袭击前离开车站。从图中(b)可以看出，行人在遇袭后未发现危险源，仍选择生化袭击地点1号出口逃生。
3分钟时有9名行人死亡，30名行人受伤。实验结束如图中（c）所示，疏散场景中还剩下30名死者。
图中显示了定向导向装置放置在危险源周围。行人按照向导的指示疏散。五分钟后，2号出口前出现大量行人。
由于模拟一中行人没有意识到危险源，自行选择出口，在发生恐怖袭击时无法避免有毒源的影响。到实验结束时，有30名行人死亡，38名行人受重伤，结果如下图所示。
如上图(b)所示，在有定向引导的实验中伤亡人数大大减少。但2号出口大量行人聚集，疏散时间延长至7分钟以上。
在后续的实验中，在地铁中设置了熟悉地铁站、了解行人分布的应急引导员，对行人进行引导。
在疏散中使用了两种引导方案。蓝色圆点代表应急引导，靠近应急引导的行人可以获得引导信息。
实验开始时，绿点代表行人。如果行人获得引导信息，则行人的颜色由绿色变为浅绿色。
可以看出，随着引导疏散中有疏散经验的行人比例的增加，伤亡人数和疏散时间减少。有疏散经验的行人往往从容排队，从而获得疏散引导信息。
在疏散过程中，由于没有疏散经验的行人往往会挤到前面逃生，因此有疏散经验的行人较少，疏散时会出现严重的拥堵。
我们开发了一种基于改进经验公式的引导疏散模型，以提高应急疏散效率。实验表明，所提出的制导策略优于现有的定向制导策略和未改进的制导策略。
通过对仿真结果的分析，在某地铁站验证了最优导引方案和导引组合。此外，提出了结合行人特征的引导疏散模型，分析了行人个体因素对疏散的影响。
这项工作的目的，是提供对行人生理和心理特征的洞察以指导疏散，结果如下:
(1)利用社会力模型构建应急疏散疏散，可以形象地模拟疏散场景，尤其是具有危险源的疏散场景。
(2)合理的引导策略可以保证安全快速的应急疏散。引导策略的关键是掌握毒源位置、出口利用、行人分布等疏散场景的整体情况。
(3)通过仿真可以找到合理的引导位置和优化的引导组合，对应急管理具有实际意义。
(4)引导疏散时必须考虑行人的个体特征。通过仿真实验分析行人的行为特征，可为引导疏散提供有见地的建议。
所提出的引导策略可以避免受伤并减少疏散时间,应急指挥员要掌握疏散现场的全局，有赖于合理的培训和有效的信息技术。
由于紧急情况下的行人行为特征与平时有很大不同，因此具有行为特征的引导疏散实验可以为紧急疏散提供见解,仍然需要进行更多的考虑和调查。
1.J. Wan、J. Sui 和 H. Yu著，《基于联合社会力模型的中国地铁站疏散研究》卷394，第 33-46 页，2014 年 1 月。
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3.S. Gwynne、ER Galea、M. Owen、PJ Lawrence 和 L. Filippidis著，《buildingEXODUS 预测与来自 stapelfeldt 试验和 milburn 房屋疏散的实验数据的系统比较》卷29，第 818-851 页，2005 年 9 月。
